《高考物理江苏专用一轮复习配套课件10.2变压器电能的输送》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理江苏专用一轮复习配套课件10.2变压器电能的输送（78页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2讲 变压器电能的输送,知识点 1 理想变压器 【思维激活1】(多选)如图所示，理想变压器的初级线圈接交流电源，次级线圈接阻值为R的负载电阻。若与初级线圈连接的电压表V1的示数为U1，与次级线圈连接的电压表V2的示数为U2，且U2U1，则以下判断中正确的是（ ）,A.该变压器输入电流与输出电流之比为U1U2 B.该变压器输入功率与输出功率之比为U2U1 C.通过负载电阻R的电流I2= D.通过初级线圈的电流I1=,【解析】选C、D。变压器输入功率等于输出功率P1=P2， I1U1=I2U2， A、B错；通过R的电流I2= C对； D对。,【知识梳理】 1.构造和原理(如图所示)：,(1)主要
2、构造：由_、_和_组成。 (2)工作原理：电磁感应的_现象。,原线圈,副线圈,闭合铁芯,互感,2.理想变压器的基本关系式： (1)功率关系：_。 (2)电压关系： ，若n1n2，为_变压器； 若n1n2，为_变压器。 (3)电流关系：只有一个副线圈时，_。,P入=P出,降压,升压,3.几种常用的变压器： (1)自耦变压器调压变压器。 (2)互感器,电压互感器：把_变成_。 电流互感器：把_变成_。,高电压,低电压,大电流,小电流,知识点 2 远距离输电 【思维激活2】输电线的电阻共计为r，输送的电功率为P， 用电压U送电，则用户能得到的电功率为（ ）,【解析】选B。输电电流I= ，输电线上损失
3、电功率P= I2R= 因此用户得到的电功率P用=P- 因此选B。,【知识梳理】 1.输电过程(如图所示)：,2.电压损失： (1)U=U-U。 (2)U=_。,IR,3.功率损失： (1)P=P-P。 (2)P=_=_= 。 4.输送电流： (1)I= (2)I=,I2R,【微点拨】 1.对理想变压器的三点提醒： (1)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变直流电压； (2)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值； (3)变压器线圈两端的电压与匝数成正比的关系适用于任何两个线圈，而电流与匝数成反比的关系只适用于原、副线圈只有一个的情况。,2.远距离输电的三个易错点： (1
4、)计算输电线上损失的功率P= ，U应为输电线上损耗的电压，而不是输电电压； (2)当输送功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线 上损耗的功率就减小到原来的 ； (3)电网送电遵循“用多少送多少”的原则，而不是“送多少用多少”，说明原线圈电流由副线圈电流决定。,考点1 理想变压器 1.基本关系： （1）无漏磁，故原、副线圈中的、 相同。 （2）线圈无电阻，因此无电压降，U=E=n （3）根据 得，套在同一铁芯上的线圈，无论是原线 圈，还是副线圈，该比例都成立，则有 （4）无电能损失，因此P入=P出，无论副线圈是一个还是多 个，总有U1I1=U2I2+U3I3+将电压关系代入可得n1I1=
5、n2I2+n3I3+,深化 理解,2.基本关系式中物理量之间的决定关系： (1)电压决定关系：输入电压U1决定输出电压U2，这是因为 输出电压U2= ，当U1不变时，不论负载电阻R变化与否， U2不会改变。 (2)电流决定关系：输出电流I2决定输入电流I1。 (3)功率决定关系：输出功率P2决定输入功率P1，也可简记为“用决定供”。 (4)频率关系：原、副线圈中电流的频率相同。,【题组通关方案】 【典题1】(2013四川高考)用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V，通过负载的电流图像如图所示，则（ ）,A.变压器输入功率约为3.9 W B.输出电压的最大
6、值是110 V C.变压器原、副线圈匝数比是12 D.负载电流的函数表达式i=0.05sin(100t+ )A,【解题探究】 （1）题目给出通过负载的电流图像，从中可以得到哪些物理量？ 提示：由题目的图像可得：负载电流最大值为0.05 A， 有效值为 A，=100 rad/s。,（2）变压器的输入功率与负载消耗的功率有何关系？ 提示：变压器的输入功率等于负载消耗的功率。,【典题解析】选A。根据图像可知：负载电流的最大值Im= 0.05 A，周期T=0.02 s，则= rad/s=100 rad/s， 所以负载电流的函数表达式i=0.05sin100t A，故选项D错误； 负载电流的有效值I=
7、=0.035 36 A，则理想变压器 的输入功率P入=P出=1100.035 36 W3.9 W，故选项A正确； 输出电压的有效值为110 V，最大值为110 V，故选项B错误； 变压器原、副线圈匝数比 =2，故选项C错误。,【典题2】(2012福建高考)如图，理想变压器原线圈输入电压u=Umsint，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器。V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；A1和A2是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示。下列说法正确的是（ ）,A.I1和I2表示电流的瞬时值 B.U1和U2表示电压的最大值 C.滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大 D.滑片P
8、向下滑动过程中，U2变小、I1变小,【解题探究】 (1)负载电阻发生变化时，变压器的输出电压发生变化吗? 提示：变压器的电压关系仅与匝数比有关，与负载无关，即使存在多个线圈的情况下，每个线圈两端的电压也只与匝数成正比。 (2)应当依据怎样的顺序分析各物理量的变化情况? 提示：本题可依照以下顺序进行分析：负载电阻发生变化变压器电压关系不变负载上的电流(功率)变化情况变压器的输入电流(输入功率)。,【典题解析】选C。交流电压表和交流电流表显示的示数都为有效值，A、B错。由于输入端电压U1和理想变压器匝数比不变，所以U2不变。滑片P向下滑动过程中，电阻变小，电流I2变大，输出功率变大，则输入功率变大
