【绿色通道】高考物理第十章交流电传感器 变压器和远距离输电课件 新人教

一、变压器1．变压器的构造：变压器是由________和绕在铁芯上的________组成的，如图所示．(1)原线圈：与________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．2．变压器的原理：电流通过原线圈时在铁芯中激发________，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化，变化的磁场在副线圈中产生________，所以尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电流．________是变压器工作的基础．3．理想变压器：没有________的变压器，即________功率等于________功率．5．互感器分为：电压互感器和电流互感器．比较如下：电压互感器电流互感器原线圈的连接________在高压电路中________在待测大电流电路中副线圈的连接连接________表连接________表互感器的作用将______变为________将______变成______测量工具用________表测低电压用______表测小电流电压互感器电流互感器匝数比较高压电路的________大电流电路的________________________原理图二、电能的输送1．目的：输送电能．2．关键：降低输电线上电能的损耗，P损＝________.3．降低输电损耗的两个途径(2)减小输电导线中的________．由P＝UI可知，当输送功率一定时，提高________可以减小输电电流．4．电网供电(1)远距离高压输电由于发电机本身的输出电压不可能很高，所以采用高压输电时，在发电站内需用________升压到几百千伏后再向远距离送电，到达用电区再用________降到所需的电压．(2)电网：通过网状输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的________．思考：在输电线路中升压变压器的原线圈和副线圈所用的导线哪个粗一些？(两线圈的导线材料相同)．二、2.I2r3.电阻率小横截面积电流输送电压4.升压变压器降压变压器输电网络思考：原线圈中的电压低电流大，应用粗一些的导线．理想变压器①没有能量损失②没有磁通量损失基本关系功率关系原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率P入＝P出电压关系原、副线圈的电压比等于匝数比，与负载情况、副线圈个数的多少无关电流关系①只有一个副线圈：电流和匝数成反比②多个副线圈：由输入功率和输出功率相等确定电流关系频率关系原、副线圈中电流的频率相等制约关系电压副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定功率原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定电流原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定说明明：：(1)理理想想变变压压器器的的应应用用中中要要注注意意副副线线圈圈和和原原线线圈圈功功率率相相等等这这个个特特点点，，电电流流关关系系的的推推导导应应该该以以其其为为依依据据．．(2)变变压器的的以上关关系都是是根据“口”字型的变变压器推推出的．．如果变变压器不不是“口”字型时，，应根据据变压器器的原理理及各线线圈中磁磁通量的的关系推推导出各各物理量量的关系系．(2)输输出电流流I2决定输入入电流I1，在输入入电压一一定的情情况下，，输出电电压U2也被完全全确定，，当负载载电阻R增大时，，I2减小，则则I1相应减小小；当负负载电阻阻R减小时，，I2增大，则则I1相应增大大．(3)输出出功率P2决定输入功功率P1.