2014届高考物理人教版一轮总复习配套课件 10.ppt

1、1.变压器是由、和组成的。其工作原理是根据原理来改变交流电压的。不考虑铜损（线圈电阻产生的焦耳热）、铁损（涡流产生的焦耳热）和漏磁的变压器，即理想变压器，它的输入功率和输出功率。2.理想变压器的基本关系式：（）电压关系：原、副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数比。公式为。（）电流关系：只有一个副线圈时，原、副线圈的电流跟它们的匝数成反比。公式为。3.远距离输电（）关键：减小输电线路上的，P耗I2R线。（）方法：减小输电线的。如采用电阻率小的材料，加大导线的横截面积。输电。在输送功率一定的条件下，提高输送，减小输送电流。学案2 变压器 电能的输送闭合铁芯原线圈副线圈互感相等U1/U2=n1/n

2、2I1/I2=n2/n1电能损失电阻高压电压考点 1 变压器原理及规律应用1.理想变压器的工作原理(1)理想变压器：是一种理想化模型，没有任何损耗，输入功率等出输出功率。理想变压器原、副线圈中具有完全相同的磁通量及磁通量的变化率。(2)工作原理：利用互感原理(电磁感应原理)，所以变压器不能改变恒定电压。(3)电压比和电流比电压比：由U=n/t得单个副线圈U1/U2=n1/n2，多个副线U1:U2:U3=n1:n2:n3电流比：单个副线圈I1/I2n2/n1多个副线圈，由P1=P2+P3+得U1I1=U2I2+U3I3+n1I1=n2I2+n3I3+(1)当副线圈只有一个时，原副线圈中的电流与匝

3、数存在I1/I2=n2/n1的关系，此式说明原副线圈中的电流成正比，即I1I2，而非反比关系。(2)变压器的以上关系都是根据口字型的变压器推出的。如果变压器不是“口”字型时，应根据变压器的原理及各线圈中磁通量的关系推导出各物理量的关系。(1)输入电压U1决定输出电压U2：这是因为输出电压U2=(n2/n1)U1，当U1不变时，不论负载电阻R变化与否,U2不会改变。(2)输出电流I2决定输入电流I1：在输入电压U1一定的情况下，输出电压U2也被完全确定。当负载电阻R增大时，I2减小，则I1相应减小；当负载电阻R减小时，I2增大，则I1相应增大。在使用变压器时，不能使变压器次级短路。(3)输出功率

4、P2决定输入功率P1:理想变压器的输入功率与输出功率相等，即P2=P1。在输入电压U1一定的情况下，当负载电阻R增大时，I2减小，则变压器输出功率P2=I2U2减小，输入功率P1也将相应减小；当负载电阻R减小时，I2增大，变压器的输出功率P2=I2U2增大，则输入功率P1也将增大。2.理想变压器各物理量变化的决定因素图10-2-1当理想变压器的原、副线圈的匝数不变而变压器的负载发生变化时，确定其他有关物理量的变化时，可依据以下原则(如图10-2-1)：例1如图10-2-2所示，理想变压器原线圈输入电压uUmsint，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器，V1和V2是理想交流电压表，示数分

5、别用U1和U2表示；A1和A2是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示。下列说法正确的是()A.I1和I2表示电流的瞬时值B.U1和U2表示电压的最大值C.滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大D.滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变小图10-2-2在交变电流中电压表和电流表显示的都是有效值，A、B均错误；由理想变压器可知，副线圈两端电压U2不变，从电路可知当滑片P向下移动时，电阻变小，电流I2增大，输出功率增大，所以输入功率也增大，所以电流I1增大，所以C正确，D错误。思路点拨：搞清次级回路的电路结构，次级线圈相当于电源，从变化的局部开始分析，到整个电路的各量变化，注意电压之比与匝数有

