南方新高考高考物理一轮总复习 专题十 第2讲 变压器 电能的输送课件 新人教版.ppt

第2讲 变压器 电能的输送 变压器是由 和绕在铁芯上的两个 组成的 如图10 2 1所示 图10 2 1 一 变压器 1 主要构造 闭合铁芯 线圈 1 原线圈 与 连接的线圈 也叫 线 圈 交流电源 初级 2 副线圈 与 连接的线圈 也叫 线圈 2 工作原理 负载 次级 1 电流通过原线圈时在铁芯中激发 由于电流的 在不断变化 铁芯中的磁场也在不断 变化 磁场 大小 方向 感应电动势 2 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 3 是变压器工作的基础 互感现象 3 理想变压器不考虑铜损 铁损和漏磁的变压器 即它的输入功率和 相等 输出 4 几种常用的变压器 1 自耦变压器 调压变压器 功率 p入 p出 u2i2 u3i3 unin 基础检测 1 多选 2014年新课标卷 如图10 2 2所示 一理想变压器原 副线圈的匝数分别为n1 n2 原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源 一个二极管和阻值为r的负载电阻串联后接到副线圈的两端 假设该二极管的正向电阻为零 反向电阻为无穷大 用交流电压表测得a b端和c d端的电压分别为uab 和ucd 则 图10 2 2 a uab ucd n1 n2 b 增大负载电阻的阻值r 电流表的读数变小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 电流表的读数加倍答案 bd 1 减少损耗的方法 1 减小电阻率 现有的导线多为铝导线 可改为铜 但价格太高 减小距离 但可行性不大 增大导线横截面积 有局限性 并且耗费材料 2 在输出功率不变的情况下 要减小电流 必须提高电压 即采用高压输电 二 电能的输送 减小电阻 减小电流 2 远距离输电的经典模型 如图10 2 3所示 图10 2 3 基础检测 2 2015年福建卷 如图10 2 4所示为远距离输电示意图 两变压器均为理想变压器 升压变压器t的原 副线圈匝数分别为n1 n2 在t的原线圈两端接入一电压u umsin t的交流电源 若输送电功率为p 输电线的总电阻为2r 不考虑其他 图10 2 4 因素的影响 则输电线上损失的电功率为 答案 c 考点1关于理想变压器的计算问题 重点归纳 解答本类问题需注意 1 基本关系中u1 u2 i1 i2均指有效值 2 当原线圈中串联电阻时 u1为加在原线圈两端的电压 并不是电源的电压 3 只有一个副线圈的变压器电流与匝数成反比 多个副线 圈的变压器没有这种关系 4 无论哪种情况 处理此类问题的关键都是要分清变量和 不变量 典例剖析例1 2015年新课标卷 一理想变压器的原 副线圈的匝数比为3 1 在原 副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻 原线圈一侧接在电压为220v的正弦交流电源上 如图10 2 5所示 设副线圈回路中电阻两端的电压为u 原 副线 圈回路中电阻消耗的功率的比值为k 则 图10 2 5 a u 66v k 19 b u 22v k 19 c u 66v k 13 d u 22v k 13 思维点拨 解答本题需注意到 原线圈中串有电阻 故原线圈两端的电压不等于电源电压 答案 a 考点练透 1 2015年贵州一模 如图10 2 6甲所示电路 理想变压器原线圈输入电压如图乙所示 副线圈电路中r0为定值电阻 r是滑动变阻器 c为耐压值为22v的电容器 所有电表均为理 想电表 下列说法正确的是 甲 乙 图10 2 6 a 副线圈两端电压的变化频率为0 5hzb 电流表的示数表示的是电流的瞬时值 c 滑动片p向下移时 电流表和示数均增大 d 为保证电容器c不被击穿 原副线圈匝数比应小于 10 1 答案 c 2 多选 2015年海南卷 如图10 2 7所示 一理想变压器原 副线圈匝数比为4 1 原线圈与一可变电阻串联后 接入一正弦交流电源 副线圈电路中固定电阻的阻值为r0 负载电阻的阻值r 11r0 是理想电压表 现将负载电阻的阻值减小为r 5r0 保持变压器输入电流不变 此时电压表读数为5 0v 则 图10 2 7a 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 考点2电能输送的计算 重点归纳1 知识归纳 1 电压关系 2 输电过程功率的关系 2 解题方法 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 以变压器为分界将整个输电电路划分为几个独立回路 各回路分别结合欧姆定律 串 并联的特点及电功 电功率等物理量进行计算 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 典例剖析例2 2014年四川卷 如图10 2 8所示 甲是远距离的输 电示意图 乙是发电机输出电压随时间变化的图象 则 图10 2 8a 用户用电器上交流电的频率是100hzb 发电机输出交流电的电压有效值是500vc 输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定d 当用户用电器的总电阻增大时 输电线上损失的功率减小 答案 d 备考策略 远距离输电一般会结合实际情景出题 信息包含量有时可能会比较多 所以在审题时要注意快速捉住要点 把已知的物理量以及待求的物理量在远距离输电原理图上标出 这样就不会造成混乱 考点练透 图10 2 9 a 通过r0电流的有效值是20a b 降压变压器t2原副线圈的电压比为4 1 c 升压变压器t1的输出电压等于降压变压器t2的输入电压d 升压变压器t1的输出功率大于降压变压器t2的输入功率 答案 abd 4 如图10 2 10所示 某小型发电站发电机输出的交流电压为500v 输出的电功率为50kw 用电阻为3 的输电线向远处送电 要求输电线上损失功率为输电功率的0 6 则发电站要安装一升压变压器 到达用户再用降压变压器变为220v供用户使用 两个变压器均为理想变压器 对整个送电过程 下列说法正确的是 图10 2 10 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100a d 降压变压器的输入电压为4700v 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 升压变压器原线圈的电流为100a 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 答案 a 方法 理想变压器动态问题的分析方法 1 匝数比不变的情况 如图10 2 11所示 图10 2 11 2 负载电阻不变的情况 如图10 2 12所示 图10 2 12 例3 2015年安徽卷 如图10 2 13所示的电路中 变压器为理想变压器 a b接在电压有效值不变的交流电源两端 r0为定值电阻 r为滑动变阻器 现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一个位置 观察到电流表的示数增大了0 2a 电流 表的示数增大了0 8a 则下列说法正确的是 a 电压表 示数增大 b 电压表 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 图10 2 13 审题突破 滑片p移动改变负载电