高考物理复习 第10章第二节变压器与电能的输送课件 沪科版.pptVIP

第二节变压器与电能的输送 课堂互动讲练 经典题型探究 知能优化演练 基础知识梳理 第二节变压器与电能的输送 基础知识梳理 一 变压器原理1 构造和原理 如图10 2 1所示 1 主要构造 由 和 组成 2 工作原理 电磁感应图10 2 1的 现象 原线圈 副线圈 闭合铁芯 互感 输出功率 降压 升压 4 几种常用的变压器 1 自耦变压器的原 副线圈共用一个线圈 如图10 2 2甲 乙所示 2 电压互感器 属于降压变压器 并联在电路中 用于测高电压 如图丙所示 3 电流互感器 属于升压变压器 串联在电路中 用于测大电流 如图丁所示 图10 2 2 输电电压 横截面积 电阻率 i2r线 课堂互动讲练 一 理想变压器原 副线圈基本量的关系 名师点睛 1 基本关系中u1 u2 i1 i2均指有效值 2 理想变压器最基本的规律 一是电压关系 对应规律是法拉第电磁感应定律 二是功率关系 对应规律是能量守恒定律 而电流关系是以上两个关系推导出来的 即时应用 即时突破 小试牛刀 2011年江苏泰州联考 如图10 2 3所示 一理想变压器的原 副线圈匝数比为5 1 正弦交流电源的内阻不计 电阻r2 4 其消耗的功率为p2 100w 则 图10 2 3 a r1消耗的功率为100wb r1 r2中的电流之比为1 5c 原线圈两端电压的有效值为100vd 交流电源的输出功率等于变压器的输出功率 二 理想变压器的动态分析1 理想变压器的几个因果关系当理想变压器的匝数比不变时 如图10 2 4所示 各量相互关系如下 图10 2 4 2 输出电流i2决定输入电流i1 在输入电压一定的情况下 输出电压u2也被完全确定 当负载电阻r增大时 i2减小 则i1相应减小 当负载电阻r减小时 i2增大 则i1相应增大 3 输出功率p2决定输入功率p1 理想变压器的输入功率与输出功率相等 即p1 p2 在输入电压u1一定的情况下 当负载电阻r增大时 i2减小 则变压器的输出功率p2 i2u2减小 输入功率p1也将相应减小 当负载电阻r减小时 i2增大 变压器的输出功率p2 i2u2增大 则输入功率p1也将增大 2 动态分析问题的思路程序可表示为 名师点睛 1 对于电源 原线圈相当于用电器 对于用电器 副线圈相当于电源 2 对理想变压器注意能量守恒定律的应用 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 2011年福建三明期末 用电高峰期 电灯往往会变暗 其原理可简化为如下物理问题 如图10 2 5所示 理想变压器副线圈上 通过输电线连接两只相同的灯泡l1和l2 输电线的等效电阻为r 原线圈输入有效值恒定的交流电压 当开关s闭合时 以下说法中正确的是 图10 2 5 a 原线圈中电流减小b r两端的电压增大c 原线圈输入功率不变d 副线圈输出电压减小解析 选b 开关s闭合 用户端阻值变小 用户端干路电流增大 则原线圈中电流变大 原线圈输入功率变大 选项a c均错误 用户端干路电流增大则输电线r上电压损失变大 选项b正确 由于原电压及匝数比不变 故副线圈输出电压不变 选项d错误 三 高压输电问题的分析1 对高压输电问题 应按 发电机 升压变压器 远距离输电线 降压变压器 用电器 这样的顺序 或从 用电器 倒推到 发电机 一步一步进行分析 2 远距离高压输电的几个基本关系 以图10 2 6为例 图10 2 6 即时应用 即时突破 小试牛刀 3 2010年高考浙江卷 某水电站 用总电阻为2 5 的输电线输电给500km外的用户 其输出电功率是3 106kw 现用500kv电压输电 则下列说法正确的是 a 输电线上输送的电流大小为2 0 105ab 输电线上由电阻造成的电压损失为15kvc 若改用5kv电压输电 则输电线上损失的功率为9 108kwd 输电线上损失的功率为 p u2 r u为输电电压 r为输电线的电阻 经典题型探究 满分样板14分 某学校有一台应急备用发电机 内阻为r 1 升压变压器的匝数比为1 4 降压变压器的匝数比为4 1 输电线的总电阻为r 4 全校22个教室 每个教室用 220v 40w 的灯泡6盏 要求所有灯都正常发光 则 1 输电线上损耗的电功率多大 2 发电机的输出功率多大 3 发电机的电动势多大 思路点拨 解答本题时可按以下思路分析 解题样板规范步骤 该得的分一分不丢 1 根据题意 画出从发电机到教室灯泡之间的传输过程 如图10 2 7所示图10 2 7 2 升压变压器的输出功率为p 1 pr p 2 5424w 2分 而发电机输出功率即为升压变压器的输入功率p出 p1 p 1 5424w 1分 3 降压变压器上的输入电压u2 4u 2 880v 1分 输电线上的电压损失为ur irr 24v因此升压变压器的输出电压为u 1 ur u2 904v 1分 升压变压器的输入电流为i1 4ir 24a 1分 发电机的电动势e u1 i1r 226v 24 1v 250v 2分 答案 1 144w 2 5424w 3 250v 如图10 2 8所示的电路中 变压器初级线圈匝数n1 1000匝 次级线圈有两个 匝数分别为n2 500匝 n3 200匝 分别接一个r 55 的电阻 在初级线圈上接入u1 220v的交变电流 求 图10 2 8 1 两次级线圈输出电功率之比 2 初级线圈中的电流 思路点拨 题后反思 对于有两组以上的副线圈的变压器 电压与匝数成正比关系仍成立 而电