高考物理 交流电传感器总复习课件3.ppt

一 变压器1 变压器的构造 变压器是由 和绕在铁芯上的 组成的 如图所示 1 原线圈 与 连接的线圈 也叫初级线圈 2 副线圈 与负载连接的线圈 也叫次级线圈 2 变压器的原理 电流通过原线圈时在铁芯中激发 由于电流的大小 方向在不断变化 铁芯中的磁场也在不断变化 变化的磁场在副线圈中产生 所以尽管两个线圈之间没有导线相连 副线圈也能够输出电流 是变压器工作的基础 3 理想变压器 没有 的变压器 即 功率等于 功率 5 互感器分为 电压互感器和电流互感器 比较如下 二 电能的输送1 目的 输送电能 2 关键 降低输电线上电能的损耗 p损 3 降低输电损耗的两个途径 2 减小输电导线中的 由p ui可知 当输送功率一定时 提高 可以减小输电电流 4 电网供电 1 远距离高压输电由于发电机本身的输出电压不可能很高 所以采用高压输电时 在发电站内需用 升压到几百千伏后再向远距离送电 到达用电区再用 降到所需的电压 2 电网 通过网状输电线 变电站 将许多电厂和广大用户连接起来 形成全国性或地区性的 思考 在输电线路中升压变压器的原线圈和副线圈所用的导线哪个粗一些 两线圈的导线材料相同 二 2 i2r3 电阻率小横截面积电流输送电压4 升压变压器降压变压器输电网络思考 原线圈中的电压低电流大 应用粗一些的导线 说明 1 理想变压器的应用中要注意副线圈和原线圈功率相等这个特点 电流关系的推导应该以其为依据 2 变压器的以上关系都是根据 口 字型的变压器推出的 如果变压器不是 口 字型时 应根据变压器的原理及各线圈中磁通量的关系推导出各物理量的关系 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 动态分析的思路程序可表示为说明 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 对理想变压器应注意能量守恒定律的应用 1 远距离高压输电的几个基本关系 以下图为例 1 功率关系p1 p2 p3 p4 p2 p线 p3 2 电压 电流关系 说明 电流之间的关系最简单 i2 i3 i线中只要知道一个 另两个总与它相等 因此求输电线上的电流往往是这类问题的突破口 2 关于远距离输电问题的处理思路 1 首先画出输电线路示意图 最简单电路如图所示 2 常见问题有两类 一类是正向题目 由发电机 升压 输电线 降压 用电器的顺序分析 另一类是由用电器到发电机的分析过程 还有一类常见的中间突破的题目 即由输电线上的功率损失求出输电线上的电流 也就是流过升压变压器副线圈和降压变压器原线圈的电流 再由理想变压器的工作原理推断发电和用电的问题 2010 全国 右图中为一理想变压器 其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连 p为滑动头 现令p从均匀密绕的副线圈最底端开始 沿副线圈匀速上滑 直至白炽灯泡l两端的电压等于其额定电压为止 且i1表示流过原线圈的电流 i2表示流过灯泡的电流 u2表示灯泡两端的电压 p2表示灯泡消耗的电功率 这里的电流 电压均指有效值 电功率指平均值 下列四个图中 能够正确反映相应物理量的变化趋势的是 答案 bc 跟踪训练1 2010 重庆理综 一输入电压为220v 输出电压为36v的变压器副线圈烧坏 为获知此变压器原 副线圈匝数 某同学拆下烧坏的副线圈 用绝缘导线在铁芯上新绕上5匝线圈 如图所示 然后将原线圈接到220v交流电源上 测得新绕线圈的端电压为1v 按理想变压器分析 该变压器烧坏前的原 副线圈匝数分别为 a 1100 360b 1100 180c 2200 180d 2200 360答案 b 2010 天津理综 为探究理想变压器原 副线圈电压 电流的关系 将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上 副线圈连接相同的灯泡l1 l2 电路中分别接了理想交流电压表v1 v2和理想交流电流表a1 a2 导线电阻不计 如图所示 当开关s闭合后 a a1示数变大 a1与a2示数的比值不变b a1示数变大 a1与a2示数的比值变大c v2示数变小 v1与v2示数的比值变大d v2示数不变 v1与v2示数的比值不变答案 ad 点评 1 关于理想变压器的动态分析问题一般有两种类型 负载电阻不变 原 副线圈的电压u1 u2不变 电流i1 i2 功率p1 p2随匝数比的变化而变化 匝数比不变 原 副线圈的电压u1 u2不变 电流i1 i2 