高考物理一轮复习 第10章 交流电及传感器 第2讲 理想变压器 电能的输送课件 新人教版.ppt

走向高考 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 高考总复习 交流电及传感器 第十章 第2讲理想变压器电能的输送 第十章 1 理解变压器的原理 掌握理想变压器原 副线圈的功率关系 电压关系及电流关系 并会进行有关计算 2 能利用功率 电压 电流关系对变压器进行动态分析 3 会计算远距离输电问题中线路损失的功率和电压 变压器 交流电压 电磁感应 互感现象 p出 一个 高压 低压 大电流 小电流 外壳 副线圈 电能的输送 1 输电导线上的能量损失 主要是由输送线路电阻发热产生的 表达式为 2 减小输电线路上的损耗的方法 1 减小输送电路的 2 减小输送电路的 3 高压输电的原理 由输送功率p ui 其中u为 i为 因而可以提高 以减小 i 则线路上的损耗p损 i2r可大幅度减小 这是行之有效的办法 q i2rt 电阻 电流 输送电压 输送电流 输送电压u 输送电流 4 在输送电压一定时 输送的电功率越大 输电过程中的电能损失越小 答案 1 变压器不能改变交变电流的频率 2 3 4 输送电压一定时 输送的电功率越大 输送电流越大 输电过程中的电能损失越大 答案 ac 答案 a解析 直接求出副线圈中的电压 电流分别为 220v 0 1a 故原线圈中的电压 电流分别为110v 0 2a 答案 a解析 保持输送功率不变 当输电电压升高一倍时 输电线电流减为原来的1 2 再根据p损 i2r线可得输电线上损耗的电功率将变为p 4 故选a 理想变压器基本关系的应用 c 负载电阻的阻值越小 cd间的电压ucd越大d 将二极管短路 电流表的读数加倍思路引导 1 副线圈两端的电压u2与cd两端的电压ucd是否相等 为什么 2 当负载r变化时 原线圈中的电流和电压是否发生变化 为什么 答案 1 由于二极管的单向导电性 所以u2 ucd 2 由于输入电压u1决定输出电压u2 所以不论负载如何变化 u1 u2均不变 由于输出电流i2决定输入电流i1 所以负载变化 i1发生变化 名师归纳 关于理想变压器的四点说明 1 变压器不能改变直流电压 2 变压器只能改变交变电流的电压和电流 不能改变交变电流的频率 3 理想变压器本身不消耗能量 4 理想变压器基本关系中的u1 u2 i1 i2均为有效值 答案 abd 理想变压器的动态分析 a p向下滑动时 灯l变亮b p向下滑动时 变压器的输出电压不变c p向上滑动时 变压器的输入电流变小d p向上滑动时 变压器的输出功率变大思路引导 1 闭合开关s p向下滑动时负载电阻如何变化 输入电压如何变化 输出电压如何变化 2 p向下滑动时变压器的输出功率和输入功率如何变化 p向上滑动时呢 答案 1 p向下滑动时负载电阻变大 输入电压不变 变压器的匝数没变 输出电压也不变 2 p向下滑动时 负载电阻变大 输出电压不变 变压器的输出功率变小 则输入功率也变小 同理可得p向上滑动时 变压器的输出功率变大 输入功率也变大 名师归纳 分析理想变压器动态问题的流程 1 负载变化 副线圈两端电压u2是不变量 如图甲所示 2 匝数变化 原线圈两端电压u1是不变量 如图乙所示 c 单刀双掷开关与a连接 当滑动变阻器滑片p向上移动的过程中 电压表v1的示数增大 电流表示数变小d 当单刀双掷开关由a扳向b时 电压表v1和电流表示数均变小答案 bc解析 当单刀双掷开关与a连接时 理想变压器原 副线圈的匝数比为10 1 副线圈输出电压为u2 22v 但电压表v1示数小于u2 故a错误 远距离输电问题 1 远距离输电的处理思路对高压输电问题 应按 发电机 升压变压器 远距离输电线 降压变压器 用电器 或按从 用电器 倒推到 发电机 的顺序一步一步进行分析 2 远距离高压输电的几个基本关系 以下图为例 名师归纳 处理远距离输电问题的一般思维步骤 1 画出远距离输电的示意图 并在图上标出相应物理量 2 以变压器铁芯为界线区分各个回路 各回路独立 运用串联电路的特点和性质 分析回路中的电压 电流和功率等问题 3 各回路间通过变压器的匝数比 电压比 电流比和原 副线圈输入功率与输出功率相同的关系相联系 a 输电线上的损失功率为300wb 升压变压器的匝数比为1 100c 