2012高三物理一轮复习（福建专版）课件：10.ppt

1、第2讲 变压器 电能的输送 1变压器的构造：如下图所示，变压器是由和绕在铁芯上的组成的闭合铁芯两个线圈(1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫线圈(2)副线圈：与连接的线圈，也叫 线圈 2变压器的原理：电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的、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感，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，即功率等于功率初级次级大小方向应电动势互感现象能量损失输入输出负载 4理想变压器电压与匝数的关系：原、副线圈的电压之比等于两个线圈的之比，即.5几种常用的变压器(1)自耦变压器调压变压器

2、匝数题 组 演 练 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 2减小输电线路上的损耗的方法(1)减小输送电路的；(2)减小输送电路的QI2Rt.电流电阻 3高压输电的原理 由输送功率PUI，其中U为，I为，因而可以提高，以减小，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输送电压输送电流输送电压U输送电流I题 组 演 练 一、理想变压器原、副线圈基本量的关系理想变压器(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，公式：U1/U2n1/n2，与负载、线圈的多少无关电流关系

3、(1)只有一个副线圈时：I1/I2n2/n1(2)有多个副线圈时：由PP出得I1U1I2U2I3U3InUn或I1n1I2n2I3n3Innn频率关系f1f2(变压器不改变交流电的频率)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 1如下图所示电路，变压器初级线圈匝数n11 000匝，次级有两个线圈，匝数分别为n2500匝，n3200匝，分别接一个R55 的电阻，在初级线圈上接入U1220 V交流电求：(1)两次级线圈输出电功率之比；(2)初级线圈中的电流【答案】(1)254(2)1.16

4、 A 二、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(如下图为例)：2(2009年广东卷)如图所示为远距离高压输电的示意图关于远距离输电，下列表述正确的是()A增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失 B高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗的 C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 D高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好【答案】C 如下图所示，一理想变压器原线圈匝数n11 100匝，副线圈匝数n

5、2220匝，交流电源的电压u220 sin 100t V，电阻R44，电压表、电流表为理想电表，则下列说法错误的是()A交流电的频率为50 Hz B电流表A1的示数为0.2 A C电流表A2的示数为A D电压表的示数为44 V【答案】C 11：(2009年四川卷)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，R120，R230，C为电容器已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则()A交流电的频率为0.02 Hz B原线圈输入电压的最大值为200 V C电阻R2的电功率约为6.67 W D通过R3的电流始终为零【答案】C AU2变小、I3变小 BU2不变、I3变小 CI1变小、I2变小DI1变

6、大、I2变大【解析】断开S，负载减少，副线圈输出电流减少，电流表A2读数I2减小，电阻R1两端电压减小，R2、R3并联部分电压增大，R3中电流增大，电流表A3读数I3增大由变压器输入电压决定输出电压可知U1数值不变，输出电压U2不变；由输出功率决定输入功率可知，断开S，负载减少，输出功率减小，输入功率也减小，而U1数值不变，则原线圈中电流减小即电流表A1读数I1减小，所以选项C正确【答案】C(1)关于理想变压器的动态分析问题大致有两种情况：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的情况；匝数比不变，各量随负载电阻的变化而变化的情况(2)解决此类

7、问题需注意以下两点：抓住变量与不变量 原线圈的端电压U1是不变的，其值由电源决定，与n1、n2无关当滑片静止不动时，负载电阻不变 搞清各物理量之间的相互制约关系 U2由U1和匝数比决定；I1由I2和匝数比决定；P1由P2决定 21：如下图所示是一台家用台灯亮度调节原理图，自耦变压器接入正弦交流电压，电流表、电压表分别为理想交流电流表和理想交流电压表若将调压端的滑动触头P向上移动，则()A电压表V的示数变小 B变压器的输出功率变小 C电流表A的示数变小 D电流表A的示数变大【解析】当滑动触头P向上移动时，自耦变压器“副线圈”匝数增大，由可知“副线圈”两端电压增大，台灯的功率变大，所以A、B均错；

