(新高考)高考物理一轮复习课件第11章第2讲《变压器电能的输送》(含解析)

交变电流传感器第十一章第2讲变压器电能的输送主干梳理 对点激活次级线圈次级线圈闭合铁芯闭合铁芯绕在铁芯上的两个绕在铁芯上的两个线圈线圈初级线圈初级线圈升压升压互感互感降压降压输电电压输电电压电阻率电阻率横截面积横截面积一一 堵点疏通堵点疏通1变压器不但可以改变交流电压，也可以改变稳恒直流电压。变压器不但可以改变交流电压，也可以改变稳恒直流电压。()2理想变压器的基本关系式中，电压和电流均为有效值。理想变压器的基本关系式中，电压和电流均为有效值。()3高压输电的目的是增大输电的电流。高压输电的目的是增大输电的电流。()4在在输输送送电电压压一一定定时时，输输送送的的电电功功率率越越大大，输输送送过过程程中中损损失失的的功功率率越越小。小。()5变压器原线圈中的电流由副线圈中的电流决定。变压器原线圈中的电流由副线圈中的电流决定。()6变压器副线圈两端的电压由原线圈两端的电压决定。变压器副线圈两端的电压由原线圈两端的电压决定。()二二 对点激活对点激活1(人人教教版版选选择择性性必必修修第第二二册册P60T2改改编编)有有些些机机床床为为了了安安全全，照照明明电电灯灯用用的的电电压压是是36 V，这这个个电电压压是是把把380 V的的电电压压降降压压后后得得到到的的。如如果果变变压压器器的原线圈是的原线圈是1140匝，副线圈是匝，副线圈是()A1081匝匝 B.1800匝匝 C.108匝匝 D.8010匝匝答案答案 解析解析 2(人人教教版版选选择择性性必必修修第第二二册册P60T5改改编编)(多多选选)如如图图是是街街头头变变压压器器通通过过降降压压给给用用户户供供电电的的示示意意图图，变变压压器器的的输输入入电电压压是是市市区区电电网网的的电电压压，当当滑滑动变阻器动变阻器R的滑片向下移动时，下列说法正确的是的滑片向下移动时，下列说法正确的是()A.读数不变，读数不变读数不变，读数不变B.读数变大，读数不变读数变大，读数不变C.读数变大，读数变小读数变大，读数变小D.读数不变，读数不变读数不变，读数不变答案答案 解析解析 3(人人教教版版选选择择性性必必修修第第二二册册P65T3改改编编)从从发发电电站站输输出出的的功功率率为为220 kW，输输电电线线的的总总电电阻阻为为0.05，用用220 V和和11 kV两两种种电电压压输输电电。两两种种情情况况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为下输电线上由电阻造成的电压损失之比为()A501 B.150 C.15 D.51答案答案 解析解析 答案答案 解析解析 考点细研 悟法培优1.变压器的工作原理变压器的工作原理3基本关系式中物理量之间的决定关系基本关系式中物理量之间的决定关系制约制约关系关系电压电压原线圈电压原线圈电压U1和匝数比决定副线圈电压和匝数比决定副线圈电压U2(当当U1和匝数比和匝数比不变时，不论负载电阻不变时，不论负载电阻R变化与否，变化与否，U2不会改变不会改变)功率功率副线圈的输出功率副线圈的输出功率P出出决定原线圈的输入功率决定原线圈的输入功率P入入(可简记可简记为为“用决定供用决定供”)电流电流副线圈电流副线圈电流I2和匝数比决定原线圈电流和匝数比决定原线圈电流I1例例1(2020吉吉林林省省白白山山市市二二模模)在在图图示示电电路路中中，理理想想变变压压器器原原线线圈圈的的匝匝数数为为220，副副线线圈圈的的匝匝数数可可调调，L1、L2、L3和和L4是是四四个个相相同同的的灯灯泡泡。当当在在a、b两两端端加加上上瞬瞬时时值值表表达达式式为为u220sin100t(V)的的交交变变电电压压时时，调调节节副副线线圈圈的匝数，使四个灯泡均正常发光。下列说法正确的是的匝数，使四个灯泡均正常发光。下列说法正确的是()A变压器副线圈的匝数为变压器副线圈的匝数为440B灯泡的额定电压为灯泡的额定电压为55 VC变压器原线圈两端电压为变压器原线圈两端电压为220 VD穿过变压器原线圈的磁通量变化率的最大值为穿过变压器原线圈的磁通量变化率的最大值为0.1 V答案答案 提示：提示：电流比。