（人教通用版）2020高考物理 第11章 第2講 理想變壓器 電能的輸送課件.ppt

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1、交變電流傳感器,第十一章,第2講理想變壓器電能的輸送,知識(shí)梳理自測(cè),1構(gòu)造和原理 (1)構(gòu)造：如圖所示，變壓器是由____________和繞在鐵芯上的____________組成的。 (2)原理：電磁感應(yīng)的互感現(xiàn)象。,知識(shí)點(diǎn)1,理想變壓器,閉合鐵芯,兩個(gè)線圈,P入P出,U2I2U3I3UnIn,3幾種常用的變壓器 (1)自耦變壓器調(diào)壓變壓器，如圖A、B所示。,,低電壓,小電流,1輸電過(guò)程(如圖所示)：,知識(shí)點(diǎn)2,電能的輸送,,2電壓損失 (1)UUU。 (2)U________。,IR,I2R,思維診斷： (1)變壓器不但能改變交變電流的電壓，還能改變交變電流的頻率。() (2)理想變壓器

2、能改變交變電壓、交變電流，但不改變功率，即輸入功率總等于輸出功率。() (3)變壓器副線圈并聯(lián)更多的用電器時(shí)，原線圈的輸入電流隨之增大。() (4)在輸送電壓一定時(shí)，輸送的電功率越大，輸電過(guò)程中的電能損失越小。(), ,1(2018江蘇南京、鹽城一模)(多選)變壓器線圈中的電流越大，所用的導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)越粗。如圖所示，是降壓變壓器，假設(shè)它只有一個(gè)原線圈和一個(gè)副線圈。匝數(shù)分別為n1和n2。下列說(shuō)法中不正確的是() An1n2，原線圈比副線圈的導(dǎo)線粗 Bn1n2，原線圈比副線圈的導(dǎo)線細(xì) Cn1

3、圈匝數(shù)要比副線圈匝數(shù)多，即n1n2，故C、D錯(cuò)誤；輸入功率等于輸出功率，所以副線圈中的電流大于原線圈中的電流，則較粗導(dǎo)線的線圈應(yīng)該作為副線圈，故A錯(cuò)誤，B正確。本題選不正確的，故選A、C、D。,2如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為201，原線圈接在正弦交流電源上，副線圈接入“3V6W”燈泡一只，且燈泡正常發(fā)光。則() A原線圈電壓有效值為3VB電源輸出功率為120W C電流表的示數(shù)為0.1AD電流表的示數(shù)為40A,C,3中國(guó)已投產(chǎn)運(yùn)行的1000kV特高壓輸電是目前世界上電壓最高的輸電工程。假設(shè)甲、乙兩地原采用500kV的超高壓輸電，輸電線上損耗的電功率為P。在保持輸送電功率和輸電線電阻

4、都不變的條件下，現(xiàn)改用1000kV特高壓輸電，若不考慮其他因素的影響，則輸電線上損耗的電功率將變?yōu)?) AP/4 BP/2 C2P D4P 解析保持輸送功率不變，當(dāng)輸電電壓升高一倍時(shí)，輸電線電流減為原來(lái)的1/2，再根據(jù)P損I2R線可得輸電線上損耗的電功率將變?yōu)镻/4，故選A。,A,核心考點(diǎn)突破,理想變壓器的制約關(guān)系 (1)電壓：副線圈電壓U2由原線圈電壓U1和匝數(shù)比決定。 (2)功率：原線圈的輸入功率P1由副線圈的輸出功率P2決定。 (3)電流：原線圈電流I1由副線圈電流I2和匝數(shù)比決定。,考點(diǎn)一,理想變壓器基本關(guān)系的應(yīng)用,特別提醒：關(guān)于理想變壓器的四點(diǎn)說(shuō)明 (1)變壓器不能改變直流電壓。 (

