高考物理一轮复习 第10章第2讲 变压器 电能的输送课件 鲁科版.ppt

1 理想变压器 1 理想变压器是没有损失的变压器 2 变压器的结构 是改变交流电电压的设备 主要由和绕在铁芯上的两个或两个以上的组成 其中与电源连接的线圈叫 与负载连接的线圈叫 闭合的铁芯 线圈 原线圈 副线圈 3 变压器的原理 变压器工作的基础是 原线圈中的交变电流在铁芯中产生交变的磁通量 既穿过 也穿过 在原 副线圈中同样要产生 2 电能的输送 1 减少输电电能损失的两种方法 一个是减小输电线的 根据电阻定律可知r 要减小输电线的电阻r 在保证输电距离不变的情况下 可采用下述方法 减小材料的 银的电阻率 互感现象 副线圈 原线圈 感应电动势 电阻 电阻率 最小 但价格昂贵 目前选用电阻率较小的铜或铝做输电线 可适当增大 但太粗不可取 因为既不经济 架设也困难 另一个是减小输电导线的 在输电功率一定的条件下 根据p ui可知 要减小输电线中的电流i 必须提高 2 远距离高压输电在发电机处用变压器升高电压 在用户处用变压器降低电压 输电情况及原理如图所示 横截面积 电流 输电电压u 升压 降压 考点一理想变压器原 副线圈基本量的关系理想变压器原 副线圈基本量的关系如下表 案例1 2010 山东理综 一理想变压器原 副线圈的匝数比为10 1 原线圈输入电压的变化规律如图甲所示 副线圈所接电路如图乙所示 p为滑动变阻器的触头 下列说法正确的是 a 副线圈输出电压的频率为50hzb 副线圈输出电压的有效值为31vc p向右移动时 原 副线圈的电流比减小d p向右移动时 变压器的输出功率增加 副线圈的电流比与匝数成反比 由于匝数未变 所以原 副线圈的电流比不变 c项错误 p向右移动时 滑动变阻器的有效阻值减小 副线圈中电流增大 由p2 u2i2知变压器的输出功率增加 d项正确 答案 a d 即时巩固1 2009 江苏高考 如图所示 理想变压器的原 副线圈匝数比为1 5 原线圈两端的交变电压为u 20sin100 tv 氖泡在两端电压达到100v时开始发光 下列说法中正确的有 a 开关接通后 氖泡的发光频率为100hzb 开关接通后 电压表的示数为100vc 开关断开后 电压表的示数变大d 开关断开后 变压器的输出功率不变 答案 a b 考点二理想变压器的动态分析如果理想变压器的原 副线圈的匝数不变时 当变压器的负载发生变化 如图所示 各量相互关系如下 2 输出电流i2决定输入电流i1 在输入电压u1一定的情况下 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 在使用变压器时 不能使变压器次级短路 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 技巧提示 1 变压器只能改变交流电压 若原线圈加直流电压 则副线圈的输出电压为零 并且由于线圈对直流电无感抗 而使电流很大 相当于短路 易损坏直流电源 案例2 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 a d 即时巩固2 2011届 中山检测 街头通过降压变压器给用户供电的示意图如图所示 变压器输入电压是市区电网的电压 可忽略其波动 输出电压通过输电线输送给用户 输电线的电阻用r0表示 输电线消耗的电功率用p0表示 变阻器r表示用户的总电阻 p表示用户的总功率 当用电器增加时 相当于r的阻值减小 滑动片向下移 r始终大于r0 当用户的用电器增加时 图中电流表示数i1 i2及p0 p变化为 a i1变大 i2变小b i1变小 i2变小c p0变大 p变大d p0变大 p变小 答案 c 考点三关于高压输电问题的分析对高压输电问题 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 高压输电既能减少功率损失 也能减少电压损失 但在实际高压输电时 也并非输电电压越高越好 还需综合考虑各种因素 依照不同的情况选择合适的输电电压 远距离高压输电的几个基本关系 以下图为例 案例3 2010 福建理综 中国已投产运行的1000kv特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程 假设甲 乙两地原来用500kv的超高压输电 输电线上损耗的电功率为p 在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下 现改用1000kv特高压输电 若不考虑其他因素的影响 则输电线上损耗的电功率将变为 答案 a 即时巩固3 2010 江苏高考 在如图所示的远距离输电电路图中 升压变压器和降压变压器均为理想变压