《高考物理一轮复习 第十一章 交变电流 传感器 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 第十一章 交变电流 传感器 2理想变压器 电能的输送课件（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第2 2节节理想变压器理想变压器电能的输送电能的输送-2-基础夯实自我诊断1.理想变压器(1)构造:如图所示,变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。原线圈:与交流电源连接的线圈,也叫初级线圈。副线圈:与负载连接的线圈,也叫次级线圈。-3-基础夯实自我诊断(2)原理:利用电磁感应的互感现象。(3)基本关系式功率关系:P入=P出;有多个副线圈时,U1I1=U2I2+U3I3+UnIn。-4-基础夯实自我诊断(4)常用的变压器自耦变压器调压变压器。-5-基础夯实自我诊断2.远距离输电(1)输电过程(如图所示)(2)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。
2、(3)电压损失U=U-U;U=IR。(4)功率损失(5)输送电流-6-基础夯实自我诊断变压器的工作原理是什么?变压器能否改变恒定电流的电压?提示互感现象是变压器工作的基础,根据电磁感应现象产生的条件可知,若原线圈中通入恒定电流,在副线圈中不会产生感应电动势,故变压器不能改变恒定电流的电压。-7-基础夯实自我诊断1.(多选)如图所示,原、副线圈匝数比为21的理想变压器正常工作时()A.原、副线圈磁通量之比为21B.原、副线圈电流之比为12C.输入功率和输出功率之比为11D.原、副线圈磁通量变化率之比为11 答案解析解析关闭 答案解析关闭-8-基础夯实自我诊断2.(多选)理想变压器的原、副线圈匝数
3、比n1n2=101,原线圈两端接通交流电源,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为U1U2=101C.原、副线圈内电流之比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-基础夯实自我诊断3.远距离输电时,在输送电功率不变的条件下()A.只有增大导线的电阻,才能减小电流,提高输电效率B.提高输电电压,能减小电流,提高输电效率C.提高输电电压势必增大输电导线上的能量损耗D.提高输电电压势必增大输电导线上的电流 答案解析解析关闭在输出功率一定时,由P=UI知,当U增大时,I减小,输电导线损耗的功率P损=I2R将
4、变小;当输电线上的电阻减小时,输电线损耗的功率P损=I2R将变小,提高输电效率,所以A、C、D错误,B正确。 答案解析关闭B-10-基础夯实自我诊断4.如图所示,一理想变压器原、副线圈的匝数比为12,副线圈电路中接有灯泡,灯泡的额定电压为220V,额定功率为22W,原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关,灯泡正常发光,若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数,则()A.U=110V,I=0.2AB.U=110V,I=0.05A 答案解析解析关闭 答案解析关闭-11-基础夯实自我诊断5.如图所示为远距离输电的电路原理图,下列判断正确的是()A.U1U2B.U2=U3C.I4I2 答案解析解
5、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线,B错误;由于第二级为降压过程,故U3U4,由U3I2=U4I4,可知I2I1,所以U2U1,变压器为降压变压器,选项C错误;因I2增大,故知R减小,变阻器滑片是沿cd的方向滑动,选项D正确。 答案解析关闭D-20-考点一考点二考点三思维点拨1.a、b接在电压有效值不变的交流电源,变压器是理想变压器,各个表都是理想表,所以电压表V1的示数为交流电源的有效值。2.理想变压器的输入功率等于输出功率。-21-考点一考点二考点三例4(2016全国理综乙卷)一含有理想变压器的电路如图所示,
6、图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3、1和4,A为理想交流电流表,U为正弦式交流电源,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.2B.3C.4D.5B-22-考点一考点二考点三解析： 当S断开时,电路如图甲所示由闭合电路欧姆定律,原线圈两端电压U1=U-IR1得U1=U-3I-23-考点一考点二考点三当S闭合时,电路如图乙所示由题意知原线圈两端电压U1=U-4IR1得U1=U-12I-24-考点一考点二考点三方法归纳分析有关理想变压器动态问题的一般思路分析理想变压器的动态问题,关键是抓住不变量,以不变量为基础,根