5、2)變壓器只能改變交變電流的電壓和電流，不能改變交變電流的頻率。 (3)理想變壓器本身不消耗能量。 (4)理想變壓器基本關(guān)系中的U1、U2、I1、I2均為有效值。,(2018安徽合肥三模)如圖所示，為了浴室用電安全，某同學(xué)用理想變壓器給浴室降壓供電，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為51，原線圈輸入的交變電壓為u311sin100t(V)，已知照明燈額定功率為44W，排氣扇電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻為1，電流表示數(shù)為2A，各用電器均正常工作，電表均為理想電表。則() A電壓表示數(shù)為62V B變壓器的輸入功率為186W C排氣扇輸出功率為43W D保險(xiǎn)絲熔斷電流不得低于2A,例 1,C,,(2016全國(guó)卷)(多選)如

6、圖，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b。當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時(shí)，兩燈泡均能正常發(fā)光。下列說(shuō)法正確的是( ) A原、副線圈匝數(shù)之比為91 B原、副線圈匝數(shù)之比為19 C此時(shí)a和b的電功率之比為91 D此時(shí)a和b的電功率之比為19,類(lèi)題演練 1 ,AD,解析因?yàn)閮蔁襞蓊~定電壓相同且均正常發(fā)光，且輸入電壓為燈泡額定電壓的10倍；所以理想變壓器的輸入、輸出電壓比為91，由理想變壓器變壓規(guī)律可知，原、副線圈的匝數(shù)比為91，A正確，B錯(cuò)誤；由理想變壓器變流規(guī)律可知，原、副線圈的電流比為19，由電功率PUI可知，a和b的電功率之比為19，C錯(cuò)誤，D正確。,考點(diǎn)二,理想變壓器的

7、動(dòng)態(tài)分析,(2016天津理綜)如圖所示，理想變壓器原線圈接在交流電源上，圖中各電表均為理想電表。下列說(shuō)法正確的是() A當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，R1消耗的功率變大 B當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表V示數(shù)變大 C當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表A1示數(shù)變大 D若閉合開(kāi)關(guān)S，則電流表A1示數(shù)變大，A2示數(shù)變大,例 2,B,,解析當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻增大，變壓器副線圈的總負(fù)載的等效電阻增大，R1中電流減小，R1兩端電壓減小，電壓表示數(shù)變大，R1消耗的電功率變小，A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，變壓器副線圈

8、輸出電流減小，輸出功率減小，根據(jù)變壓器輸入功率等于輸出功率，變壓器輸入功率減小，電流表A1示數(shù)減小，C錯(cuò)誤；若閉合開(kāi)關(guān)S，變壓器副線圈的總負(fù)載的等效電阻減小，則R1中電流增大，R1兩端電壓增大，電壓表示數(shù)減小，電流表A2示數(shù)減小，電流表A1示數(shù)增大，D錯(cuò)誤。,類(lèi)題演練 2 ,A,1遠(yuǎn)距離輸電的處理思路 對(duì)高壓輸電問(wèn)題，應(yīng)按“發(fā)電機(jī)升壓變壓器遠(yuǎn)距離輸電線降壓變壓器用電器”，或按從“用電器”倒推到“發(fā)電機(jī)”的順序一步一步進(jìn)行分析。 2遠(yuǎn)距離高壓輸電的幾個(gè)基本關(guān)系(以下圖為例),考點(diǎn)三,遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題,,(2018河南周口質(zhì)檢)某村在距村莊較遠(yuǎn)的地方修建了一座小型水電站，發(fā)電機(jī)輸出功率為9kW，輸出

9、電壓為500V，輸電線的總電阻為10，允許線路損耗的功率為輸出功率的4%。求： (1)村民和村辦小企業(yè)需要220V電壓時(shí)，所用升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比各為多少？(不計(jì)變壓器的損耗) (2)若不用變壓器而由發(fā)電機(jī)直接輸送，村民和村辦小企業(yè)得到的電壓和功率是多少？,例 3,答案(1)137211(2)320V5760W,規(guī)律總結(jié)： 處理遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的一般思維步驟 (1)畫(huà)出遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，并在圖上標(biāo)出相應(yīng)物理量。 (2)以變壓器鐵芯為界線區(qū)分各個(gè)回路。各回路獨(dú)立，運(yùn)用串聯(lián)電路的特點(diǎn)和性質(zhì)，分析回路中的電壓、電流和功率等問(wèn)題。 (3)各回路間通過(guò)變壓器的匝數(shù)比、電壓比、電流比

