2013届高考物理考纲专项复习课件：变压器和远距离输电(12张PPT)

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I1I2，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=210-2s，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I11/I2，原副线圈中的电流I1I2。,1,一理想变压器原、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6103JD.变压器的输入功率是1103W,D,典例二,理想变压器的动态问题,【例2】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：I2U2/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。,2,如图所示，T为理想变压器，原线圈接在电压一定的正弦交变电源上，副线圈电路中接入三个电阻R1、R2、R3，各电表的电阻影响不计，当开关S合上时，各电表的示数变化情况是()A.A1示数变大B.A2示数变大C.V1示数变小D.V2示数变大,AB,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/n252506250,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62501615.6256000。(4)线0.96P1=0.9600000W96kW,求解远距离输电的关键是：（）熟悉“交流发电机升压变压器输电线降压变压器用电户”这一过程。并画出这一过程的示意图，把需要的物理量都标在图中的相应位置上。（2）把握好远距离输电的基本关系。,3,某小型水电站的电能输送示意图如图所示。发电机的输出电压为200V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2