江苏省高考物理大一轮复习 第十一章 交变电流及传感器 2 变压器 远距离输电课件.ppt

第十一章交变电流及传感器 第2讲变压器远距离输电 1 了解变压器的构造和原理 2 能熟练运用电压 电流与匝数的关系进行有关计算 3 了解感抗和容抗的概念 4 会分析计算远距离输电问题 1 变压器的构造 如图所示 变压器是由 和绕在铁芯上的 组成的 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 闭合铁芯 两个线圈 初级 负载 次级 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 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 大小 方向 感应电动势 互感现象 能量损失 输入 输出 p入 p出 u2i2 u3i3 unin 5 电感和电容对交变电流的阻碍作用可概括为 电感是 电容是 6 远距离输电 1 根据p损 降低输电损耗有两种方法 减小输电线的电阻 减小输电线中的电流 在输送功率一定的情况下 根据p ui 要减小电流 必须提高 通直流 阻交流 通低频 阻高频 通交流 隔直流 通高频 阻低频 i2r线 输电电压 1 理想变压器的构造 原理及特征构造 两组线圈 原 副线圈 绕在同一个闭合铁芯上构成 如图所示 原理 其工作原理是利用了电磁感应现象 特征 正因为是利用电磁感应现象来工作的 所以变压器只能使用交流电压 理想变压器 典题演示1 多选 2016 新课标全国卷 如图所示 理想变压器原 副线圈分别接有额定电压相同的灯泡l1和l2 当输入电压u为灯泡额定电压的10倍时 两灯泡均能正常发光 下列说法中正确的是 a 原 副线圈匝数比为9 1b 原 副线圈匝数比为1 9c 此时l1和l2的电功率之比为9 1d 此时l1和l2的电功率之比为1 9 ad 解析 设灯泡的额定电压为u0 则输入电压u 10u0 由于两灯泡均正常发光 故原线圈两端的电压u1 u u0 9u0 副线圈两端的电压u2 u0 所以原 副线圈的匝数比n1 n2 u1 u2 9 1 a正确 b错误 原 副线圈的电流之比i1 i2 n2 n1 1 9 由电功率p ui可知 l1和l2的电功率之比为1 9 c错误 d正确 b 理想变压器原 副线圈的制约关系和动态 2 动态问题分析的思路可表示为 典题演示3 2016 天津卷 如图所示 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 下列说法中正确的是 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 b 解析 滑动变阻器的滑动触头p向上滑动时 滑动变阻器接入电路的阻值变大 总电阻也变大 而副线圈两端的电压没有变化 所以干路中的电流减小 r1消耗的功率变小 a错误 干路中的电流变小 r1两端的电压变小 并联电路的电压变大 即电压表v示数变大 b正确 由于变压器副线圈干路中的电流变小 所以原线圈中的电流变小 即电流表a1的示数变小 c错误 闭合开关s后 并联电路的阻值变小 总电阻也变小 干路中的电流变大 r1两端的电压变大 并联电路的电压变小 通过r2的电流变小 即电流表a2示数变小 因变压器的功率变大 故电流表a1示数变大 d错误 bd 远距离输电时 由于输电线路上存在电阻 根据电流热效应q i2rt 总有一部分电能损失在输电线路上 减少线路上的电能损失 有两种方法 一是减小导线上的电阻 二是减小输电线上通过的电流 根据p ui可知 通过减小输电线的电流 可减少输电线的能量损失 即采用高压输电 这是减少线路电能损失的有效方法 如图 远距离输电 c 典题演示6发电机的端电压为220v 输出电功率为44kw 输电导线的电阻为0 2 如果用原 副线圈匝数之比为1 10的升压变压器升压 经输电线路后 再用原 副线圈匝数比为10 1的降压变压器降压供给用户 1 求用户得到的电压和功率 答案 219 6v43 92kw 2 若不经过变压而直接送到用户 求用户得到的功率和电压 答案 180v36kw 解析 该题是输电线路的分析和计算问题 结合电路结构和输电过程中的电压关系和电流关系可解此题 线路图如图所示 d 解析 电压表读数有效值为10v a项错误 电流表读数为有效值1a b项错误 电阻r消耗的功率为p i2r 代入电流有效值计算得10w c项错误 变压器的输出功率即为电阻r消耗的功率 d项正确 2 2016 四川卷 如图所示 接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡l供电 如果将原 副线圈减少相同匝数 其他条件不变 则 a 小灯泡变亮b 小灯泡变暗c 原 副线圈两端电压的比值不变d 通过原 副线圈电流的比值不变 b 3 2016 江苏卷 一自耦变压器如图所示 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点顺时针旋转到n点的过程中 a u2 u1 u2降低b u2 u1 u2升高c u2 u1 u2降低d u2 u1 u2升高 c 解析 变压器原副线圈两端电压与匝数成正比 原线圈匝数多于副线圈匝数 故u1 u2 将滑动触头从m点顺时针转动到n点 副线圈匝数变少 u2降低 c项正确 4 多选 2016 盐城中学 如图所示 在远距离输电电路中 发电厂的输出电压和输电电线的电阻均不变 变压器 电表均为理想化的 若发电厂的输出功率减小 则下列说法中正确的是 a 电压表v1示数减小 电流表a1减小b 电压表v2示数增大 电流表a2减小c 输电线上损耗功率增大d 用户总功率与发电厂的输出功率的比值增大 bd