2013高考物理 变压器和远距离输电复习基础知识自学课件

考点1变压器 学案2变压器和远距离输电 1 理想变压器的基本关系 当副线圈只有一个时 原副线圈中的电流与匝数存在I1 I2 n2 n1的关系 此式说明原副线圈中的电流成正比 即I1 I2 而非反比关系 当理想变压器的原 副线圈的匝数不变而变压器的负载发生变化时 确定其他有关物理量的变化时 可依据以下原则 如图 1 输入电压U1决定输出电压U2 这是因为输出电压U2 U1 当U1不变时 不论负载电阻R变化与否 U2不会改变 2 理想变压器各物理量变化的决定因素 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P2 P1 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 典例一 理想变压器规律的应用 例1 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 解析 由图甲知 原线圈两端输入电压的最大值为U1m 311V 有效值为U1 U1m 220V 周期为T 2 10 2s 频率f 1 T 50Hz 变压器不改变电压的频率 A项正确 由U1 U2 n1 n2知 U2 n2 n1 U1 22V B项错误 变压器原 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 1 变压器只改变交流电的电压与电流 不改交流电的频率 2 I1 I2 n2 n1反映了原副线圈中的电流与匝数成反比 而非I1 1 I2 原副线圈中的电流I1 I2 2010年高考山东理综卷 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20AB 与电阻并联的电压表的示数是100VC 经过1分钟电阻发出的热量是6 103JD 变压器的输入功率是1 103W D 典例二 理想变压器的动态问题 例2 2010年高考天津理综卷 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 和理想交流电流表 导线电阻不计 如图所示 当开关S闭合后 A 示数变大 与示数的比值不变B 示数变大 与示数的比值变大C 示数变小 与示数的比值变大D 示数不变 与示数的比值不变 解析 交流电源的电压有效值不变 即V1示数不变 因U1 U2 n1 n2 故V2示数不变 V1与V2示数的比值不变 故D对 S闭合使负载总电阻减小 I2 U2 R 所以I2增大 因I1 I2 n2 n1 所以A1示数增大 A1与A2示数的比值不变 故A对 分析这类问题的基本思路 1 首先抓住各量的决定因素 U1由电源决定 U2由输入电压U1及匝数比决定 U2 n2 n1 U1 I2由输出电压U2及负载电阻R决定 I2 U2 R I1由I2及匝数比决定 I1 n2 n1 I2 2 然后利用直流电路中的动态分析方法即可 考点2远距离输电 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 电源和用电器 分析一条线 输电线 研究两次电压变换 升压和降压 3 以变压器为界将整个输电电路划分为几个独立回路 各回路分别用欧姆定律 串 并联的特点及电功 电功率等公式进行计算 联系各回路的是原 副线圈电压 电流与匝数的关系及输入功率等于输出功率的关系 在远距离输电问题中 计算线路功率损耗时应用P损 I线2P线 其原因是I线可以由公式P输 I线U输求出 而P损 U线I线和P损 U线2 R线则不常用 其原因是在一般情况下 U线不易求出 且易将U线和U输相混而造成错误 典例三 远距离输电问题 例3 发电站的电源通过升压变压器 输电导线和降压变压器把电能输送到用户 如果升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器 1 画出上述输电全过程的原理图 2 发电机的输出功率是100k 输出电压是250 升压变压器的原 副线圈的匝数比为1 25 求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流 3 若输电导线中的电功率损失为输电功率的4 求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压 4 计算降压变压器的输出功率 解析 1 如图所示 2 对升压变压器 据公式 n1 n2有 U1n2 n 25 250 6250 P1 P2 I2 P2 U2 100000 6250A 16A 3 因为 线 线 又 线 0 04 所以 线 0 04 000 162 15 625 因为 线 所以 线 6250 16 15 625 6000 4 线