高中物理变压器的应用及远距离输电问题课件鲁科版选修讲课教案

1、目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习高中物理变压器的应用及远距高中物理变压器的应用及远距离输电问题课件鲁科版选修离输电问题课件鲁科版选修预习导学预习导学1 P出出 2 P损损I2R线线 IR线线 3减小减小 减小减小 电压电压 4升压升压 降压降压 变压器的应用及远距离输电问题变压器的应用及远距离输电问题课堂讲义课堂讲义一、理想变压器中的规律分析一、理想变压器中的规律分析4变压器不改变变压器不改变频率频率5原、副线圈的地位原、副线圈的地位(1)原线圈在原线圈回路中所处的地位是充当原线圈在原线圈回路中所处的地位是充当负载负载(2)副线圈在副线圈回路中所处的地位是充当副

2、线圈在副线圈回路中所处的地位是充当电源电源变压器的应用及远距离输电问题变压器的应用及远距离输电问题课堂讲义课堂讲义例例1 如图甲所示，左侧的调压装置可如图甲所示，左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中视为理想变压器，负载电路中R55 ，A、V为理想电流表和电压表若原线为理想电流表和电压表若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，圈接入如图乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为电压表的示数为110 V，下列表述正确，下列表述正确的是的是()A电流表的示数为电流表的示数为2 AB原、副线圈匝数比为原、副线圈匝数比为1 2C电压表的示数为电压的有效值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

3、原线圈中交变电压的频率为100 Hz有效值有效值U1220 V 所以频率为所以频率为f1/T=50 Hz 变压器的应用及远距离输电问题变压器的应用及远距离输电问题课堂讲义课堂讲义有效值为有效值为U220 V I2U2/R2 A PUI1110 W 电压表读数电压表读数U2220V/455 V 周期周期T2/=0.02s I1I2/40.5 A 变压器的应用及远距离输电问题变压器的应用及远距离输电问题课堂讲义课堂讲义二、理想变压器电路的动态问题分析二、理想变压器电路的动态问题分析1首先明确变压器各物理量间的制约关系首先明确变压器各物理量间的制约关系 (1)输入电压输入电压U1决定决定输出电压输出

4、电压U2：变压器原、副线圈匝数：变压器原、副线圈匝数n1、n2确定确定，U1便决定了便决定了U2，与输出端有无负载、负载大小无关，也与变压器，与输出端有无负载、负载大小无关，也与变压器有无其他副线圈无关有无其他副线圈无关 (2)输出功率输出功率P2决定决定输入功率输入功率P1：即用多少送多少：即用多少送多少2分清分清动态变化动态变化中哪个量变化，结合串、并联电路的特点，欧姆定律中哪个量变化，结合串、并联电路的特点，欧姆定律及变压器各物理量间因果关系来依次确定及变压器各物理量间因果关系来依次确定变压器的应用及远距离输电问题变压器的应用及远距离输电问题 课堂讲义课堂讲义例例2如图所示，理想变压器原

5、线圈输入电如图所示，理想变压器原线圈输入电压压uUmsin t，副线圈电路中，副线圈电路中R0为定值电阻，为定值电阻，R是滑动变阻器是滑动变阻器.V1和和V2是理想交流电压表，是理想交流电压表，示数分别用示数分别用U1和和U2表示；表示；A1和和A2是理想交流是理想交流电流表，电流表，示数示数分别用分别用I1和和I2表示下列说法表示下列说法正确的是正确的是()AI1和和I2表示电流的瞬时值表示电流的瞬时值BU1和和U2表示电压的最大值表示电压的最大值C滑片滑片P向下滑动过程中，向下滑动过程中，U2不变、不变、I1变大变大D滑片滑片P向下滑动过程中，向下滑动过程中，U2变小、变小、I1变小变小交

6、流电表测量的是有效值交流电表测量的是有效值 变压器的应用及远距离输电问题变压器的应用及远距离输电问题课堂讲义课堂讲义针对训练针对训练2如图所示，用一理想变压器给负载供电，变压器如图所示，用一理想变压器给负载供电，变压器输入端的电压不输入端的电压不变变，开始时开关，开始时开关S是断开的现将开关是断开的现将开关S闭合，则图中所有交流电表的闭合，则图中所有交流电表的示数示数以以及输入功率的变化情况是及输入功率的变化情况是()AV1、V2的示数不变，的示数不变，A1的示数增大，的示数增大，A2的示数减小，的示数减小，P入入增大增大BV1、V2的示数不变，的示数不变，A1、A2的示数增大，的示数增大，P