10、和原、副線圈輸入功率與輸出功率相同的關(guān)系相聯(lián)系。,,如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖。若發(fā)電機(jī)的輸出電壓不變，則下列敘述中正確的是() A升壓變壓器的原線圈中的電流與用戶(hù)用電設(shè)備消耗的功率無(wú)關(guān) B輸電線中的電流只由升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比決定 C當(dāng)用戶(hù)用電器的總電阻減小時(shí)，輸電線上損失的功率增大 D升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓,類(lèi)題演練 3 ,C,,解析用戶(hù)用電設(shè)備消耗的功率增大，升壓變壓器、降壓變壓器的原、副線圈中電流都要增大，A錯(cuò)誤；輸電線中的電流與用戶(hù)消耗的功率和高壓輸電電壓有關(guān)，B錯(cuò)誤；用戶(hù)用電器的總電阻減小，而輸出電壓不變，所以輸電電流增大，輸電線上損失的功率增大

11、，C正確；升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓加上輸電線損耗的電壓，D錯(cuò)誤。,階段培優(yōu)微專(zhuān)題,兩種特殊的變壓器模型 (一)自耦變壓器 自耦變壓器的原、副線圈共用一個(gè)線圈，線圈匝數(shù)可調(diào)?？梢陨龎阂部梢越祲?，變壓器的基本關(guān)系對(duì)自耦變壓器均適用。解題的關(guān)鍵是分清原線圈和副線圈。,(2018重慶一中月考)(多選)調(diào)壓變壓器就是一種自耦變壓器，它的構(gòu)造如圖乙所示，線圈AB繞在一個(gè)圓環(huán)形的鐵芯上，C、D之間輸入交變電壓，轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)觸頭P就可以調(diào)節(jié)M、N兩端的輸出電壓，圖乙中兩電表均為理想交流電表，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器，現(xiàn)在C、D兩端輸入如圖甲所示正弦式交變電流，變壓器視為理想變壓器

12、。則下列說(shuō)法正確的是( ),例 4,CD,,A由圖甲可知M、N兩端輸出交流電壓有效值不可能高于36V B當(dāng)滑動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，M、N之間輸出交流電壓的頻率變大 C當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大 D當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)時(shí)，要保持電阻R2消耗的電功率不變，則應(yīng)適當(dāng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)觸頭P 解析由圖甲可知，C、D兩端輸入的交流電壓有效值為36V，輸出端M、N間線圈匝數(shù)可以小于、等于或大于C、D間線圈匝數(shù)，因此M、N兩端輸出交流電壓有效值可能高于36V，A錯(cuò)誤；當(dāng)滑動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，M、N間線圈匝數(shù)增多，變壓器輸出電壓升高，但頻率與匝數(shù)無(wú)關(guān)，保持不變，B錯(cuò)誤；,

13、當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)時(shí)，R3接入電路的阻值增大，負(fù)載電阻增大，總電流減小，電阻R1兩端的電壓U1IR1減小，電壓表讀數(shù)UUMNU1增大，通過(guò)電阻R2的電流增大，則電流表讀數(shù)變小，C正確；當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)時(shí)，R3接入電路的阻值減小，負(fù)載電阻減小，總電流增大，R1兩端的電壓增大，故R2兩端的電壓減小，電阻R2消耗的電功率減小，要保持其電功率不變，則應(yīng)保持其兩端電壓不變，由UUMNU1可知應(yīng)增大UMN，即增加M、N間線圈匝數(shù)，滑動(dòng)觸頭P應(yīng)該逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，D正確。,(二)多副線圈變壓器 (2018河北石家莊質(zhì)檢)如圖所示，理想變壓器三個(gè)線圈的匝數(shù)比n1n2n31051，其中匝數(shù)為n1的原線圈接到220V的交流電源上，匝數(shù)為n2和n3的兩個(gè)副線圈分別與電阻R2、R3組成閉合回路。已知通過(guò)電阻R3的電流I32A，電阻R2110，則通過(guò)電阻R2的電流I2和通過(guò)原線圈的電流I1分別是() A10A,12A B10A,20A C1A,0.7A D1A,3A,例 5,C,,,2年高考模擬,B,C,B,C,D,