输电线上的电流为100ad 降压变压器的输入电压为4700v答案 a解析 输电线上的损失功率为0 6 50kw 300w 选项a正确 由i2r 300w可得输电线上电流i 10a 升压变压器副线圈电压为5000v 升压变压器的匝数比为1 10 选项b c错误 输电线损失电压为ir 30v 降压变压器的输入电压为4970v 选项d错误 对自耦变压器调压原理认识不清导致错误 a 由图甲可知mn两端输出交流电压不可能高于36vb 当滑动触头p逆时针转动时 mn之间输出交流电压的频率变大c 当滑动变阻器滑片向上滑动时 电流表读数变小 电压表读数变大d 当滑动变阻器滑片向下滑动时 要保持电阻消耗的电功率不变 则应适当逆时针转动滑动触头p 错因分析 错解1对自耦变压器的调压原理不够清楚 不知道变压器次级线圈的匝数即为pb间的匝数 故对滑动触头p逆时针转动的结果判断不出 并以为次级线圈接负载的一定是降压变压器 所以mn两端电压应小于36v而错选a项 或者认为输出电压升高则交流电压的频率变大而错选b项 错解2要保持电阻r2消耗的电功率不变 则应保持电压表示数不变 因此认为应该保持滑动触头p位置不变 故漏选d项 解析 由图甲可知 cd端输入的交变电压为36v 输出端mn间线圈匝数可以小于 等于或大于cd间线圈匝数 因此变压器的输出电压可以高于36v a项错误 当变压器滑动触头p逆时针转动时 mn间线圈匝数增多 变压器输出电压升高 但频率与匝数无关且保持不变 b项错误 当滑动变阻器滑片向上滑动时 r3阻值增大 负载电阻增大 电流减小 电流表读数变小 电阻r1两端电压u1 ir1减小 电压表读数u umn u1增大 c项正确 当滑动变阻器滑片向下滑动时 r3阻值减小 负载电阻减小 电流增大 故r2两端电压减小 电功率减小 要保持其电功率不变 则应保持两端电压不变 由u umn ir1 可知应增大umn 即增加pb间线圈匝数 滑动触头应该逆时针转动 d项正确 答案 cd 误区警示 自耦变压器 又称调压器 它只有一个线圈 其中的一部分作为另一个线圈 当交流电源接不同的端点时 它可以升压也可以降压 变压器的基本关系对自耦变压器均适用 如图所示 答案 b解析 若f不动 滑片p向下滑动时 滑动变阻器接入电路的电阻变大 则副线圈所在回路的总电阻变大 回路中的电流减小 灯泡l两端电压减小 消耗的功率变小 滑动变阻器两端电压变大 v2的示数变大 而原线圈两端电压不变 选项a错误 b正确 若p不动 滑片f向下移动时 根据理想变压器的特点可知 原线圈两端电压不变 副线圈两端电压减小 则副线圈回路中的电流变小 灯泡l消耗的功率减小 电压表v2的示数减小 选项c d错误 答案 a a 此时原线圈两端电压的最大值约为34vb 此时原线圈两端电压的最大值约为24vc 原线圈两端原来的电压有效值约为68vd 原线圈两端原来的电压有效值约为48v答案 ad a 电压表v1示数增大b 电压表v2 v3示数均增大 c 该变压器起升压作用d 变阻器滑片是沿c d的方向滑动答案 d解析 a b项 原 副线圈的匝数比不变 原线圈上的电压有效值不变 则电压表v1和v2的示数保持不变 故a b项错误 c项 变压器原 副线圈的电流之比等于原 副线圈匝数比的倒数 电流表a2示数的增加值大于a1的示数增加值 说明原线圈的匝数大于副线圈的匝数 该变压器起降压作用 故c项错误 d项 电流表a1和a2的示数增大 说明副线圈上的电阻减小 则变阻器的滑片应沿由c到d的方向滑动 故d项正确 a 保持q的位置不动 将p向上滑动时 电流表读数变大b 保持q的位置不动 将p向上滑动时 电流表读数变小c 保持p的位置不动 将q向上滑动时 电流表读数变大d 保持p的位置不动 将q向上滑动时 电流表读数变小答案 bc 解析 a b项 保持q的位置不动 则原 副线圈匝数比不变 所以副线圈两端电压不变 p向上滑动时 副线圈的电阻变大 则副线圈电流变小 原线圈电流随之变小 所以电流表读数变小 故a项错误 b项正确 c d项 保持p的位置不动 将q向上滑动时 原 副线圈匝数比变小 则副线圈两端电压变大 副线圈电阻不变 则副线圈电流变大 原线圈电流随之变大 所以电流表读数变大 故c项正确 d项错误 综上所述 本题正确答案为bc 答案 c解析 a项 由于输出电压有效值降至原来的一半 而副线圈电路中电阻不变 由欧姆定律 副线圈中电流变为