2019年度高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器第2讲变压器电能的输送课件.ppt

第十一章交变电流传感器,第2讲变压器、电能的输送,过好双基关,一、理想变压器1.构造如图1所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的组成的.,图1,两个线圈,(1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫线圈.(2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫线圈.2.原理电流磁效应、.,初级,次级,电磁感应,3.理想变压器原、副线圈基本量的关系,P出,频率,4.几种常用的变压器(1)自耦变压器调压变压器，如图2甲(降压作用)、乙(升压作用)所示.,图2,低电压,小电流,答案,自测1关于理想变压器，下列说法正确的是A.变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用B.变压器不但能改变交变电流的电压，还能改变交变电流的频率C.正常工作的变压器，当副线圈与用电器断开时，副线圈两端无电压D.变压器副线圈并联更多的用电器时，原线圈输入的电流随之减小,二、电能的输送如图3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，输电线总电阻为R.,图3,1.输出电流,2.电压损失(1)UUU(2)U_,IR,3.功率损失(1)PPP(2)P_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R知，可加大导线的、采用_的材料做导线.(2)减小输电线中的电流.在输电功率一定的情况下，根据PUI，要减小电流，必须提高.,I2R,横截面积,电阻,率小,输电电压,答案,自测2教材P50第3题改编从发电站输出的功率为220kW，输电线的总电阻为0.05，用110V和11kV两种电压输电.两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为A.1001B.1100C.110D.101,解析,研透命题点,例1(2016全国卷16)一含有理想变压器的电路如图4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,命题点一理想变压器原理的应用,能力考点师生共研,A.2B.3C.4D.5,图4,答案,解析,变式1(多选)(2016全国卷19)如图5所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b.当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光.下列说法正确的是A.原、副线圈匝数比为91B.原、副线圈匝数比为19C.此时a和b的电功率之比为91D.此时a和b的电功率之比为19,答案,解析,图5,1.匝数比不变的情况(如图6)(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，P1P2，故P1发生变化.,命题点二理想变压器的动态分析,能力考点师生共研,图6,2.负载电阻不变的情况(如图7),图7,例2(多选)(2017山东潍坊中学一模)如图8所示，理想变压器为降压变压器，原线圈通过灯泡L1与正弦式交流电相连，副线圈通过导线与两个相同的灯泡L2和L3相连，开始时开关S处于断开状态.当S闭合后，所有灯泡都能发光.下列说法中正确的是A.灯泡L1和L2中的电流有效值可能相等B.灯泡L2两端的电压变小C.灯泡L1变亮，灯泡L2的亮度不变D.变压器原线圈的输入功率不变,答案,解析,图8,解析当S闭合后，根据I1n1I2n2可知，因为是降压变压器，n1n2，则I1U1，U2降低B.U2U1，U2升高C.U2U1，U2降低D.U2U1，U2升高,图7,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,8.(多选)如图8所示，T为理想变压器，原、副线圈匝数比为51.A1、A2为理想交流电流表，V1、V2为理想交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻(阻值随光照强度的增大而减小)，原线圈两端电压u220sin314tV，以下说法正确的是A.当光照增强时，电压表V1示数为44V且保持不变B.当光照增强时，电压表V2示数增大C.通过电流表A1的电流方向每秒变化100次D.当光照增强时，电流表A1、A2示数同时变大,图8,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析原线圈两端电压有效值为220V，原、副线圈匝数比为51，所以副线圈的电压有效值为44V，电压表V1示数为44V保持不变，与电阻的变化无关，A错误；当光照增强时，R3的电阻减小，副线圈电路总电阻减小，电路的总电流变大，R1的电压变大，副线圈的总电压不变，所以电压表V2示数变小，B错误；,14,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,当光照增强时，R3的电阻减小，副线圈电路总电阻减小，所以电路的总电流要变大，因此A1、A2的示数都要变大，故D正确.,14,9.(多选)如图9甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，原线圈接交流电源和交流电压表、交流电流表，副线圈通过电阻为R的导线与热水器、抽油烟机连接.