电流比。(2)原线圈含有用电器时原线圈含有用电器时a、b两端电压还是变压器的输入电压吗？两端电压还是变压器的输入电压吗？提示：提示：不是。不是。尝试解答尝试解答 1.变压器原线圈所在电路中含有负载问题的分析变压器原线圈所在电路中含有负载问题的分析(1)将将原原线线圈圈看看成成用用电电器器，在在原原线线圈圈电电路路中中可可应应用用串串并并联联电电路路规规律律、闭闭合电路欧姆定律等。合电路欧姆定律等。(2)要要求求解解原原线线圈圈电电路路中中负负载载的的电电流流、电电压压和和功功率率，一一般般需需先先求求副副线线圈圈中中的的电电流流，然然后后根根据据理理想想变变压压器器原原、副副线线圈圈的的电电流流关关系系求求得得原原线线圈圈电电路路中中的电流，进而求解通过负载的电流。的电流，进而求解通过负载的电流。原、副线圈的电流关系往往是解决问题的突破口。原、副线圈的电流关系往往是解决问题的突破口。2含有多个副线圈的变压器的电路分析含有多个副线圈的变压器的电路分析副副线线圈圈有有两两个个或或两两个个以以上上时时，一一般般从从原原、副副线线圈圈的的功功率率相相等等入入手手。利利用用P1P2P3，结合原副线圈电压关系、欧姆定律等分析。，结合原副线圈电压关系、欧姆定律等分析。3变压器与二极管相结合的分析变压器与二极管相结合的分析当当副副线线圈圈回回路路中中含含有有二二极极管管时时，由由于于二二极极管管具具有有单单向向导导电电性性，二二极极管管只只有有一一半半时时间间导导通通，经经过过二二极极管管后后的的输输出出电电压压的的有有效效值值与与副副线线圈圈两两端端交交流流电压的有效值不相等，应根据电流的热效应进行计算。电压的有效值不相等，应根据电流的热效应进行计算。答案答案 解析解析 答案答案 解析解析 例例2(2020山山西西省省长长治治市市3月月线线上上模模拟拟)如如图图所所示示，理理想想交交流流电电流流表表A1、A2，定定值值电电阻阻R1、R2，光光敏敏电电阻阻RG(光光照照强强度度增增大大，阻阻值值减减小小)，分分别别接接在在理理想想变变压压器器的的原原、副副线线圈圈上上，U0为为正正弦弦交交流流电电源源电电压压的的有有效效值值，且且保保持持不变。若增大光照强度，则下列说法正确的是不变。若增大光照强度，则下列说法正确的是()A电流表电流表A1示数增大、示数增大、A2示数减小示数减小BU1、U2都不变都不变CR1、R2的电功率都增大的电功率都增大DRG两端电压增大两端电压增大答案答案(2)如何分析如何分析RG两端电压的变化？两端电压的变化？提示：提示：先分析先分析U1、U2如何变化，如何变化，U2减去减去R2两端电压就是两端电压就是RG两端电压。两端电压。尝试解答尝试解答 答案答案 解解析析分分析析图图甲甲可可知知，光光照照强强度度增增强强时时，流流过过电电阻阻R的的电电流流增增大大，说说明明光光敏敏电电阻阻阻阻值值减减小小。在在其其他他条条件件不不变变的的情情况况下下，如如果果光光照照变变强强，则则光光敏敏电电阻阻阻阻值值减减小小，灯灯泡泡两两端端电电压压减减小小，则则灯灯泡泡的的亮亮度度减减小小，A正正确确，B错错误误；在在其其他他条条件件不不变变的的情情况况下下，将将自自耦耦式式变变压压器器的的滑滑片片P适适当当下下滑滑，则则副副线线圈圈匝匝数数减减小小，输输出出电电压压减减小小，灯灯泡泡的的亮亮度度减减小小，C错错误误；在在其其他他条条件件不不变变的的情情况况下下，适适当当增增大大滑滑动动变变阻阻器器R1的的阻阻值值，则则通通过过灯灯泡泡的的电电流流减减小小，灯灯泡泡亮亮度度减小，减小，D错误。错误。解析解析 答案答案 解析解析 1.远距离输电问题的分析方法远距离输电问题的分析方法对对高高压压输输电电问问题题，应应按按“发发电电机机升升压压变变压压器器远远距距离离输输电电线线降降压压变变压压器器用用电电器器”这这样样的的顺顺序序，或或从从“用用电电器器”倒倒推推到到“发发电电机机”一一步步一一步进行分析。