6、关；输出功率的变化，决定输入功率的变化。方法点拨:分析这类问题的基本思路：(1)首先抓住各量的决定因素：U1由电源决定，U2由输入电压U1及匝数比决定：U2=(n2/n1)U1；I2由输出电压U2及负载电阻R决定：I2=U2/R；I1由I2及匝数比决定：I1=(n2/n1)I2。(2)然后利用直流电路中的动态分析方法即可。C1.图10-2-3甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1:n2=5:1,电阻R=20，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关。原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图10-2-5乙所示。现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光。下列说法正确的是(

7、)A.输入电压u表达式V B.只断开S2后L1、L2均正常发光C.只断开S2后，原线圈的输入功率增大D.若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8 WD图10-2-3考点 2 远距离输电1.有关远距离输电问题，应先画出远距离输电的示意图，并将已知量和待求量写在示意图的相应位置。2.抓住输电的两端电源和用电器；分析一条线输电线；研究两次电压变换升压和降压。3.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。4.远距离高压输电的几个基本关系(以图10-2-4为例

8、)：图10-2-4综合运用下面三个方面的关系求解(1)能量关系：P=U1I1=U2I2=P用户P，P=I22R，P用户=P4=P3=U4I4=U3I3。(2)电路关系：U2UU3，UI2R=I3R。(3)变压器关系：U1/U2I2/I1n1/n2，U3/U4I4/I3n3/n4。(1)如图10-2-5所示。(2)对升压变压器，据公式U1/U2=n1/n2有U2=(n2/n1)U1=25250 V=6 250 V,P1=P2,I2=P2/U2=100 000/6 250 A=16 A。(3)因为P线=I22R线，又P线=0.04P1，所以R线=0.04P1/I22=4000/162=15.625

9、。因为U=U2-U3=I2R线，所以U3=U2-I2R线=6 250 V-1615.625 V=6 000 V。(4)P4=P1-P线=0.96P1=0.96100 000 W=96 kW。区分送电功率与线路损失功率，P送=U送I线，P损=I线2R线即送电电压不是全部降落在输电线上，U=I线R线。例2发电站的电源通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户，如果升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器。(1)画出上述输电全过程的原理图；(2)发电机的输出功率是100 kW，输出电压是250 V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1:25，求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流；(3)若

10、输电导线中的电功率损失为输电功率的4，求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压；(4)计算降压变压器的输出功率。图10-2-5(1)见解析(2)6250 V；16 A (3)15.625；6000 V (4)96 kW方法点拨：求解远距离输电的关键是：熟悉“交流发电机升压变压器输电线降压变压器用电户”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.有一台内阻为1 的发电机,供给一个学校照明用电,如图10-2-6所示。升压变压器匝数比为1：4,降压变压器的匝数比为4：1,输电线的总电阻R=4,全校共22个班,每班有“220 V，40 W”灯6盏。若保证全部电灯正

11、常发光,求：(1)发电机输出功率为多大?(2)发电机电动势为多大?(3)输电线上损耗的电功率为多大?(4)输电效率是多少?图10-2-61.一输入电压为220 V，输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏。为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，如图10-2-7所示，然后将原线圈接到220 V交流电源上，测得新绕线圈两端的电压为1 V。按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为()A.1 100，360 B.1 100，180 C.2 200，180 D.2 200，360B图10-2-72.如图10-2-8所示，T为理想变压器，原线圈接

12、在电压一定的正弦交变电源上，副线圈电路中接入三个电阻R1、R2、R3，各电表的电阻影响不计，当开关S合上时，各电表的示数变化情况是()A.示数变大B.示数变大C.示数变小D.示数变大AB图10-2-83.2012年高考天津理综卷通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为R。当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2，则P1和P2/P1分别为（）A.PR/kU,1/n B.(P/kU)2R,1/nC.PR/kU,1/n2 D.(P/kU)2R,1/n2D4.某小型水电站的电能

13、输送示意图如图10-2-9所示。发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2。降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)。要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则()A.n2/n1n3/n4 B.n2/n1n3/n4 C.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D.升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率A D图10-2-95.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n1:n2=22:1的变压器降压，求用户得到的电压。复习至此，请做练案28变压器电能的输送