2020版物理高考新素养总复习新高考（鲁京津琼）课件：第十一章 交变电流 传感器 第2讲

1、基础自主学习核心互动探究 第第2讲变压器、电能的输送讲变压器、电能的输送 基础自主学习核心互动探究 知识排查知识排查 理想变压器理想变压器 1.构造和原理构造和原理 (1)构造：如图构造：如图1所示，变压器是由所示，变压器是由_和绕在铁芯上的和绕在铁芯上的_组成的。组成的。 图图1 闭合铁芯闭合铁芯两个线圈两个线圈 (2)原理：电磁感应的互感现象。原理：电磁感应的互感现象。 基础自主学习核心互动探究 (1)功率关系：功率关系：_ (2)电压关系：电压关系：_ 有多个副线圈时有多个副线圈时 _ (3)电流关系：只有一个副线圈时电流关系：只有一个副线圈时 有多个副线圈时，有多个副线圈时，U1I1_

2、 (由由P入 入 P出 出及 及PUI推出推出) 2.基本关系基本关系 P入 入 P出 出 U2I2U3I3UnIn 基础自主学习核心互动探究 靖宸靖宸 3.几种常用的变压器几种常用的变压器 (1)自耦变压器及调压变压器，如图甲自耦变压器及调压变压器，如图甲(降压作用降压作用)、图乙、图乙(升压作用升压作用)所示。所示。 低电压低电压 小电流小电流 基础自主学习核心互动探究 电能的输送电能的输送 一一一一 如图如图2所示，若发电站输出电功率为所示，若发电站输出电功率为P，输电电压为，输电电压为U，用户得到的电功率为，用户得到的电功率为P，用，用 户的电压为户的电压为U。 图图2 基础自主学习核

3、心互动探究 IR I2R 横截面积横截面积电阻率小电阻率小 输电电压输电电压 基础自主学习核心互动探究 小题速练小题速练 (1)变压器能改变恒定电流的电压。变压器能改变恒定电流的电压。() (2)变压器不但能改变交变电流的电压，还能改变交变电流的频率。变压器不但能改变交变电流的电压，还能改变交变电流的频率。() (3)变压器正常工作，当副线圈与用电器断开时，副线圈两端无电压。变压器正常工作，当副线圈与用电器断开时，副线圈两端无电压。() (4)增大输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失。增大输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失。() (5)在输送电压一定时，输送的电功率越

4、大，输电过程中的电能损失越小。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。() (6)在输送的电功率一定时，输电线上的功率损失与送电电压成反比。在输送的电功率一定时，输电线上的功率损失与送电电压成反比。() 答案答案(1)(2)(3)(4)(5)(6) 1.思考判断思考判断 基础自主学习核心互动探究 答案答案C 2.人教版选修人教版选修32P44T2改编改编有些机床为了安全，照明电灯用的电压是有些机床为了安全，照明电灯用的电压是36 V，这个电，这个电 压是把压是把380 V的电压降压后得到的。如果变压器的原线圈是的电压降压后得到的。如果变压器的原线圈是1 140匝，副线圈是

5、匝，副线圈是() A.1 081匝匝B.1 800匝匝 C.108匝匝 D.8 010匝匝 基础自主学习核心互动探究 答案答案A 3.人教版选修人教版选修32P50T3改编改编从发电站输出的功率为从发电站输出的功率为220 kW，输电线的总电，输电线的总电 阻为阻为0.05 ，用，用110 V和和11 kV 两种电压输电。两种情况下输电线上由电阻造两种电压输电。两种情况下输电线上由电阻造 成的电压损失之比为成的电压损失之比为() A.1001B.1100C.110 D.101 基础自主学习核心互动探究 图图3 4.如图如图3所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电所示为远距离交流输电的

6、简化电路图。发电厂的输出电 压是压是U，用等效总电阻是，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电的两条输电线输电，输电线路中的电 流是流是I1，其末端间的电压为，其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想。在输电线与用户间连有一理想 变压器，流入用户端的电流是变压器，流入用户端的电流是I2。则。则() 基础自主学习核心互动探究 答案答案A 基础自主学习核心互动探究 理想变压器基本关系的理解与应用理想变压器基本关系的理解与应用 1.理想变压器的基本关系理想变压器的基本关系 基础自主学习核心互动探究 基础自主学习核心互动探究 2.含有多个副线圈的变压器含有多个副线圈的变压器 计算具有

7、两个或两个以上副线圈的变压器问题时，需注意三个关系计算具有两个或两个以上副线圈的变压器问题时，需注意三个关系 基础自主学习核心互动探究 图图4 基础自主学习核心互动探究 答案答案B 基础自主学习核心互动探究 图图5 1.(2016江苏单科，江苏单科，4)一自耦变压器如图一自耦变压器如图5所示，环形铁芯上只绕所示，环形铁芯上只绕 有一个线圈，将其接在有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈。通过滑动触头取该间作为原线圈。通过滑动触头取该 线圈的一部分，接在线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈，在间作为副线圈，在a、b间输入电压为间输入电压为 U1的交变电流时，的交变电流时，c、d间的输出电压为间的

