《高考物理一轮复习 10.2 理想变压器 电能的输送课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理一轮复习 10.2 理想变压器 电能的输送课件（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2节理想变压器电能的输送-2-一、变压器1.构造由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成。2.原理利用电磁感应的互感现象。-3-3.理想变压器原、副线圈基本量的关系-4-5-二、电能的输送如图所示,若发电站输出电功率为P,输电电压为U,用户得到的电功率为P,用户的电压为U。1.输电电流2.电压损失(1)U=U-U(2)U=IR3.功率损失(1)P=P-P(2)P=I2R=-6-4.减少输电线上电能损失的方法(1)减小输电线的电阻R。由知,可采用加大导线的横截面积、采用电阻率小的材料做导线。(2)减小输电导线中的电流。在输电功率一定的情况下,根据P=UI,要减小电流,必须提高输电电压。-7-8-1.(多
2、选)理想变压器的原、副线圈匝数比n1n2=101,原线圈两端接交流电源,则()A.原、副线圈中电流频率之比f1f2=101B.原、副线圈两端电压之比U1U2=101C.原、副线圈内交变电流之比I1I2=110D.变压器输入和输出功率之比P1P2=101 答案解析解析关闭 答案解析关闭-9-2.如图甲、乙所示的两电路中,当a、b两端与e、f两端分别加上110V的交流电压时,测得c、d间与g、h间的电压均为55V。若分别在c、d两端与g、h两端加上55V的交流电压,则a、b间与e、f间的电压分别为()A.110V,110VB.110V,55VC.55V,55VD.110V,0 答案解析解析关闭当a
3、、b间接110V的交流电压时,c、d两端的电压为55V,根据理想变压器的变压规律可知,原、副线圈的匝数比为21,当c、d两端加55V的交流电压时,同样根据变压规律可知a、b间的电压为110V;在分压电路中,当e、f两端加110V的交流电压时,电阻上下两部分分得的电压与它们的阻值成正比,g、h间输出的电压为电阻下半部分分得的电压,但是当把55V的交流电压加在g、h间时,电流只经过电阻的下半部分,电阻的上半部分没有电流,e、g两端也就没有电势差,即e、g两点的电势相等。所以g、h间加55V的交流电压时,e、f间的电压为55V,选项B正确。 答案解析关闭B-10-3.下图为远距离输电的电路原理图,下
4、列判断正确的是()A.U1U2B.U2=U3C.I4I2 答案解析解析关闭在远距离输电的过程中,第一级为升压过程,故U1I2,A错误,D正确;由部分电路欧姆定律可得U3=U2-I2R,B错误;由于第二级为降压过程,故U3U4,由U3I2=U4I4,可知I2I4,C错误。 答案解析关闭D-11-4.一输入电压为220V,输出电压为36V的变压器副线圈烧坏。为获知此变压器原、副线圈匝数,某同学拆下烧坏的副线圈,用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈,如图所示,然后将原线圈接到220V交流电源上,测得新绕线圈的端电压为1V。按理想变压器分析,该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为()A.1100,360 B
5、.1100,180C.2200,180 D.2200,360 答案解析解析关闭 答案解析关闭-12-5.一交流发电机输出电压为u=Umsint,加在匝数比为1n的理想升压变压器的原线圈上,变压器的副线圈通过总电阻为R的输电线向用户供电,若发电机的输出功率为P,则输电线上消耗的功率为() 答案解析解析关闭 答案解析关闭-13-考点一考点二例1对点训练1考点三理想变压器基本规律的应用理想变压器基本规律的应用基本关系式中物理量之间的决定关系:-14-考点一考点二例1对点训练1考点三(2015全国理综,16)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为31,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
6、接在电压为220V的正弦式交流电源上,如图所示。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() 答案解析解析关闭 答案解析关闭-15-考点一考点二例1对点训练1考点三解题探究:设原线圈中的电流为I1,副线圈中的电流为I2,则I1和I2的关系是什么?原线圈的输入电压为多少?-16-考点一考点二例1对点训练1考点三(多选)如图,理想变压器原、副线圈匝数之比为201,原线圈接入一电压为u=U0sint的交流电源,副线圈接一个R=5.5的负载电阻。若U0=V,=100rad/s,则下述结论正确的是()A.副线圈中电压表的读数为VB.副线圈中输出交变电流的周期为0.0
7、2sC.原线圈中电流表的读数为0.1AD.原线圈中的输入功率为11W 答案解析解析关闭 答案解析关闭-17-考点一考点二考点三例2对点训练2理想变压器的动态分析理想变压器的动态分析1.匝数比不变的情况(如图所示)(1)U1不变,根据,输入电压U1决定输出电压U2,不论负载电阻R如何变化,U2也不变。(2)当负载电阻发生变化时,I2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。-18-考点一考点二考点三例2对点训练2-19-考点一考点二考点三例2对点训练2(多选)如图所示的电路中,P为滑动变阻器的滑片,保持理想变压器的输入电压U1不变
8、,闭合开关S,下列说法正确的是()A.P向下滑动时,灯L变亮B.P向下滑动时,变压器的输出电压不变C.P向上滑动时,变压器的输入电流变小D.P向上滑动时,变压器的输出功率变大 答案解析解析关闭 答案解析关闭-20-考点一考点二考点三例2对点训练2解题探究:闭合开关S,P向下滑动时负载电阻如何变化?输入电压如何变化?输出电压如何变化?P向下滑动时变压器的输出功率和输入功率如何变化?P向上滑动时呢?提示:P向下滑动时负载电阻变大;输入电压不变,变压器的匝数没变,输出电压也不变。提示:P向下滑动时,负载电阻变大,输出电压不变,变压器的输出功率变小,则输入功率也变小;同理可得P向上滑动时,变压器的输出