7、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思路如下:-25-考点一考点二考点三突破训练突破训练2.(2016山东潍坊联考)如图甲所示的电路中,S为单刀双掷开关,电表为理想电表,Rt为热敏电阻(阻值随温度的升高而减小),理想变压器原线圈接图乙所示的正弦式交变电流,则()A.变压器原线圈中交流电压u的表达式u=110sin100tVB.S接在a端,当Rt温度升高时,变压器的输入功率变小C.S接在a端,当Rt温度升高时,电压表和电流表的示数均变大D.S由a切换到b,Rt消耗的功率变大 答案解析解析关闭 答案解析关闭-26-考点一考点二考点三考点三考点三 远远距离距离输
8、电输电(师师生共研生共研)远距离输电问题的“三二一”1.理清三个回路(如图)在回路2中,U2=U+U3,I2=I线=I3。-27-考点一考点二考点三2.抓住两个联系(1)理想的升压变压器联系着回路1和回路2,由变压器原理可得:线圈1(匝数为n1)和线圈2(匝数为n2)中各个量间的关系是(2)理想的降压变压器联系着回路2和回路3,由变压器原理可得:线圈3(匝数为n3)和线圈4(匝数为n4)中各个量间的关系是3.掌握一个守恒能量守恒关系式P1=P损+P4。-28-考点一考点二考点三例5(多选)一台发电机最大输出功率为4000kW,电压为4000V,经变压器T1升压后向远方输电。输电线路总电阻R=1
9、k。到目的地经变压器T2降压,负载为多个正常发光的灯泡(220V、60W)。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.变压器T1原、副线圈电流分别为103A和20AB.变压器T2原、副线圈电压分别为1.8105V和220VC.变压器T1和T2的变压比分别为150和401D.有6104盏灯泡(220V、60W)正常发光 答案解析解析关闭 答案解析关闭-29-考点一考点二考点三-30-考点一考点二考点三方法归纳输电线路功率损失的四种计算方法(1)输送功率是指升压变压器输出的功率,损失功率是指由于输电线发热而消耗的功率。两者关
10、系是P损=P-P(P为输送功率,P为用户所得功率)。-31-考点一考点二考点三突破训练突破训练3.如图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T1的原、副线圈匝数分别为n1、n2,在T1的原线圈两端接入一电压u=Umsint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-32-模型建立典例示范以题说法类题过关三种特殊的变压器1.自耦变压器自耦变压器(又称调压器)只有一个线圈,将其中的一部分作为另一个线圈,当交流电源接不同的端点时,它既可以用来升压也可以用来降压,理想变压器的基本关系对自耦变压器
11、均适用,如图所示。-33-模型建立典例示范以题说法类题过关2.互感器 -34-模型建立典例示范以题说法类题过关3.多个副线圈变压器遇到具有两个(或两个以上)副线圈的变压器问题时,应注意三个关系:(2)电流关系:n1I1=n2I2+n3I3+(3)功率关系:P1=P2+P3+-35-模型建立典例示范以题说法类题过关例1自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的某部分。一升压式自耦调压变压器的电路如图所示,其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为1900;原线圈匝数为1100,接在有效值为220V的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时,负载R上的功率为2.0kW。设此时原线圈中电流
12、有效值为I1,负载两端电压的有效值为U2,且变压器是理想的,则U2和I1分别约为()A.380V和5.3AB.380V和9.1AC.240V和5.3AD.240V和9.1A 答案解析解析关闭 答案解析关闭-36-模型建立典例示范以题说法类题过关例2普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流,通常要通过电流互感器来连接,如图所示的电流互感器ab一侧线圈的匝数较少,工作时电流为Iab,cd一侧线圈的匝数较多,工作时电流为Icd,为了使电流表能正常工作,则()A.ab接MN、cd接PQ,IabIcdC.ab接PQ、cd接MN,IabIcd 答案解析解析关闭根据理想变压器的原理,线圈电流与匝数成反比,ab接MN,通过的电流较大,电流表接在cd两端,通过的电流较小,B正确。 答案解析关闭B-37-模型建立典例示范以题说法类题过关1.自耦变压器的原、副线圈共用一个线圈,通过调节,可以升压,也可降压。2.对于有两个以上副线圈的理想变压器,电压与匝数始终成正比,而电流与匝数成反比的规律则不成立,但在任何情况下,原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率。-38-模型建立典例示范以题说法类题过关如图所示,在两种情况下灯泡L2、L3的功率均为P,且L1、L2、L3为相同的灯泡,变压器匝数比为n1n2=31,则图甲中L1的功率和图乙中L1的功率分别为() 答案解析解析关闭 答案解析关闭
