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移动改变负载电阻的大小 从而改变副 线圈中的电流 功率 改变原线圈中的电流 答案 D 触类旁通 图10 2 14 A 副线圈输出电压的有效值为22V B 滑片P向左移动时 变压器的输出功率增加 C 滑片P向右移动时 为保证灯泡亮度不变 需将滑片 M向上移 D 滑片M向上移动时 为保证灯泡亮度不变 需将滑片 P向左移 答案 AD