9、，电流I1变大，C对、D错，故选C。,【通关1+1】 1.如图，理想变压器原、副线圈 匝数比为201，两个标有“12V， 6 W”的小灯泡并联在副线圈的两 端。当两灯泡都正常工作时，原 线圈电路中电压表和电流表(可视 为理想的)的示数分别是（ ） A.120V，0.10 AB.240V，0.025 A C.120V，0.005 A D.240V，0.05 A,【解析】选D。灯泡正常工作，副线圈输出电压U2=12V， 副线圈电流I2=2 A=1A，根据匝数比得原线圈电流 I1= I2=0.05A，原线圈电压U1=20U2=240V，选项D正确，其他选项错误。,2.(多选)(2014武汉模拟)如图
10、所示， 理想变压器的原、副线圈匝数之比为 101，R1=20，R2=10，C为电容 器，原线圈所加电压u=220 sin(100t)V。下列说法正确的是（ ） A.通过电阻R3的电流始终为零 B.副线圈两端交变电压的频率为50Hz C.电阻R2的电功率为48.4W D.原、副线圈铁芯中磁通量变化率之比为101,【解析】选B、C。电容器能够通交流，所以A错误；变压器 能够改变交流电压，但是不能变频，因此B正确；根据 得到U2=22V，所以电阻R2的电功率为P2= =48.4 W，C正确；根据法拉第电磁感应定律得到原、副线圈铁芯中磁通量变化率之比为11，D错误。,【加固训练】 1.(2014漳州模
11、拟)如图所示是一种理想自耦变压器示意图。线圈绕在一个圆环形的铁芯上，P是可移动的滑动触头，A、B间接交流电压U，输出端接通了两个相同的灯泡L1和L2，Q为滑动变阻器的滑动触头。当开关S闭合，P处于如图所示的位置时，两灯均能发光。下列说法正确的是（ ）,A.P不动，将Q向右移动，变压器的输入功率变大 B.P不动，将Q向左移动，两灯均变暗 C.Q不动，将P沿逆时针方向移动，变压器的输入功率变大 D.P、Q都不动，断开开关S，L1将变暗,【解析】选C。P不动，Q向右移动，负载电阻增大，输出功率减小，故输入功率减小，A错；P不动，Q向左移动，两灯两端电压增大，均变亮，B错误；Q不动，P沿逆时针方向移动
12、，副线圈匝数增加，输出电压增大，输出功率增大，输入功率增大，C正确；P、Q不动，断开S，负载电阻增大，R上电压减小，L1电压增大，变亮，D错。,2.(多选)如图所示，一理想变压器 原线圈接入一交流电源，副线圈电 路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻， 开关S是闭合的。V1和V2为理想电压表，读数分别为U1和U2；A1、A2和A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3。现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是（ ） A.U2变小、I3变小 B.U2不变、I3变大 C.I1变小、I2变小 D.I1变大、I2变大,【解析】选B、C。由U2= 得U1不变，U2就不变；S断开， R总增大，U2不变
13、，则I2变小，则I1= I2得I1也变小；I2变 小，加在R1两端的电压变小，则 得UR3增大，所以I3变大。,【学科素养升华】 基本量关系解题的两点提醒 (1)理想变压器的应用中要注意副线圈和原线圈功率相等这个特点，电流关系的推导是以其为依据的。 (2)变压器的以上关系都是根据“口”字型铁芯的变压器推出的。如果变压器不是“口”字型铁芯，应根据变压器的原理及各线圈中磁通量的关系推导出各物理量的关系。,考点2 远距离输电 1.输电过程(如图所示)：,深化 理解,2.输送电流： （1）I= （2）I= 3.输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为Q=I2Rt。,4.电压损失：
14、 （1）U=U-U； （2）U=IR。 5.功率损失： （1）P=P-P； (2)P=I2R=（ ）2R。,6.降低输电损耗的两个途径： （1）减小输电线的电阻，由电阻定律R= 可知，在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应采用电阻率小的材料，也可以增加导线的横截面积。 （2）减小输电导线中的输电电流，由P=UI可知，当输送功率一定时，提高输电电压，可以减小输电电流。,【题组通关方案】 【典题3】(多选)一台发电机最大输出功率为4000kW，电压为 4 000 V，经变压器T1升压后向远方输电。输电线路总电阻为R=1k。到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220V60 W)。若
15、在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则（ ）,A.T1原、副线圈电流分别为103A和20 A B.T2原、副线圈电压分别为1.8105V和220 V C.T1和T2的变压比分别为150和401 D.有6104盏灯泡(220V60 W)正常发光,【解题探究】 (1)画出远距离输电的模型图，并在图上标出各个参量。 提示：,(2)分析升压变压器和降压变压器的功率和电压关系。 提示：功率关系：P1=P损+P2。 电压关系：U2=U损+U3。,(3)写出变压器原、副线圈的电压比和电流比。 提示：电压比： 电流比：,【典题解析】选A、B、
16、D。远距离输电的模型如图所示。,T1原线圈的电流为I1= =1103 A，输电线路 上损失的功率为P损= R=10%P1，所以I2= =20 A，选项A正确；T1的原、副线圈匝数比为 T1上副线圈的电压为U2=50U1=2105 V，T2原线圈的电压为 U3=U2-I2R=2105 V-20103 V=1.8105 V，选项B正确； T2上原、副线圈的变压比为 选项C错误；能正常发光的灯泡的盏数为： 选项D正确。,【通关1+1】 1.(2012天津高考)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，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的 电功率为P2，则P1和 分别为( ),【解析】选D。原线圈的电流为I1= ，由于P、U不变， 故I1不变，由 =k得P1= R=
