《（全国通用版）2018高考物理大一轮复习第十一章交变电流（第2课时）变压器电能的输送课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（全国通用版）2018高考物理大一轮复习第十一章交变电流（第2课时）变压器电能的输送课件（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2课时 变压器 电能的输送,回扣教材,考点扫描,真题在线,回扣教材梳理知识 夯基础,知识整合,一、理想变压器的基本关系 1.功率关系: .,二、电能的输送 1.输电过程(如图所示),P入=P出,降压,升压,2.输送电流,3.电压损失 (1)U= . (2)U=U-U.,4.功率损失,(2)P=P-P.,Ir,I2r,1.有些机床为了安全,照明电灯的电压是36 V,这个电压是把380 V的电压降压后得到的. (1)如果理想变压器的原线圈是n1=1 140匝,副线圈n2是多少匝?,答案:(1)108匝,问题思考,(2)如果把这个理想变压器匝数多的线圈的两端接上普通交流电流表,匝数少的线圈串联在电
2、路中,如图所示.当合上电路的开关时,交流电流表的读数为I2=45 A,则电路中实际的电流是多少?,答案: (2)475 A,选修3-2P43 图5.4-6,2.如图所示,发电厂输出的功率为P=220 kW,输电线的总电阻为r= 0.05 .,选修3-2P45图5.5-2,(1)若用U1=110 V的电压输电,输电线上的电流I1为多少?输电线上由电阻造成的电压损失U1为多少?功率损失P1为多少? (2)若用U2=11 kV的电压输电,输电线上的电流I2为多少?输电线上由电阻造成的电压损失U2为多少?功率损失P2为多少?,答案:(1)2 000 A 100 V 200 kW (2)20 A 1 V
3、 20 W,考点扫描重点透析 通热点,考点一 理想变压器的原理和基本关系,要点透析,1.理想变压器的基本关系,(4)无电能损失,因此P入=P出,无论副线圈一个还是多个,总有U1I1=U2I2+ U3I3+将电压关系代入可得n1I1=n2I2+n3I3+,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= U1,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P出决定输入功率P入,也可简记为“用决定供”,典例突破,核心点拨 (1)电流表测量的是交变电流
4、的有效值,因此通过原副线圈的电压关系求出电压的有效值,再求电流的有效值. (2)由法拉第电磁感应定律来求解穿过铁芯的磁通量的最大变化率. (3)变压器的输入功率是由输出功率决定,因此电阻R消耗的功率即为变压器的输入功率.,答案:BD,关于变压器的四点注意 (1)变压器不能改变恒定电流. (2)变压器只能改变交变电流的电压和电流,不能改变交变电流的频率. (3)理想变压器本身不消耗能量,所以没有能量损失. (4)理想变压器基本关系式中的U1,U2,I1,I2均为有效值.,误区警示,1.变压器的有关规律(2016山东潍坊质检)理想变压器在正常工作时,原、副线圈中不同的物理量是( ) A.每匝线圈中
5、磁通量的变化率 B.交变电流的频率 C.原线圈的输入功率和副线圈的输出功率 D.原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势,即时巩固,解析:根据变压器的工作原理,穿过原、副线圈每匝的磁通量及其变化率是相同的,故A不符合题意;交变电流的频率保持不变,B不符合题意;理想变压器无功率损失,C不符合题意;而E=n 与n成正比,变压器原、副线圈的匝数不同,故感应电动势不同,所以D符合题意.,D,解析:根据铭牌上所提供的信息可知,变压器的输入电压为220 V,输出电压为12 V,该变压器为降压变压器,故选项A错误,B正确;由理想变压器的输出功率等于输入功率,且原线圈的电压大于副线圈的电压,故副线圈接负载时,副