步进行分析。2远距离高压输电的几个基本关系远距离高压输电的几个基本关系(以下图为例以下图为例)答案答案 提示：提示：PI2RP1。(2)升升压压变变压压器器的的原原、副副线线圈圈匝匝数数比比变变为为kn时时，输输电电线线的的电电流流变变为为原原来来的多少？的多少？提示：提示：k倍。倍。尝试解答尝试解答 解决远距离输电问题应注意下列几点解决远距离输电问题应注意下列几点(1)画出输电电路图。画出输电电路图。(2)注意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。注意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。(3)输电线长度等于输电距离的输电线长度等于输电距离的2倍。倍。(4)计算线损功率一般用计算线损功率一般用P损损IR线线。变变式式31(2020北北京京市市海海淀淀区区查查漏漏补补缺缺)某某高高压压变变电电所所通通过过变变压压器器向向一一工工厂厂送送电电，输输送送电电压压为为U，输输送送功功率率为为P，输输电电线线电电阻阻为为R，下下列列说说法法正确的是正确的是()A如如果果输输送送功功率率与与输输电电线线电电阻阻不不变变，输输送送电电压压变变为为原原来来的的2倍倍，则则输输电线上损失的功率变为原来的四倍电线上损失的功率变为原来的四倍B如如果果输输送送功功率率与与输输送送电电压压不不变变，输输电电线线电电阻阻变变为为原原来来的的2倍倍，则则损损失功率变为原来的二分之一失功率变为原来的二分之一C如果输送功率如果输送功率P不变，输电电压越高，则输电线上的电流一定越小不变，输电电压越高，则输电线上的电流一定越小D输送功率输送功率P的具体数值由变电所决定，与工厂的用电情况无关的具体数值由变电所决定，与工厂的用电情况无关答案答案 解析解析 变变式式32(2020山山西西省省临临汾汾市市能能力力测测试试)(多多选选)如如图图所所示示为为远远距距离离输输电电的的原原理理图图，升升压压变变压压器器和和降降压压变变压压器器均均为为理理想想变变压压器器，发发电电厂厂的的输输出出电电压压恒恒定定、输输电电线线上上的的电电阻阻不不变变，假假设设用用户户所所用用用用电电器器都都是是纯纯电电阻阻用用电电器器，若发现发电厂发电机输出的电流增大了，则可以判定若发现发电厂发电机输出的电流增大了，则可以判定()A通过用户的电流减小了通过用户的电流减小了B用户接入电路的总电阻减小了用户接入电路的总电阻减小了C用户消耗的电功率减小了用户消耗的电功率减小了D加在用户两端的电压变小了加在用户两端的电压变小了答案答案 解析解析 1.自耦变压器自耦变压器自自耦耦变变压压器器(又又称称调调压压器器)，它它只只有有一一个个线线圈圈，其其中中的的一一部部分分作作为为另另一一个个线线圈圈，当当交交流流电电源源接接不不同同的的端端点点时时，它它可可以以升升压压也也可可以以降降压压，变变压压器器的的基本关系对自耦变压器均适用，如下图所示。基本关系对自耦变压器均适用，如下图所示。例例4(2020福福建建省省泉泉州州市市第第一一次次质质量量检检测测)如如图图，T1、T2是是监监测测交交流流高高压压输输电电参参数数的的互互感感器器(均均视视为为理理想想变变压压器器)，T1的的原原、副副线线圈圈匝匝数数比比为为11000，a、b是是交交流流电电压压表表或或交交流流电电流流表表，其其中中交交流流电电压压表表两两端端的的电电压压为为10 V，高压线路输送的电功率是，高压线路输送的电功率是2.2103 kW、电压是、电压是22 kV，则，则()Aa是交流电压表是交流电压表BT2的原、副线圈匝数比为的原、副线圈匝数比为10001C通过交流电流表的电流为通过交流电流表的电流为0.1 AD绕制绕制T1原线圈的导线应比副线圈的细原线圈的导线应比副线圈的细答案答案 提示：提示：串联在高压输电线上的为电流互感器，其副线圈接电流表。串联在高压输电线上的为电