南方新课堂2019物理一轮课件：11.2变压器·电能的输送

1、第2讲,变压器 电能的输送,考点 1,理想变压器,1.构造：由一个闭合铁芯、原线圈及副线圈组成(如图 11-2-1 所示) 图 11-2-1,2工作原理：电磁感应原理，即在同一铁芯上的磁通量的 变化率处处相同 3理想变压器中的参数关系 理想变压器：不考虑铜损(线圈电阻产生的焦耳热)、铁损(涡 流产生的焦耳热)和磁漏的变压器，它的输入功率_输出,功率,等于,(1)功率关系：对于理想变压器不考虑能量损失，总有 P入 P出,(2)电压关系,_.,在同一铁芯上有多组副线圈时：由 P入P 出知 I1U1I2U2,I3U3.,(1)变压器只能改变交变电流的电压，不能改 变交变电流的频率，不能改变恒定电流的

2、电压如果原线圈接 上直流电，则副线圈输出电压为零,(2)变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小，用较细的导 线绕制；变压器的低压线圈匝数少而通过的电流大，用较粗的 导线绕制,(3)理想变压器的输入电压决定输出电压，输出功率决定输,入功率,【自主检测】 1如图 11-2-2 所示，一理想变压器的原线圈匝数 n11000 匝，副线圈匝数 n2200 匝，交流电源的电动势 e311sin 100t V(不考虑其内阻)，电阻 R88 ，电压表和电流表对电路的影,响可忽略不计，则(,),图 11-2-2,A电压表的示数为 62.2 V B电流表的示数为 2.5 A,C通过 R 的电流最大值为 0.5 A

3、D变压器的输入电功率为 22 W 答案：D,考点2,远距离输电,1减少损耗的方法 发电机的输出功率为一定值，PUI，在远距离输电的过 程中，有相当一部分能量损耗在输电线上，设输电线的电阻为 r，则损耗的电能，即转化为热能的部分为QI2Rt，热功率为P热,P损I2R，要减少线路上电能的损耗，有两种方法：,(1)减小电阻：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；增大面 积，有局限性，并且耗费材料 (2)减小电流：在输出功率不变的情况下，要减小电流，必 须提高 U，即需采用高压输电,2远距离输电 (1)远距离输电的经典模型(如图 11-2-3 所示) 图 1

4、1-2-3 (2)远距离输电的三组关系及两种损耗如下,(1)输入电压及匝数比决定输出电压，只有负 载变化时，输出电压保持不变 (2)输出的功率、电流决定输入的功率、电流，故负载变化 会引起输入功率的变化,【自主检测】 2(双选) 在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电,功率不变时，那么(,),A输电线路上损失的电压与输送电流成正比 B输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大 C输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比 D输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比,答案：AC,热点 1,交变电流的图象、变压器及其简单综合,【例 1】(双选，2011 年广东卷)图 11-2-4 甲左侧的调压装

5、 置可视为理想变压器，负载电路中 R55 ，A、V 为理想电流 表和电压表若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，电压,表的示数为 110 V，下列表述正确的是(,),图 11-2-4,A电流表的示数为 2 A,B原、副线圈的匝数比为 12 C电压表的示数为电压的有效值,D原线圈中交变电压的频率为 100 Hz,思路导引：这类问题综合考查交变电流的图象、变压器、,欧姆定律等知识，要求全面掌握基础知识,答案：AC,【触类旁通】,1(双选，2014 年广州一模)如图 11-2-5 甲中,、,为理,想电表，理想变压器的原、副线圈匝数比 n1n2201，R,),55 ，变压器原线圈接上如图乙所示的正弦交