7、入入增大增大CV1、V2的示数不变，的示数不变，A1、A2的示数减小，的示数减小，P入入减小减小DV1的示数不变，的示数不变，V2的示数增大，的示数增大，A1的示数减小，的示数减小，A2的示数增大，的示数增大，P入入减小减小变压器的应用及远距离输电问题变压器的应用及远距离输电问题课堂讲义课堂讲义三、远距离高压输电中的损耗问题三、远距离高压输电中的损耗问题2分析三个回路，在每个回路中，变压器的原线圈是回路的分析三个回路，在每个回路中，变压器的原线圈是回路的用电器用电器，而相应，而相应的副线圈是下一个回路的的副线圈是下一个回路的电源电源3综合运用下面三方面的知识求解综合运用下面三方面的知识求解1解

8、决远距离输电问题时，应首先画出输电的解决远距离输电问题时，应首先画出输电的电路图电路图，如图所示，并将已知量和，如图所示，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置待求量写在电路图的相应位置变压器的应用及远距离输电问题变压器的应用及远距离输电问题课堂讲义课堂讲义例例3某小水电站发电机输出的电功某小水电站发电机输出的电功率为率为100 kW，输出电压，输出电压250 V，现准，现准备向远处输电，所用输电线的总电阻备向远处输电，所用输电线的总电阻为为8 ，要求输电时在输电线上损失，要求输电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的的电功率不超过输送电功率的5%.用用户获得户获得220 V电压，求应选用

9、匝数比电压，求应选用匝数比多大的升压变压器和降压变压器？多大的升压变压器和降压变压器？原线圈电流原线圈电流I1P/U1400 A 画图可以有效帮助解决问题画图可以有效帮助解决问题变压器的应用及远距离输电问题变压器的应用及远距离输电问题对点练习对点练习变压器基本规律的应用变压器基本规律的应用保险丝原理是电流热效应，应该用电流有效值保险丝原理是电流热效应，应该用电流有效值 变压器的应用及远距离输电问题变压器的应用及远距离输电问题对点练习对点练习变压器电路的动态分析问题变压器电路的动态分析问题V1不变不变R2减小减小输出功率增大输出功率增大 V副副不变不变I副副变大变大VR3变变大大V2变变小小A2

10、变变小小A1变大变大变压器的应用及远距离输电问题变压器的应用及远距离输电问题对点练习对点练习变压器电路的动态分析问题变压器电路的动态分析问题T2/0.02 s，f1/T50 Hz.1T内发光内发光2次，次，故发光频率为故发光频率为100 Hz 不论开关是否断开，不论开关是否断开，电压表示数不变电压表示数不变 开关断开后，开关断开后，变压器的输出功率减小变压器的输出功率减小 变压器的应用及远距离输电问题变压器的应用及远距离输电问题对点练习对点练习远距离输电问题分析远距离输电问题分析4一台发电机最大输出功率为一台发电机最大输出功率为4 000 kW，电压为，电压为4 000 V，经变压，经变压器器

11、T1升压后向远方输电，输电线路升压后向远方输电，输电线路总电阻总电阻R1 k，到目的地经变压，到目的地经变压器器T2降压，负载为多个正常发光的降压，负载为多个正常发光的灯泡灯泡(220 V、60 W)若在输电线若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功路上消耗的功率为发电机输出功率的率的10%，变压器，变压器T1和和T2的耗损可的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状忽略，发电机处于满负荷工作状态，则态，则()AT1原、副线圈电流分别为原、副线圈电流分别为103A和和20 ABT2原、副线圈电压分别为原、副线圈电压分别为1.8105V和和220 VCT1和和T2的变压比分别为的变压比分别为1 50和和40 1D有有6104盏灯泡盏灯泡(220 V、60 W)正常发光正常发光由由P1U1I1得得I1103A，由由P损损I2R线线400 kW得得I220 An1:n2=I2 I11 50由由PU2I2得得U22105V，UI2R线线20 000 VU3U2U线线1.8105V，灯泡正常发光，可知副线圈电压灯泡正常发光，可知副线圈电压U4为为22