功率p1 p2随负载电阻的变化而变化 2 无论哪种情况 处理此类问题的关键是分清变量和不变量 弄清理想变压器中各物理量之间的联系和相互制约关系 跟踪训练2如图所示 一个理想变压器的输入电压u1保持不变 灯泡l2 l3 l4为副线圈的负载 当滑动变阻器r0的滑片向下移动时 则下列判断正确的是 a 灯l1变暗b 灯l2变亮c 灯l3变亮d 灯l4变暗 答案 a 2010 浙江理综 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损失电压为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 答案 b 跟踪训练3某小型实验水电站输出功率是20kw 输电线路总电阻是6 1 若采用380v输电 求输电线路损耗的功率 2 若改用5000v高压输电 用户端利用n1 n2 22 1的变压器降压 求用户得到的电压 答案 1 16 6kw 2 226 2v 1 2010 日照模拟 一理想变压器原 副线圈匝数比n1 n2 11 5 原线圈与正弦交变电源连接 输入电压u如图所示 副线圈仅接入一个10 的电阻 则 a 流过电阻的电流是20a 答案 d解析 考查正弦交变电流有效值 最大值意义及理想变压器的相关知识 由输入电压图象可知输入电压的有效值为220v 故副线圈输出电压的有效值为100v 接入副线圈的电阻为10 故电流有效值为10a a项错 与电阻并联的电压表读数即为副线圈电压有效值100v b项错 根据q i2rt 102 10 60j 6 104j c项错 由变压器输入功率等于输出功率可知 p iu 10 100 1000w d项正确 2 一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压 其最大值保持不变 副线圈有可调电阻r 设原线圈的电流为i1 输入功率为p1 副线圈的电流为i2 输出功率为p2 当r增大时 a i1减小 p1增大b i1减小 p1减小c i2增大 p2减小d i2增大 p2增大答案 b解析 考查理想变压器及其相关知识 当副线圈接的可调电阻r增大时 变压器输出功率p2减小 导致变压器输入功率p1减小 原线圈中电流i1减小 3 2010 南充模拟 如图所示 理想变压器原 副线圈匝数之比n1 n2 4 1 原线圈两端连接光滑导轨 副线圈与电阻r相连组成闭合回路 当直导线ab在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时 安培表a1的读数是12毫安 那么安培表a2的读数是 a 0b 3毫安c 48毫安d 与r值大小有关答案 a解析 当直导线ab在匀强磁场中沿导轨匀速向右做切割磁感线运动时 原线圈中产生恒定的电流 不能在铁芯中产生变化的磁场 副线圈中不会产生感应电流 a正确 4 在绕制变压器时 某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个壁上 当通以交变电流时 每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈 另一半通过中间臂 已知线圈1 2的匝数之比n1 n2 2 1 在不接负载的情况下 a 当线圈1输入电压220v时 线圈2输出电压为110vb 当线圈1输入电压220v时 线圈2输出电压为55vc 当线圈2输入电压110v时 线圈1输出电压为220vd 当线圈2输入电压110v时 线圈1输出电压为110v答案 bd 解析 因为理想变压器原 副线圈电压之比 u1 u2 等于线圈中产生的感应电动势之比 e1 e2 所以当从线圈1输入电压u1 220v时 由 5 2010 厦门模拟 关于远距离输电 若发电机的输出电压不变 则下列叙述中正确的是 a 升压变压器原线圈中的电流与用户电器设备消耗的功率无关b 输电线路中的电流只由升压变压器的匝数比决定c 当用户消耗的总功率增大时 输电线上损失的功率增大d 升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 答案 c解析 因输入功率等于输出功率 而发电机输出的电压不变 所以选项ab错误 当用户消耗的总功率增大时 输电线中的电流增大 根据p i2r 输电线上损耗的功率增大 选项c正确 因为输电线上也有电压降 所以升压变压器输出电压不等于降压变压器的输入电压 选项d错误 6 如图所示 理想变压器三个线圈的匝数之比为n1 n2 n3 10 5 1 其中n1接到220