【红对勾】高考物理复习 102 变压器　电能的输送课件.ppt

课时2变压器电能的输送 梳理知识突破难点 课前自主学习 知识回顾 1 变压器的构造 如图1 变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的 1 原线圈 与交流电源连接的线圈 也叫初级线圈 2 副线圈 与负载连接的线圈 也叫次级线圈 思考 变压器能否改变恒定电流的电压 能否改变交流电的频率 1 变压器不能改变恒定电流的电压 由变压器的原理可知恒定电流通过原线圈时不能产生变化的磁场 副线圈中的铁芯中的磁通量就不会变化 副线圈中就不会有感应电动势 2 变压器也不能改变交流电的频率 因为原 副线圈中磁通量的变化情况相同 要点深化 理想变压器原 副线圈基本量的关系 答案 a 知识回顾 1 输电导线上的能量损失 主要是由输送线路电阻发热产生的 表达式为q i2rt 2 减小输电线路上的损耗的方法 1 减小输送电路的电阻 2 减小输送电路的电流 3 高压输电的原理 由输送功率p ui 其中u为输送电压 i为输送电流 因而可以提高输送电压u 以减小输送电流i 则线路上的损耗p损 i2r可大幅度减小 这是行之有效的办法 要点深化 关于高压输电问题的分析1 对高压输电问题 应按 发电机 升压变压器 远距离输电线 降压变压器 用电器 这样的顺序 或从 用电器 倒推到 发电机 一步一步进行分析 2 远距离高压输电的几个基本关系 以图3为例 基础自测 发电厂输出的交流电压为2 2万伏 输送功率为2 2 106w 现在用户处安装一降压变压器 用户的电压为220v 发电厂到变压器间的输电导线总电阻为22 求 1 输电导线上损失的电功率 2 变压器原 副线圈匝数之比 答案 1 2 2 105w 2 90 1 师生互动规律总结 课堂讲练互动 例1 一台理想变压器 其原线圈2200匝 副线圈440匝 并接一个100 的负载电阻 如图4所示 1 当原线圈接在44v直流电源上时 电压表示数为多少 电流表示数为多少 2 当原线圈接在220v交变电源上时 电压表示数为多少 电流表示数为多少 此时输入功率为多大 变压器效率为多大 电表均为理想电表 答案 1 00 2 44v0 44a19 36w100 题后反思理想变压器无能量损失 输入功率等于输出功率 输出电压由输入电压和匝数比决定 与用电器的电阻及变压器有无其它副线圈无关 变式1 1 2011 广东卷 图5 a 左侧的调压装置可视为理想变压器 负载电路中r 55 为理想电流表和电压表 若原线圈接入如图5 b 所示的正弦交变电压 电压表的示数为110v 下列表述正确的是 a 电流表的示数为2ab 原 副线圈匝数比为1 2c 电压表的示数为电压的有效值d 原线圈中交变电压的频率为100hz 答案 ac 例2 如图6所示 理想变压器输入端pq接稳定的交流电源 通过单刀双掷开关s可改变变压器初级线圈匝数 图中电压表及电流表皆为理想电表 则下列说法中正确的是 图6 a 当滑片c向b端移动时 变压器输入功率变大b 当滑片c向a端移动时 电流表a1的示数将减小 电压表v的示数不变c 当滑片c向b端移动时 电流表a2的示数将变大 电压表v的示数也变大d 滑片c不动 将开关s由1掷向2时 三个电表a1 a2 v的示数都变大 答案 d 题后反思关于理想变压器的动态分析问题一般有两种类型 1 负载电阻不变 原副线圈的电压u1 u2 电流i1 i2 功率p1 p2随匝数比变化而变化 2 匝数比不变 原副线圈的电压u1 u2 电流i1 i2 功率p1 p2随负载电阻的变化而变化 无论哪种情况 处理此类问题的关键都是要分清变量和不变量 弄清理想变压器中各物理量之间的联系和相互制约关系 u2由u1和匝数比决定 i2由u2和负载电阻决定 i1由i2和匝数比决定 变式2 1 2010 全国卷 图7为一理想变压器 其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连 p为滑动头 现令p从均匀密绕的副线圈最底端开始 沿副线圈匀速上滑 直至白炽灯泡l两端的电压等于其额定电压为止 用i1表示流过原线圈的电流 i2表示流过灯泡的电流 u2表示灯泡两端的电压 n2表示灯泡消耗的电功率 这里的电流 电压均指有效值 电功率指平均值 下列4个图中 能够正确反映相应物理量的变化趋势的是 图8 答案 bc 例3 某发电厂发电机的输出功率p 100kw 发电机端电压u 250v 向远处送电的输电线的总电阻r 8 要使传输电线上的功率损失不超过输送功率的5 用户得到的电压又正好是220v 那么 1 应该怎样安装变压器 画出输电线路的示意图 2 求出所用的变压器的原 副线圈的匝数比 解析 1 只要安装一台升压变压器和一台降压变压器 输电线路示意图如图9所示 图9 答案 1 如图9所示 2 升压1 16 降压190 11 题后反思求解远距离输电的关键是 1 熟悉 交流发电机 升压变压器 输电线 降压变压器 用户 这一过程 并画出这一过程的示意图 把需要的物理量都标在图中的相应位置上 2 利用逆算法解决电能的输送问题时往往比较方便 方法是先从负载的功率算起 一直倒推到升压变压器的输入端 变式3 1 2010 浙江高考 某水电站用总电阻为2 5 的输电线输电给500km外的用户 其输出电功率是3 106kw 现用500kv电压输电 则下列说法正确的是 a 输电线上输送的电流大小为2 0 105ab 输电线上由电阻造成的损失电压为15kvc 若改用5kv电压输电 则输电线上损失的功率为9 108kwd 输电线上损失的功率为 p u2 r u为输电电压 r为输电线的电阻 答案 b 感悟真题检验技能 随堂巩固训练 答案 ac 答案 d 3 一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压 其最大值保持不变 副线圈接有可调电阻r 设原线圈的电流为i1 输入功率为p1 副线圈的电流为i2 输出功率为p2 当r增大时 a i1减小 p1增大b i1减小 p1减小c i2增大 p2减小d i2增大 p2增大解析 理想变压器 副线圈上电压不变 当负载电阻r增大时电流i2减小 由p2 u2i2可知 功率p2也减小 所以b正确 答案 b 答案 ad 5 如图13所示 交流发电机电动势的有效值 20v 内阻不计 它通过一个r 6 的指示