6、线圈中电流比原线圈中电流大,选项C错误;由于副线圈的电流较大,为了减小实际变压器导线电阻的发热损耗,电流大的线圈导线较粗,则导线粗的应是副线圈,选项D错误.,2.变压器规律的应用(2016福建厦门质检)如图为一种变压器的实物图,根据其铭牌上所提供的信息,以下判断正确的是( ) A.这是一个升压变压器 B.原线圈的匝数比副线圈的匝数多 C.当原线圈输入交流电压220 V、副线圈接负载时, 副线圈中电流比原线圈中电流小 D.导线粗的是原线圈,细的是副线圈,B,考点二 理想变压器的动态分析,要点透析,变压器动态分析的两种情况 1.匝数比不变、负载发生变化的情况(如图),(2)当负载电阻发生变化时,I
7、2变化,输出电流I2决定输入电流I1,故I1发生变化. (3)I2变化引起P2变化,P1=P2,故P1发生变化.,2.负载电阻不变、匝数发生变化的情况(如图),(2)R不变,U2改变,故I2发生变化.,典例突破,【例2】 (2016长沙质检)如图所示,理想变压器输入端PQ接稳定的交流电源,通过单刀双掷开关S可改变变压器原线圈匝数(图中电压表及电流表皆为理想电表),则下列说法中正确的是( ) A.当滑片c向b端移动时,变压器输入功率变大 B.当滑片c向a端移动时,电流表A1的示数将减小,电压表V的示数不变 C.当滑片c向b端移动时,电流表A2的示数将变大,电压表V的示数也变大 D.滑片c不动,将
8、开关S由1掷向2时,三个电表A1,A2,V的示数都变大,答案: D,核心点拨 (1)滑片c移动改变负载电阻的大小,输出电压不变,从而改变副线圈中的电流、功率,改变原线圈中的电流. (2)开关S由1掷向2减少了原线圈的匝数,从而改变输出电压.,题后反思 变压器动态分析要点 处理此类问题的关键是要分清变量和不变量,弄清理想变压器中各物理量之间的联系和相互制约关系U2由U1和匝数比决定;I2由U2和负载电阻决定;I1由I2和匝数比决定.,即时巩固,1.负载电阻变化(2017湖南师大附中摸底)(多选)如图(甲)所示的电路中,理想变压器原、副线圈匝数之比为51,原线圈接入图(乙)所示的电压,副线圈接火灾
9、报警系统(报警器未画出),电压表和电流表均为理想电表,R0为定值电阻,R为半导体热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小.下列说法中正确的是( ) A.图(乙)中电压的有效值为220 V B.电压表的示数为44 V C.R处出现火情时电流表示数增大 D.R处出现火情时电阻R0消耗的电功率增大,CD,2. 导学号 00622756 匝数变化和负载电阻变化(2016重庆南开中学二模)(多选)如图所示,理想变压器原线圈接一正弦式交变电流,交变电流的电压有效值恒定不变.则下列说法中正确的是( ) A.只将S1从2拨向1时,电流表示数变小 B.只将S2从4拨向3时,电流表示数变小 C.只将S3从闭合变为断开,
10、电阻R2两端电压不变 D.只将变阻器R3的滑动触头上移,变压器的输入功率增大,BC,考点三 远距离输电,要点透析,1.对高压输电问题,应按“发电机升压变压器远距离输电线降压变压器用电器”这样的顺序,或从“用电器”倒推到“发电机”一步一步进行分析. 2.远距离高压输电的几个基本关系(以下图为例) (1)功率关系:P1=P2,P3=P4,P2=P损+P3,典例突破,【例3】 (2016上海模拟)(多选)一台发电机最大输出功率为4 000 kW,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=1 k. 到目的地经变压器T2降压,负载为多个正常发光的灯泡(220 V,60 W)
11、.若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的损耗可忽略,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1.8105 V和220 V C.T1和T2的变压比分别为150和401 D.有6104盏灯泡(220 V,60 W)正常发光,核心点拨 (1)由输电线路上消耗的功率,可以计算出输电电流. (2)已知发电机的输出功率和电压,可以求出变压器T1的原线圈电流,求出T1的原副线圈匝数比和副线圈的电压.,答案:ABD,题后反思,远距离输电问题应注意以下几点 (1)画出输电线路图. (2)将输电线路划分为几个独立
