（鲁京津琼）2020版高考物理总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.pptx

1、第2讲变压器、电能的输送,知识排查,理想变压器,1.构造和原理 (1)构造：如图1所示，变压器是由_和绕在铁芯上的_组成的。,图1,闭合铁芯,两个线圈,(2)原理：电磁感应的互感现象。,(1)功率关系：_ (2)电压关系：_ 有多个副线圈时 _ (3)电流关系：只有一个副线圈时 有多个副线圈时，U1I1_ (由P入P出及PUI推出),2.基本关系,P入P出,U2I2U3I3UnIn,靖宸,3.几种常用的变压器 (1)自耦变压器及调压变压器，如图甲(降压作用)、图乙(升压作用)所示。,低电压,小电流,电能的输送,一一,如图2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

2、电压为U。,图2,IR,I2R,横截面积,电阻率小,输电电压,小题速练,(1)变压器能改变恒定电流的电压。() (2)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。() (3)变压器正常工作，当副线圈与用电器断开时，副线圈两端无电压。() (4)增大输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失。() (5)在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小。() (6)在输送的电功率一定时，输电线上的功率损失与送电电压成反比。() 答案(1)(2)(3)(4)(5)(6),1.思考判断,答案C,2.人教版选修32P44T2改编有些机床为了安全，照明电灯用的电压是36 V

3、，这个电压是把380 V的电压降压后得到的。如果变压器的原线圈是1 140匝，副线圈是() A.1 081匝B.1 800匝 C.108匝 D.8 010匝,答案A,3.人教版选修32P50T3改编从发电站输出的功率为220 kW，输电线的总电阻为0.05 ，用110 V和11 kV 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.110 D.101,图3,4.如图3所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流

4、是I2。则(),答案A,理想变压器基本关系的理解与应用,1.理想变压器的基本关系,2.含有多个副线圈的变压器 计算具有两个或两个以上副线圈的变压器问题时，需注意三个关系,图4,答案B,图5,1.(2016江苏单科，4)一自耦变压器如图5所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈，在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中(),A.U2U1，U2降低 B.U2U1，U2升高 C.U2U1，U2降低 D.U2U1，U2升高,答案C,图6,答案B,理想变压器的动态分析,

5、图7,【例2】 (2016天津理综，5)如图7所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是(),A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大 B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大 C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大 D.若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大,答案B,解析当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，接入电路的阻值变大，变压器副线圈两端电压不变，副线圈中的电流减小，则R1消耗的功率及其两端电压均变小，故电压表的示数变大，选项A错误，B正确；当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，副线圈中的电

6、流减小，则原线圈中的电流也减小，电流表A1示数变小，选项C错误；若闭合开关S，副线圈电路中总电阻减小，副线圈中的电流变大，R1两端电压变大，R2两端电压减小，电流表A2示数减小；原线圈中的电流也变大，电流表A1示数变大，选项D错误。,【例3】 (多选)如图8甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2101，b是原线圈的中心抽头，S为单刀双掷开关，定值电阻R1、R2均为10 。在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压，下列说法正确的是(),图8,解析由题图可以知道，交变电流的电压有效值为220 V、周期为0.02 s，频率为50 Hz。当S接a时，由变压器的原理可以知道，n2两端电压有效值为

7、22 V，由闭合电路欧姆定律，得理想电压表的示数为22 V，理想电流表示数为2.2 A，故选项A正确，B错误；当S由a拨到b后，原线圈电压、频率不变，原线圈匝数减半，则副线圈频率不变，故选项C错误；副线圈两端电压加倍，负载电阻不变，副线圈的输出功率变为原来的4倍，原线圈的输入功率也变为原来的4倍，故选项D正确。,A.当S与a连接后，理想电流表示数为2.2 A B.当S与a连接后，理想电压表示数为11 V C.当S由a拨到b后，副线圈输出电压的频率变为25 Hz D.当S由a拨到b后，原线圈的输入功率变为原来的4倍,答案AD,分析变压器动态问题的基本思路,(多选)如图9所示，发电机中线圈的匝数为

8、N，面积为S，做匀速圆周运动的角速度为，匀强磁场的磁感应强度为B；电流表和电压表为理想电表，定值电阻的阻值为R，其余电阻均不计；当变压器副线圈上的滑片P在图示位置时，变压器的匝数比n1n212；开始时发电机线圈与磁场垂直。下列判断正确的是(),针对训练,图9,答案BC,远距离输电问题,1.理清三个回路,3.掌握三个重要关联式(联系两个变压器的纽带),2.抓住六个基本关系,A.55 kV B.110 kV C.440 kV D.880 kV,解析设输送功率为P，则有PUI，其中U为输电电压，I为输电电流。为使输电线上损耗的功率减小为原来的四分之一，由P损I2R(R为输电线的电阻，恒定不变)可知应

9、使I变为原来的二分之一，又输送功率不变，则输电电压应变为原来的2倍，即440 kV，选项C正确。,答案C,图10,2.(多选)如图10为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器.升压变压器T1的原、副线圈匝数之比为n1n2110，在T1的原线圈两端接入一正弦交流电，输电线的总电阻为2r2 ，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为n3n4101，若T2的“用电设备”两端的电压为U4200 V且“用电设备”消耗的电功率为10 kW，不考虑其他因素的影响，则(),答案ABC,输电线路功率损失的计算方法,实验：探究变压器电压与线圈匝数的关系,1.实验器材：可拆变压器、低压交流电源、多用电表、导线、开关等

10、。 2.实验步骤 (1)连接好实验电路。 (2)记录原线圈的匝数n1、副线圈的匝数n2，闭合开关，接通电路，用多用电表的交流电压挡分别测出并记录原线圈两端的电压U1、副线圈两端的电压U2。 (3)改变原线圈、副线圈的匝数，改变原线圈两端的电压，重复上述步骤，多做几次实验，记录相应的数据，并填入下面的表格。,1.20174月浙江选考，21(1)为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，必须要选用的是_(多选)。 A.有闭合铁芯的原、副线圈； B.无铁芯的原、副线圈； C.交流电源； D.直流电源； E.多用电表(交流电压挡)； F.多用电表(交流电流挡)。,根据测量数据可判断连接电源

11、的线圈是_(填na或nb)。 解析为了完成变压器的探究，需要使用交流电源、变压器、多用电表(交流电压挡)。为了让变压效果明显需要含有闭合铁芯的原、副线圈，因此正确答案为A、C、E。由于有漏磁，所以副线圈测量电压应该小于理论变压值，即nb为输入端，na为输出端。 答案ACEnb,用匝数na60匝和nb120匝的变压器，实验测量数据如下表：,2.在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，操作步骤如下： 将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上； 闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压； 将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接上小灯泡； 将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤。 (1)以上操作的合理顺序是_(只填步骤前数字序号)。,图11,(2)如图11所示，在实验中，两线圈的匝数n11 600，n2400，当将n1做原线圈时，U116 V，副线圈两端电压U24 V；原线圈与副线圈对调后，当U18 V时，U232 V，那么可初步确定，变压器两个线