8、输出电压为U2，在将滑动触头从，在将滑动触头从M 点顺时针转到点顺时针转到N点的过程中点的过程中() A.U2U1，U2降低降低 B.B.U U2 2 U U1 1，U2升高升高 C.U2U1，U2降低降低 D.U2U1，U2升高升高 答案答案C 基础自主学习核心互动探究 图图6 基础自主学习核心互动探究 答案答案B 基础自主学习核心互动探究 理想变压器的动态分析理想变压器的动态分析 图图7 【例【例2】 (2016天津理综，天津理综，5)如图如图7所示，理想变压器所示，理想变压器 原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表 。下列说法正确的是。下

9、列说法正确的是() A.当滑动变阻器的滑动触头当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，向上滑动时，R1消耗的功率变大消耗的功率变大 B.当滑动变阻器的滑动触头当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表向上滑动时，电压表V示数变大示数变大 C.当滑动变阻器的滑动触头当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表向上滑动时，电流表A1示数变大示数变大 D.若闭合开关若闭合开关S，则电流表，则电流表A1示数变大，示数变大，A2示数变大示数变大 基础自主学习核心互动探究 答案答案B 解析解析当滑动变阻器的滑动触头当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，接入电路的阻值变大，变压器副线圈向上滑动时，接入电路的阻值变大

10、，变压器副线圈 两端电压不变，副线圈中的电流减小，则两端电压不变，副线圈中的电流减小，则R1消耗的功率及其两端电压均变小，故电压消耗的功率及其两端电压均变小，故电压 表的示数变大，选项表的示数变大，选项A错误，错误，B正确；当滑动变阻器的滑动触头正确；当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，副线圈向上滑动时，副线圈 中的电流减小，则原线圈中的电流也减小，电流表中的电流减小，则原线圈中的电流也减小，电流表A1示数变小，选项示数变小，选项C错误；若闭合错误；若闭合 开关开关S，副线圈电路中总电阻减小，副线圈中的电流变大，副线圈电路中总电阻减小，副线圈中的电流变大，R1两端电压变大，两端电压变大，R2两

11、端两端 电压减小，电流表电压减小，电流表A2示数减小；原线圈中的电流也变大，电流表示数减小；原线圈中的电流也变大，电流表A1示数变大，选项示数变大，选项D 错误。错误。 基础自主学习核心互动探究 【例【例3】 (多选多选)如图如图8甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2101，b是是 原线圈的中心抽头，原线圈的中心抽头，S为单刀双掷开关，定值电阻为单刀双掷开关，定值电阻R1、R2均为均为10 。在原线圈。在原线圈c、 d两端加上如图乙所示的交变电压，下列说法正确的是两端加上如图乙所示的交变电压，下列说法正确的是() 图图8 基础自主学习核心互动探究 解

12、析解析由题图可以知道，交变电流的电压有效值为由题图可以知道，交变电流的电压有效值为220 V、周期为、周期为0.02 s，频率为，频率为50 Hz。当。当S接接a时，由变压器的原理可以知道，时，由变压器的原理可以知道，n2两端电压有效值为两端电压有效值为22 V，由闭合电，由闭合电 路欧姆定律，得理想电压表的示数为路欧姆定律，得理想电压表的示数为22 V，理想电流表示数为，理想电流表示数为2.2 A，故选项，故选项A正确正确 ，B错误；当错误；当S由由a拨到拨到b后，原线圈电压、频率不变，原线圈匝数减半，则副线圈后，原线圈电压、频率不变，原线圈匝数减半，则副线圈 频率不变，故选项频率不变，故选

13、项C错误；副线圈两端电压加倍，负载电阻不变，副线圈的输出功错误；副线圈两端电压加倍，负载电阻不变，副线圈的输出功 率变为原来的率变为原来的4倍，原线圈的输入功率也变为原来的倍，原线圈的输入功率也变为原来的4倍，故选项倍，故选项D正确。正确。 A.当当S与与a连接后，理想电流表示数为连接后，理想电流表示数为2.2 A B.当当S与与a连接后，理想电压表示数为连接后，理想电压表示数为11 V C.当当S由由a拨到拨到b后，副线圈输出电压的频率变为后，副线圈输出电压的频率变为25 Hz D.当当S由由a拨到拨到b后，原线圈的输入功率变为原来的后，原线圈的输入功率变为原来的4倍倍 答案答案AD 基础自

14、主学习核心互动探究 分析变压器动态问题的基本思路分析变压器动态问题的基本思路 基础自主学习核心互动探究 (多选多选)如图如图9所示，发电机中线圈的匝数为所示，发电机中线圈的匝数为N，面积为，面积为S，做匀速圆周运动的角速度，做匀速圆周运动的角速度 为为，匀强磁场的磁感应强度为，匀强磁场的磁感应强度为B；电流表和电压表为理想电表，定值电阻的阻值；电流表和电压表为理想电表，定值电阻的阻值 为为R，其余电阻均不计；当变压器副线圈上的滑片，其余电阻均不计；当变压器副线圈上的滑片P在图示位置时，变压器的匝数在图示位置时，变压器的匝数 比比n1n212；开始时发电机线圈与磁场垂直。下列判断正确的是；开始时