12、回路. (3)升压变压器副线圈中的电流与降压变压器原线圈中的电流相等. (4)输电线长度等于距离的2倍,计算线路功率损失一般用P损=I2R线.,1. 导学号 00622757 输电线路电压及功率分析(2016河南八市联考)如图所示为某发电站电能输送示意图.已知发电机的输出电压、输电线的电阻及理想升压、降压变压器匝数均不变.若用户电阻R0减小,下列说法正确的是( ) A.发电机的输出功率减小 B.输电线上的功率损失减小 C.用户得到的电压减小 D.输电线上输电电压减小,C,即时巩固,解析:若用户电阻减小,则降压变压器输出功率增大,导致发电机的输出功率增大,选项A错误;若用户电阻减小,则降压变压器
13、输出功率增大,导致输电线上电流增大,输电线上损失的电压增大,输电线上的功率损失增大,选项B错误;降压变压器原线圈输入电压减小,由于降压变压器的原、副线圈匝数比不变,降压变压器副线圈输出电压(即用户得到的电压)减小,选项C正确;因为发电机的输出电压不变,则升压变压器的原线圈输入电压不变.由于升压变压器的原、副线圈匝数比不变,则输电线上输电电压不变,选项D错误.,2.输电线路的有关计算(2016黑龙江大庆调研)(多选)如图所示,某变电站用10 kV的高压向10 km外的小区供电,输送的电功率为200 kW.现要求在输电线路上损耗的功率不超过输送电功率的2%,下列不同规格的输电线中,符合要求的是(
14、),解析:由P=UI,解得输电电流I= =20 A,输电线路上损耗的功率最大为P线=200 kW2%=4 kW,由P线=I2R,解得R=10 ,即输电线电阻的最大值为10 ,由于输电线长度需要20 km,所以可以选择千米电阻0.5 /km以下的型号,符合要求的是选项C,D.,CD,考点四 原线圈电路中含有用电器的变压器问题,要点透析,2.若原线圈存在用电器,则U1一定是用来产生磁场的电压,即加在原线圈上的电压. 3.若原线圈存在用电器,对电流关系和功率关系无影响.,典例突破,【例4】 (2016内蒙古兴安盟二模)(多选)如图,在理想变压器原、副线圈的回路中分别接有三个阻值相同的电阻R1,R2,
15、R3,A,B两端接在输出电压恒为U的正弦交流发电机上,此时三个电阻消耗的功率相同,则( ) A.变压器原、副线圈的匝数比为21 B.变压器原、副线圈的匝数比为13 C.电阻R1两端的电压为 D.电阻R1中的电流等于R2和R3中的电流之和,答案:AC,【审题指导】,1.原线圈串联电阻问题的计算(2016山东泰安模拟)(多选)如图所示,理想变压器原线圈的匝数为1 100,副线圈的匝数为55,原线圈两端a,b接正弦式电流,在原线圈前串接一个电阻R0=121 的保险丝,电压表V的示数为220 V,如果负载电阻R=5.5 ,各电表均为理想电表,则( ) A.电流表A的示数为1 A B.变压器的输出电压为
16、5.5 V C.保险丝实际消耗的功率为1.21 W D.负载电阻实际消耗的功率为22 W,CD,即时巩固,2. 导学号 00622758 原线圈串联电阻问题的求解(2016全国卷, 16)一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻R1,R2和R3的阻值分别为 3 ,1 和4 . 为理想交流电流表,U为正弦交流电压源,输出电压的有效值恒定,当开关S断开时,电流表的示数为I,当S闭合时,电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比为( ) A.2 B.3 C.4 D.5,B,真题在线体验高考 提素能,1.(2015安徽卷,16)图示电路中,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位置,观察到电流表A1的示数增大了0.2 A,电流表