理想变压压器的输入入功率与输输出功率相相等，即P1＝P2，在输入电电压U1一定的情况况下，当负负载电阻R增大时，I2减小，则变变压器的输输出功率P2＝I2U2减小，输入入功率P1也将相应减减小；当负负载电阻R减小时，I2增大，变压压器的输出出功率P2＝I2U2增大，则输输入功率P1也将增大．．2．动态分分析的思路路程序可表表示为说明：(1)对于于电源，原原线圈相当当于用电器器；对于用用电器，副副线圈相当当于电源．．(2)对理理想变压器器应注意能能量守恒定定律的应用用．1．远距离离高压输电电的几个基基本关系(以下图为为例)(1)功率率关系P1＝P2，P3＝P4，P2＝P线＋P3(2)电压压、电流关关系说明：电流之间的的关系最简简单，I2、I3、I线中只要知道道一个，另另两个总与与它相等．．因此求输输电线上的的电流往往往是这类问问题的突破破口．2．关于远远距离输电电问题的处处理思路(1)首先先画出输电电线路示意意图，最简简单电路如如图所示．．(2)常见问题有有两类：一一类是正向向题目，由由发电机→→升压→输输电线→降降压→用电电器的顺序序分析；另另一类是由由用电器到到发电机的的分析过程程．还有一一类常见的的中间突破破的题目，，即由输电电线上的功功率损失求求出输电线线上的电流流，也就是是流过升压压变压器副副线圈和降降压变压器器原线圈的的电流，再再由理想变变压器的工工作原理推推断发电和和用电的问问题．(2010·全国Ⅱ)右图中为一一理想变压压器，其原原线圈与一一电压有效效值不变的的交流电源源相连：P为滑动头．．现令P从均匀密绕绕的副线圈圈最底端开开始，沿副副线圈匀速速上滑，直直至白炽灯灯泡L两端端的电压等等于其额定定电压为止止．且I1表示流过原原线圈的电电流，I2表示流过灯灯泡的电流流，U2表示灯泡两两端的电压压，P2表示灯泡消消耗的电功功率(这里里的电流、、电压均指指有效值；；电功率指指平均值)．下列四四个图中，，能够正确确反映相应应物理量的的变化趋势势的是()答案：BC跟踪训练1(2010·重庆理理综)一输入电压压为220V，输输出电压为为36V的变压器器副线圈烧烧坏．为获获知此变压压器原、副副线圈匝数数，某同学学拆下烧坏坏的副线圈圈，用绝缘缘导线在铁铁芯上新绕绕上5匝线线圈，如图图所示，然然后将原线线圈接到220V交流电源源上，测得得新绕线圈圈的端电压压为1V．按理想想变压器分分析，该变变压器烧坏坏前的原、、副线圈匝匝数分别为为()A．1100,360B．1100,180C．2200,180D．2200,360答案：B(2010·天津理理综)为探究理想想变压器原原、副线圈圈电压、电电流的关系系，将原线线圈接到电电压有效值值不变的正正弦交流电电源上，副副线圈连接接相同的灯灯泡L1、L2，电路中分分别接了理理想交流电电压表V1、V2和理想交流流电流表A1、A2，导线电阻阻不计，如如图所示．．当开关S闭合后()A．A1示数变大，，A1与A2示数的比值值不变B．A1示数变大，，A1与A2示数的比值值变大C．V2示数变小，，V1与V2示数的比值值变大D．V2示数不变，，V1与V2示数的比值值不变答案：AD点评：(1)关于于理想变压压器的动态态分析问题题一般有两两种类型：：①负载电阻不不变，原、、副线圈的的电压U1、U2不变，电流流I1、I2，功率P1、P2随匝数比的的变化而变变化；②匝数比不变变，原、副副线圈的电电压U1、U2不变，电流流I1、I2，功率P1、P2随负载电阻阻的变化而而变化．(2)无论哪哪种情况，处处理此类问题题的关键是分分清变量和不不变量，弄清清理想变压器器中各物理量量之间的联系系和相互制约约关系．跟踪训练2如图所示，一一个理想变压压器的输入电电压U1保持不变，灯灯泡L2、L3、L4为副线圈的负负载，当滑动动变阻器R0的滑片向下移移动时，则下下列判断正确确的是()A．灯L1变暗B．灯L2变亮C．灯L3变亮D．灯L4变暗答案：A(2010··浙江理综)某水电站用总总电阻为2.5Ω的输输电线输电给给500km外的用户户，其输出电电功率是3××106kW.现用500kV电压输电，，则下列说法法正确的是()A．输电线上上输送的电流流大小为2.0×105AB．输电线上上由电阻造成成的损失电压压为15kVC．若改用5kV电压压输电，则输输电线上损失失的功率为9×108kWD．