15、发电机线圈与磁场垂直。下列判断正确的是() 针对训练针对训练 图图9 基础自主学习核心互动探究 基础自主学习核心互动探究 答案答案BC 基础自主学习核心互动探究 远距离输电问题远距离输电问题 1.理清三个回路理清三个回路 基础自主学习核心互动探究 3.掌握三个重要关联式掌握三个重要关联式(联系两个变压器的纽带联系两个变压器的纽带) 2.抓住六个基本关系抓住六个基本关系 基础自主学习核心互动探究 A.55 kV B.110 kV C.440 kV D.880 kV 解析解析设输送功率为设输送功率为P，则有，则有PUI，其中，其中U为输电电压，为输电电压，I为输电电流。为使为输电电流。为使 输电线

16、上损耗的功率减小为原来的四分之一，由输电线上损耗的功率减小为原来的四分之一，由P损 损 I2R(R为输电线的电阻，为输电线的电阻， 恒定不变恒定不变)可知应使可知应使I变为原来的二分之一，又输送功率不变，则输电电压应变变为原来的二分之一，又输送功率不变，则输电电压应变 为原来的为原来的2倍，即倍，即440 kV，选项，选项C正确。正确。 答案答案C 基础自主学习核心互动探究 图图10 2.(多选多选)如图如图10为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器. 升压变压器升压变压器T1的原、副线圈匝数之比为的原、副线圈匝数之比为n1n2110，在，在T1的

17、的 原线圈两端接入一正弦交流电，输电线的总电阻为原线圈两端接入一正弦交流电，输电线的总电阻为2r2 ， 降压变压器降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为的原、副线圈匝数之比为n3n4101，若，若T2的的 “用电设备用电设备”两端的电压为两端的电压为U4200 V且且“用电设备用电设备”消耗的消耗的 电功率为电功率为10 kW，不考虑其他因素的影响，则，不考虑其他因素的影响，则() 基础自主学习核心互动探究 答案答案ABC 基础自主学习核心互动探究 输电线路功率损失的计算方法输电线路功率损失的计算方法 基础自主学习核心互动探究 实验：探究变压器电压与线圈匝数的关系实验：探究变压器电压与线圈匝数的

18、关系 1.实验器材：实验器材：可拆变压器、低压交流电源、多用电表、导线、开关等。可拆变压器、低压交流电源、多用电表、导线、开关等。 2.实验步骤实验步骤 (1)连接好实验电路。连接好实验电路。 (2)记录原线圈的匝数记录原线圈的匝数n1、副线圈的匝数、副线圈的匝数n2，闭合开关，接通电路，用多用电表的，闭合开关，接通电路，用多用电表的 交流电压挡分别测出并记录原线圈两端的电压交流电压挡分别测出并记录原线圈两端的电压U1、副线圈两端的电压、副线圈两端的电压U2。 (3)改变原线圈、副线圈的匝数，改变原线圈两端的电压，重复上述步骤，多做几改变原线圈、副线圈的匝数，改变原线圈两端的电压，重复上述步骤

19、，多做几 次实验，记录相应的数据，并填入下面的表格。次实验，记录相应的数据，并填入下面的表格。 基础自主学习核心互动探究 基础自主学习核心互动探究 1.20174月浙江选考，月浙江选考，21(1)为完成为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系” 的实验，必须要选用的是的实验，必须要选用的是_(多选多选)。 A.有闭合铁芯的原、副线圈；有闭合铁芯的原、副线圈； B.无铁芯的原、副线圈；无铁芯的原、副线圈； C.交流电源；交流电源； D.直流电源；直流电源； E.多用电表多用电表(交流电压挡交流电压挡)； F.多用电表多用电表(交流电流挡交流电流挡)。 基础

20、自主学习核心互动探究 根据测量数据可判断连接电源的线圈是根据测量数据可判断连接电源的线圈是_(填填na或或nb)。 解析解析为了完成变压器的探究，需要使用交流电源、变压器、多用电表为了完成变压器的探究，需要使用交流电源、变压器、多用电表(交流电压交流电压 挡挡)。为了让变压效果明显需要含有闭合铁芯的原、副线圈，因此正确答案为。为了让变压效果明显需要含有闭合铁芯的原、副线圈，因此正确答案为A、C 、E。由于有漏磁，所以副线圈测量电压应该小于理论变压值，即。由于有漏磁，所以副线圈测量电压应该小于理论变压值，即nb为输入端，为输入端，na 为输出端。为输出端。 答案答案ACEnb 用匝数用匝数na60匝和匝和nb120匝的变压器，实验测量数据如下表：匝的变压器，实验测量数据如下表： Ua/V1.802.803.804.90 Ub/V4.006.018.029.98 基础自主学习核心互动探究 2.在在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，操作步骤如下：的实验中，操作步骤如下： 将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上；将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上； 闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压；闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压； 将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出