8、由于理想变压器输入功率与输出功率相等，且输入电压不变，故电流表示数变大，C错误、D正确【答案】D某电厂要将电能输送到较远的用户，输送的总功率为9.8104 W，电厂输出电压仅为350 V，为减少输送功率损失，先用一理想升压变压器将电压升高再输出已知输电线路的总电阻为4，允许损失的功率为输送功率的5%，用户所需电压为220 V，求理想升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比各是多少？【解析】设升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2；降压变压器原、副线圈的匝数分别为n3、n4，电压分别为U3、U4.画出如下图所示的输电示意图 P损P总5%I2R 升压变压器是理想变压器，故 P

9、总IU2 降压变压器的输入功率 P3P总P损【答案】18121(1)有关远距离输电问题，先画出远距离输电的示意图(2)再以变压器为界将整个输电电路划分为几个独立回路，各回路分别用欧姆定律、串、并联的特点及电功、电功率等公式进行计算，联系各回路的是原、副线圈电压、电流与匝数的关系及输入功率等于输出功率的关系 31：某小型实验水电站输出功率是20 kW，输电线路总电阻是6.(1)若采用380 V输电，求输电线路损耗的功率；(2)若改用5 000 V高压输电，用户端利用n1n2221的变压器降压，求用户得到的电压【解析】(1)输电线上的电流强度为 输电线路损耗的功率为 P损I2R52.6326 W1

10、6 620 W16.62 kW.(2)改用高压输电后，输电线上的电流强度变为【答案】(1)16.62 kW(2)226.18 V 1如下图所示，2008年1月10日开始的低温雨雪冰冻造成我国部分地区严重灾害，其中高压输电线因结冰而损毁严重此次灾害牵动亿万人的心为消除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰若在正常供电时，高压线上送电电压为U，电流为I，热耗功率为P；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9P，则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)()A输电电流为3I B输电电流为9I C输电电压为3UD输电电压为U【解析】高压线上的热耗功率PI2R线 若热耗功率变为9P，

11、则 9PI2R线 由得I3I，A对 又输送功率不变PUIUI 得UU，所以D对【答案】AD 2如右图所示，一理想自耦变压器线圈AB绕在一个圆环形的闭合铁芯上，输入端AB间加一正弦式交流电压，在输出端BP间连接了理想交流电流表、灯泡和滑动变阻器，移动滑动触头P的位置，可改变副线圈的匝数，变阻器的滑动触头标记为Q，则()A只将Q向下移动时，灯泡的亮度变大 B只将Q向下移动时，电流表的读数变大 C只将P沿顺时针方向移动时，电流表的读数变大 D只提高输入端的电压U时，电流表的读数变大【解析】将Q向下移动时，R阻值增大电路中电阻增大，电流减小，故B项错由于副线圈上电压不变，电灯两端的电压不变，功率不变，

12、亮度不变，故A项错将P沿顺时针方向移动时副线圈匝数减少，电压减小，电流减小，故C项错提高输入端的电压时，副线圈上电压增大，电流增大，故D项正确【答案】D 3“512”汶川大地震发生后，山东省某公司向灾区北川捐赠一批柴油发电机该柴油发电机说明书的部分内容如下表所示现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，发电机到安置区的距离是400 m，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型导线单位长度的电阻为2.5104/m.安置区家用电器的总功率为44 kW，当这些家用电器都正常工作时，下列说法中正确的是()A.输电线路中的电流为20 A B输电线路损失的电功率为8 000 W C

13、发电机实际输出电压是300 V D如果该柴油发电机发的电是正弦交流电，则输出电压最大值是300 V型号AED6500S最大输出功率60 kW输出电压范围 220 V300 V【答案】B 4一台发电机最大输出功率为4 000 kW，电压为4 000 V，经变压器T1升压后向远方输电输电线路总电阻R1 k.到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V,60 W)若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则()T1原、副线圈电流分别为103 A和20 A T2原、副线圈电压分别为1.8105 V和220 V T1和T2的变压比分别为150和401 有6104盏灯泡(220 V、60 W)正常发光 AB CD【答案】B