9、功率变大,输入功率也变大。-21-考点一考点二考点三例2对点训练2规律总结:分析动态问题的一般程序分析理想变压器的动态变化问题,关键是抓住不变量,以不变量为基础,根据变化量引起的现象由欧姆定律分析电流、电压等各量的变化。分析动态问题的一般程序如下:-22-考点一考点二考点三例2对点训练2(2015江西八校联考)有一种调压变压器的构造如图所示。线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上,C、D之间加上输入电压,转动滑片P就可以调节输出电压。图中A为交流电流表,V为交流电压表,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,C、D两端接正弦式交流电源,变压器可视为理想变压器,则下列说法正确的是()A.当R3不变,滑片
10、P顺时针转动时,电流表读数变小,电压表读数变小B.当R3不变,滑片P逆时针转动时,电流表读数变小,电压表读数变小C.当P不动,滑动变阻器滑片向上滑动时,电流表读数变小,电压表读数变小D.当P不动,滑动变阻器滑片向下滑动时,电流表读数变大,电压表读数变大 答案解析解析关闭 答案解析关闭-23-考点一考点二考点三例3对点训练3远距离输电问题远距离输电问题远距离输电问题的“三、二、一”1.理清三个回路-24-考点一考点二考点三例3对点训练3-25-考点一考点二考点三例3对点训练3(2015福建理综,15)如图所示,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
11、,在T的原线圈两端接入一电压u=Umaxsint的交流电源,若输送电功率为P,输电线的总电阻为2r,不考虑其他因素的影响,则输电线上损失的电功率为() 答案解析解析关闭 答案解析关闭-26-考点一考点二考点三例3对点训练3解题探究:副线圈n2两端电压的有效值是多大?写出副线圈n2中功率P、电压U2和电流I2的关系。提示:P=U2I2。-27-考点一考点二考点三例3对点训练3方法归纳:远距离输电问题的处理思路(1)画出输电线路图,将已知量和未知量标在图中相应位置。(2)将输电线路划分为几个独立回路。(3)根据串并联电路特点、欧姆定律、电功率公式等确定各部分回路物理量之间的关系。(4)根据升压、降
12、压,原、副线圈的电压、电流关系和功率关系列式求解。-28-考点一考点二考点三例3对点训练3下图为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U,用等效总电阻是r的两条输电线输电,输电线路中的电流是I1,其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器,流入用户端的电流为I2。则() 答案解析解析关闭 答案解析关闭-29-123451.(2015广东深圳五校联考)一理想变压器原、副线圈匝数比为n1n2=111,原线圈与正弦式交流电源连接,输入电压u随时间t的变化规律如图所示,副线圈仅接入一个R=20的电阻,则()A.流过电阻R的最大电流是1.0AB.变压器的输入功率是40WC.与电阻R并
13、联的电压表的示数是20VD.在1s内电流方向改变50次 答案解析解析关闭 答案解析关闭-30-123452.(多选)如图所示,在某一输电线路的起始端接入两个互感器,原、副线圈的匝数比分别为1001和1100,图中a、b表示电压表或电流表,已知电压表的示数为22V,电流表的示数为1A,则()A.a为电流表,b为电压表B.a为电压表,b为电流表C.线路输送电功率是220kWD.输电线路总电阻为22 答案解析解析关闭由题图可知,a表是电压表,b表是电流表,选项A错误,选项B正确;甲互感器原、副线圈匝数比为1001,乙互感器原、副线圈的匝数比为1100,由电压表的示数为22V,得原线圈的电压为2200
14、V,由电流表的示数为1A,原线圈的电流为100A,所以电线输送功率是2.2105W,选项C正确;由已知条件无法求输电线电阻,选项D错误。 答案解析关闭BC-31-123453.如图所示,图甲是远距离输电线路的示意图,图乙是发电机输出电压随时间变化的图象,则()A.用户用电器上交变电流的频率是100HzB.发电机输出交变电流的电压有效值是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 答案解析解析关闭 答案解析关闭-32-123454.如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为221,b是原线圈的中心抽头,图中电表均为理想的交流
15、电表,定值电阻R=10,其余电阻均不计。从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的正弦式交流电压,则下列说法中正确的是()A.当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数为14.14VB.当单刀双掷开关与a连接且t=0.02s时,电流表示数为零C.当单刀双掷开关由a拨向b后,原线圈的输入功率变大D.当单刀双掷开关由a拨向b后,副线圈输出电压的频率增大 答案解析解析关闭 答案解析关闭-33-123455.(多选)(2015河南开封中原名校摸底)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为51,原线圈接交流电源和交流电压表,副线圈接有“220V440W”的热水器、“220V220W”的抽油烟机。如果副线圈电压按图乙所示规律变化,则下列说法正确的是()A.副线圈两端电压的瞬时值为u=sin100t(V)B.交流电压表的示数为VC.1min内变压器输出的电能为3.96104JD.热水器的发热功率是抽油烟机发热功率的2倍 答案解析解析关闭 答案解析关闭