输电线上上损失的功率率为ΔP＝U2/r，U为输电电压，，r为输电线的电电阻答案：B跟踪训练3某小型实验水水电站输出功功率是20kW，输电电线路总电阻阻是6Ω.(1)若采用用380V输电，求输输电线路损耗耗的功率．(2)若改用用5000V高压输输电，用户端端利用n1∶n2＝22∶1的变压器降降压，求用户户得到的电压压．答案：(1)16.6kW(2)226.2V1．(2010··日照模拟)一理想变压器器原、副线圈圈匝数比n1∶n2＝11∶5.原线圈与与正弦交变电电源连接．输输入电压u如图所示．副副线圈仅接入入一个10ΩΩ的电阻．．则()A．流过电阻阻的电流是20A答案：D解析：考查正弦交变变电流有效值值、最大值意意义及理想变变压器的相关关知识．由输输入电压图象象可知输入电电压的有效值值为220V，故副线线圈输出电压压的有效值为为100V，接入副线线圈的电阻为为10Ω，，故电流有效效值为10A，A项错错；与电阻并并联的电压表表读数即为副副线圈电压有有效值100V，B项项错；根据Q＝I2Rt＝102×10×60J＝＝6×104J，C项错错；由由变压压器输输入功功率等等于输输出功功率可可知，，P＝IU＝10×100＝1000W，D项正正确．．2．一一理想想变压压器的的原线线圈上上接有有正弦弦交变变电压压，其其最大大值保保持不不变，，副线线圈有有可调调电阻阻R.设原原线圈圈的电电流为为I1，输入入功率率为P1，副线线圈的的电流流为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增大答案：B解析：考查理想变压器及其相关知识．当副线圈接的可调电阻R增大时，变压器输出功率P2减小，导致变压器输入功率P1减小，原线圈中电流I1减小．3．(2010·南南充模模拟)如图所所示，，理想想变压压器原原、副副线圈圈匝数数之比比n1∶n2＝4∶1，，原原线线圈圈两两端端连连接接光光A．．0B．．3毫毫安安C．．48毫毫安安D．．与与R值大大小小有有关关答案案：：A解析析：：当直直导导线线AB在匀匀强强磁磁场场中中沿沿导导轨轨匀匀速速向向右右做做切切割割磁磁感感线线运运动4．．在在绕绕制制变变压压器器时时，，某某人人误误将将两两个个线线圈圈绕绕在在如如图图所所示示变变压压器器铁铁芯芯的的左左右右两两个个壁壁上上，，当当通通以以交交变变电电流流时时，，每每个个线线圈圈产产生生的的磁磁通通量量都都只只有有一一半半通通过过另另一一个个线线圈圈，，另另一一半半通通过过中中间间臂臂．．已已知知线线圈圈1、、2的的匝匝数数之之比比n1∶n2＝2∶1，，在在不不接接A．．当当线线圈圈1输输入入电电压压220V时时，，线线圈圈2输输出出电电压压为为110VB．．当当线线圈圈1输输入入电电压压220V时时，，线线圈圈2输输出出电电压压为为55VC．．当当线线圈圈2输输入入电电压压110V时时，，线线圈圈1输输出出电电压压为为220VD．．当当线线圈圈2输输入入电电压压110V时时，，线线圈圈1输输出出电电压压为为110V答案：BD解析：因为理想想变压器器原、副副线圈电电压之比比(U1/U2)等于线线圈中产产生的感感应电动动势之比比(E1/E2)，所以以当从线线圈1输输入电压压U1＝220V时时，由5．(2010·厦厦门模拟拟)关于远距距离输电电，若发发电机的的输出电电压不变变，则下下列叙述述中正确确的是()A．升压压变压器器原线圈圈中的电电流与用用户电器器设备消消耗的功功率无关关B．输电电线路中中的电流流只由升升压变压压器的匝匝数比决决定C．当用用户消耗耗的总功功率增大大时，输输电线上上损失的的功率增增大D．升压压变压器器的输出出电压等等于降压压变压器器的输入入电压答案：：C解析：：因输入入功率率等于于输出出功率率，而而发电电机输输出的的电压压不变变，所所以选选项AB错错误；；当用用户消消耗的的总功功率增增大时时，输输电线线中的的电流流增大大，根根据P＝I2R，输电电线上上损耗耗的功功率增增大，，选项项C正正确；；因为为输电电线上上也有有电压压降，，所以以升压压变压压器输输出电电压不不等于于降压压变