高三物理总复习 10.2变压器 远距离输电课件 鲁科版.ppt

第二节变压器远距离输电 基础知识梳理 一 变压器1 变压器的构造 如图10 2 1所示 变压器是由 和绕在铁芯上的 组成的 闭合铁芯 图10 2 1 两个线圈 1 原线圈 与交流电源连接的线圈 也叫 线圈 2 副线圈 与 连接的线圈 也叫 线圈 2 变压器的原理 电流通过原线圈时铁芯中激发磁场 由于电流的 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 初级 负载 次级 大小 方向 感应电动势 互感现象 能量损失 输入 输出 p入 p出 u2i2 u3i3 unin 高电压 低电压 大电流 小电流 1 变压器能否改变恒定电流的电压 2 变压器能否改变交流电的频率 提示 1 不能 由变压器的原理可知恒定电流通过原线圈时不能产生变化的磁场 副线圈铁芯中的磁通量就不会变化 副线圈中就不会有感应电动势 2 不能 因为原 副线圈中磁通量的变化情况相同 思考感悟 q i2rt 2 减小输电导线中的输电电流 由p ui可知 当输送功率一定时 提高输电电压 可以减小输电电流 这两种方法中 适用于远距离输电的是 即利用 3 高压输电的原理由输送功率p ui 其中u为 i为 因而当输送功率一定时 可以提高 以减小 则线路上的功率损耗p损 i2r可大幅度减小 这是行之有效的办法 减小输电电流 高压输电 输送电压 输送电流 输送电压u 输送电流i 课堂互动讲练 一 理想变压器及其原 副线圈基本量的关系 名师点睛 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 1 2010年高考重庆理综卷 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了5匝线圈 如图10 2 2所示 然后将原线圈接到220v交流电源上 测得新绕线圈两端的电压为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 即时应用 图10 2 2a 1100 360b 1100 180c 2200 180d 2200 360 二 理想变压器动态分析问题1 匝数比不变的情况 如图10 2 3 图10 2 3 图10 2 4 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 要注意能量守恒定律的应用 即时应用 图10 2 5 保持p的位置不变 s由b切换到a 保持p的位置不变 s由a切换到b s掷于b位置不动 p向上滑动 s掷于b位置不动 p向下滑动a b c d 解析 选a 保持p的位置不变 s由b切换到a 副线圈匝数增加 输出电压增大 输出功率增大 则输入功率增大 s掷于b位置不动 p向上滑动 电阻减小 电流增大 输出电压不变 输出功率增大 输入功率增大 故 说法正确 三 关于高压输电问题的分析1 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 2 常见问题的种类 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 即时应用 a 升压变压器的输出电压增大b 降压变压器的输出电压增大c 输电线上损耗的功率增大d 输电线上损耗的功率占总功率的比例减小 经典题型探究 一台理想变压器 其原线圈2200匝 副线圈440匝 并接一个100 的负载电阻 如图10 2 9所示 1 当原线圈接在44v直流电源上时 电压表示数为多少 电流表示数为多少 2 当原线圈接在220v交流电源上时 电压表示数为多少 电流表示数为多少 此时输入功率为多大 变压器效率为多大 变压器的基本原理应用 图10 2 9 答案 1 00 2 44v0 44a19 36w100 2010年高考天津理综卷改编 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10 2 10所示 当开关s闭合后 a a1示数变小 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 图10 2 10 答案 d 规律总结 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 满分样板12分 某电厂要将电能输送到较远的用户 输送的总功率为9 8 104w 电厂输出电压仅为350v 为减少输送功率损失 先用一升压变压器将电压升高再输出 已知输电线路的总电阻为4 允许损失的功率为输送功率的5 所需要电压为220v 求升压 降压变压器的原 副线圈的匝数比各是多少 解题样板 答案 1 812 1 规律总结 1 有关远距离输电问题 应先画出远距离输电的示意图 并将已知量和待求量写在示意图的相应位置 2 抓住输电的两端 电源和用