已知原线圈两端的电压保持不变，副线圈上的电压按如图乙所示规律变化.现闭合开关S接通抽油烟机，下列说法正确的是A.热水器两端电压的瞬时值表达式为u220sin100tVB.电压表示数为2200VC.电流表示数变大D.变压器的输入功率增大,答案,解析,图9,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,解析题图乙为副线圈上的电压变化规律，而热水器上的电压要小于副线圈上的电压，选项A错误；由交变电流规律可知，副线圈上的电压的有效值为220V，由变压器变压关系可知，电压表示数为2200V，选项B正确；闭合开关，副线圈输出功率增大，则原线圈输入功率增大，因此电流表示数变大，选项C、D正确.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,10.(2017河北唐山一模)一含有理想变压器的电路如图10所示，变压器原、副线圈匝数比n1n221，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别是4、2和3，正弦交流电源有效值恒定为U.当开关S断开时，理想电流表的示数为I，则当S闭合时，电流表的示数为,图10,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,11.(多选)(2018山东潍坊质检)如图11甲所示的电路中，理想变压器原线圈接图乙所示正弦交变电流，闭合S后，额定电压为20V的用电器正常工作，理想交流电流表的示数为0.1A.已知图中元件D具有正向电流导通、反向电流截止的作用，下列判断正确的是A.交变电流的频率为50HzB.变压器原、副线圈匝数比为111C.用电器额定功率为22WD.在用电器电阻不变的情况下断开开关S，用电器功率将变为原来的一半,图11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,答案,解析,14,解析由ut图象可知交变电流的周期T0.02s，则频率f50Hz，A项正确.由题图乙可知原线圈两端输入电压U1220V，因闭合S后，额定电压为20V的用电器正常工作，则此时变压器副线圈两端电压U220V，n1n2U1U2220V20V111，B项错误.理想变压器P入P出I1U122W，又P出P电器，C正确.若在用电器电阻不变的情况下断开开关S，则一个周期内用电器只有半个周期的时间正常工作，用电器的功率变为原来的一半，D项正确.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,12.(多选)如图12为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电.已知输电线的总电阻R10，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为41，副线圈与纯电阻用电器组成闭合电路，用电器电阻R011.若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压表达式为u220sin100t(V).下列说法正确的是A.发电机中的电流变化频率为100HzB.通过用电器的电流有效值为20AC.升压变压器的输出功率为4650WD.当用电器的电阻R0减小时，发电机的输出功率减小,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,图12,14,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,当用电器的电阻R0减小时，降压变压器的输出电流增大，则输电线上的电流增大，升压变压器原线圈中的电流变大，根据PUI知，发电机的输出功率增大，故D错误.,14,13.(2017江西南昌3月模拟)某课外活动小组用二极管、电感线圈(感抗很大)、电容器、小灯泡等元件组装了一个简易交通指示灯模型，电路如图13所示.关于该交通指示灯，下列说法正确的是A.若在AB端加合适的直流电，且当B端接电源正极时，绿灯亮，黄灯始终不亮B.若在AB端加合适的直流电，且当A端接电源正极时，红灯亮，黄灯始终不亮C.若在AB端加合适的正弦交流电，黄灯亮，绿灯、红灯始终不亮D.若在AB端加合适的正弦交流电，黄灯始终不亮，绿灯、红灯交替闪烁,图13,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,答案,解析,14,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析电容器具有通交流、隔直流的特性，二极管具有单向导电性，因电感线圈的感抗很大，则其具有通直流、阻交流的特性.若在AB端加合适的直流电，当B端为正时，只有红灯亮；当A端为正时，只有绿灯亮，则A、B两项错误.若在A、B端加合适的正弦交流电时，黄灯亮，而红、绿灯都不亮，则C项正确，D项错误.,14,14.有一种调压变压器的构造如图14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，转动滑动触头P就可以调节输出电压.图中为理想交流电流表，为理想交流电压表，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，滑动触头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，滑动触头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，滑动变阻器滑动