6、流电，则( 图 11-2-5,A. B.,示数为 220 V 示数为 0.2 A,C原线圈中交流电的频率是 50 Hz D通过 R 的电流的频率为 2.5 Hz 答案：BC,热点 2,用程序法分析理想变压器的动态,变化及远距离输电问题 方法简介：程序法是指按照物理过程或状态的先后顺序对 题目给出的物理情景，选择恰当的方法进行逐个分析的解题方 法把题设物理情景划分成多个不同的过程或状态，然后分析 每个状态的特点、满足的条件，选取不同的解题方法(包括定律 或者公式)，分阶段列方程，最后联立求解，得出题目所需的答 案,理想变压器的动态分析问题一般有三种类型：(1)负载电阻 不变，原副线圈的匝数比变化

7、引起一系列的变化(2)原副线圈 匝数比不变，负载电阻变化引起一系列的变化(3)原副线圈匝 数比变化，负载电阻也变化引起一系列的变化分清变量和不 变量，弄清理想变压器中各物理量之间的联系和相互制约关系 输出功率决定输入功率输入电压 U1 和匝数比决定输出电 压 U2；输出电压 U2 和负载电阻决定 I2; I2 和匝数比决定 I1.,电”或“用户”开始，把握好各物理量之间的相互关系；抓住 输电的两端电源与用电器、分析一条线输电线、研究 两次电压变换(升压和降压)；然后以升压变压器的副线圈、输 电线、降压变压器的原线圈构成回路，利用电路知识如欧姆定 律等分析三者的电流、电压和功率关系即： (1)由

8、输电功率和输电电压确定输电线中的电流,(2)计算输电线路的电压损失、功率损失，确定降压变压器,的输入电压、输入功率,(3)计算升压变压器、降压变压器的变压比,远距离输电问题要正确建立并画出输电流程图，把需要的 物理量都标在图中相应的位置上，从“输电线”开始，从“发,【例 2】(2011 年福建卷)图 11-2-6 甲中理想变压器原、副 线圈的匝数之比 n1n251，电阻 R20 ，L1、L2 为规格 相同的两只小灯泡，S1 为单刀双掷开关原线圈接正弦交变电 源，输入电压 u 随时间 t 的变化关系如图乙所示现将 S1 接 1、,),S2 闭合，此时 L2 正常发光下列说法正确的是( 图 11-

9、2-6,B只断开 S2 后，L1、L2 均正常发光,C只断开 S2 后，原线圈的输入功率增大,D若 S1 换接到 2 后，R 消耗的电功率为 0.8 W,审题突破：原线圈电压不变，原副线圈电压比不变，所以 副线圈输出电压不变开关的打开和闭合只是改变了副线圈回 路中的电阻，根据欧姆定律即可求解问题,答案：D,方法技巧：(1)首先明确变压器各物理量间的制约关系 (2)分清动态变化中哪个量变化，结合串、并联电路的特点、,欧姆定律及变压器各物理量间因果关系依次确定,【例 3】(双选，2010 年江苏卷)如图 11-2-7 所示的远距离 输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发 电厂的输出

10、电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率,的增大，下列说法正确的有(,) 图 11-2-7,A升压变压器的输出电压增大 B降压变压器的输出电压增大 C输电线上损耗的功率增大,D输电线上损耗的功率占总功率的比例增大,审题突破：发电厂输出功率变大，引起的原因是用户消耗 的功率变大，发电厂输出电压不变，所以升压变压器输出电压 不变，输电线电流变大，功率损失变大，电压损失变大，降压 变压器输入电压变小，输出电压变小,答案：CD,拓展提升：用程序法分析远距离输电问题，抓住几个关键： (1)发电厂的输出电压决定升压变压器的输出电压；(2)用户消耗 的功率决定升压变压器的输入功率；(3)用户消耗的功率变化引 起输电线上的电流变化，引起功率损失和电压损失的变化，引 起降压变压器输入电压的变化，引起降压变压器的输出电压， 即用户得到的电压的变化.,【触类旁通】 2通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率 P， 原线圈的电压 U 保持不变，输电线路的总电阻为 R.当副线圈与 原线圈的匝数比为 k 时，线路损耗的电功率为 P1，若将副线圈 与原