高考物理一輪復(fù)習(xí) 第10章 交變電流 傳感器 交變電流 傳感器 基礎(chǔ)課時27 變壓器 遠距離輸電課件

基礎(chǔ)課時基礎(chǔ)課時27變壓器遠距離輸電變壓器遠距離輸電知識梳理知識梳理知識點一、理想變壓器知識點一、理想變壓器1.構(gòu)造和原理構(gòu)造和原理(1)構(gòu)造：如圖構(gòu)造：如圖1所示，變壓器是由所示，變壓器是由_和繞在鐵芯上的和繞在鐵芯上的_組成的。組成的。閉合鐵芯閉合鐵芯兩個線圈兩個線圈圖圖1(2)原理：電磁感應(yīng)的互感現(xiàn)象。原理：電磁感應(yīng)的互感現(xiàn)象。U2I2U3I3UnInP入入P出出3.幾種常用的變壓器幾種常用的變壓器(1)自耦變壓器自耦變壓器調(diào)壓變壓器，如圖調(diào)壓變壓器，如圖A、B所示。所示。低電壓低電壓小電流小電流知識點二、遠距離輸電知識點二、遠距離輸電1.輸電過程輸電過程(如圖如圖2所示所示)：圖圖22.電壓損失電壓損失(1)UUU。(2)U_。3.功率損失功率損失(1)PPP。IRI2R思考思考(1)正常工作的變壓器當(dāng)副線圈與用電器斷開時，副線圈兩端有正常工作的變壓器當(dāng)副線圈與用電器斷開時，副線圈兩端有無電壓？無電壓？(2)在輸送電壓一定時，輸送的電功率越大，輸送過程中損失的在輸送電壓一定時，輸送的電功率越大，輸送過程中損失的功率是越小還是越大？功率是越小還是越大？診斷自測診斷自測 1.(2015江蘇單科，江蘇單科，1)一電器中的變壓器可視為理想變壓器，它將一電器中的變壓器可視為理想變壓器，它將220 V交變電流改變?yōu)榻蛔冸娏鞲淖優(yōu)?10 V。已知變壓器原線圈匝數(shù)為。已知變壓器原線圈匝數(shù)為800，則，則副線圈匝數(shù)為副線圈匝數(shù)為()A.200 B.400 C.1 600 D.3 200答案答案B2.自耦變壓器鐵芯上只繞有一個線圈，原、副線圈都只取該線圈自耦變壓器鐵芯上只繞有一個線圈，原、副線圈都只取該線圈的某部分。一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖的某部分。一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖3所示，其副線所示，其副線圈匝數(shù)可調(diào)。已知變壓器線圈總匝數(shù)為圈匝數(shù)可調(diào)。已知變壓器線圈總匝數(shù)為1 900匝；原線圈為匝；原線圈為1 100匝，接在有效值為匝，接在有效值為220 V的交流電源上。當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至的交流電源上。當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時，負(fù)載最大時，負(fù)載R上的功率為上的功率為2.0 kW。設(shè)此時原線圈中電流有效。設(shè)此時原線圈中電流有效值為值為I1，負(fù)載兩端電壓的有效值為，負(fù)載兩端電壓的有效值為U2，且變壓器是理想的，則，且變壓器是理想的，則U2和和I1分別約為分別約為()圖圖3A.380 V和和5.3 A B.380 V和和9.1 AC.240 V和和5.3 A D.240 V和和9.1 A答案答案B3.如圖如圖4，理想變壓器原線圈輸入電壓，理想變壓器原線圈輸入電壓uUmsin t，副線圈電路中，副線圈電路中R0為定值電阻，為定值電阻，R是滑動變阻器，是滑動變阻器，V1和和V2是理想交流電壓表，是理想交流電壓表，示數(shù)分別用示數(shù)分別用U1和和U2表示；表示；A1和和A2是理想交流電流表，示數(shù)分別是理想交流電流表，示數(shù)分別用用I1和和I2表示。下列說法正確的是表示。下列說法正確的是()圖圖4A.I1和和I2表示電流的瞬時值表示電流的瞬時值B.U1和和U2表示電壓的最大值表示電壓的最大值C.滑片滑片P向下滑動過程中，向下滑動過程中，U2不變、不變、I1變大變大D.滑片滑片P向下滑動過程中，向下滑動過程中，U2變小、變小、I1變小變小答案答案C4.(多選多選)在遠距離輸電中，當(dāng)輸電線的電阻和輸送的電功率不變在遠距離輸電中，當(dāng)輸電線的電阻和輸送的電功率不變時，那么時，那么()A.輸電線路上損失的電壓與輸送電流成正比輸電線路上損失的電壓與輸送電流成正比B.輸電的電壓越高，輸電線路上損失的電壓越大輸電的電壓越高，輸電線路上損失的電壓越大C.輸電線路上損失的功率跟輸送電壓的平方成反比輸電線路上損失的功率跟輸送電壓的平方成反比D.輸電線路上損失的功率跟輸電線上的電流成正比輸電線路上損失的功率跟輸電線上的電流成正比答案答案AC圖圖5答案答案D考點一理想變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用考點一理想變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用理想變壓器以及原、副線圈基本量的關(guān)系理想變壓器以及原、副線圈基本量的關(guān)系理想變壓器理想變壓器沒有能量損失沒有能量損失(銅損、鐵損銅損、鐵損)，沒有磁通量損失，沒有磁通量損失(磁通量全部集磁通量全部集中在鐵芯中中在鐵芯中)基基本本關(guān)關(guān)系系功率關(guān)系功率關(guān)系原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，P入入P出出電壓關(guān)系電壓關(guān)系原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，U1U2n1n2，與負(fù)載，與負(fù)載的多少無關(guān)的多少無關(guān)電流關(guān)系電流關(guān)系只有一個副線圈時，只有一個副線圈時，I1I2n2n1；有多個副線圈時，由；有多個副線圈時，由P入入P出出得得I1U1I2U2I3U3InUn或或I1n1I2n2I3n3Innn頻率關(guān)系頻率關(guān)系f1f2(變壓器不改變交流電的頻率變壓器不改變交流電的頻率)圖圖6A.通過燈泡的交變電流的頻率是通過燈泡的交變電流的頻率是50 HzB.變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為101C.矩形線圈中產(chǎn)生的電動勢的最大值為矩形線圈中產(chǎn)生的電動勢的最大值為120 VD.若將燈泡更換為若將燈泡更換為“12 V24 W”且保證其正常發(fā)光，需且保證其正常發(fā)光，需要增大矩形線圈的轉(zhuǎn)速要增大矩形線圈的轉(zhuǎn)速答案答案B【拓展延伸】【拓展延伸】(1)在在【例【例1】中，若將變壓器的副線圈接入一只中，若將變壓器的副線圈接入一只“12 V24 W”的燈泡，且保證其正常發(fā)光，則原線圈的輸入功率為多少？的燈泡，且保證其正常發(fā)光，則原線圈的輸入功率為多少？(2)在在【例【例1】中若將燈泡更換為耐壓值為中若將燈泡更換為耐壓值為12 V的電容器，能否的電容器，能否正常工作？正常工作？解析解析(1)因更換燈泡后，燈泡仍能正常發(fā)光，消耗的電功率為因更換燈泡后，燈泡仍能正常發(fā)光，消耗的電功率為24 W，根據(jù)理想變壓器規(guī)律，根據(jù)理想變壓器規(guī)律P入入P出出，可知原線圈的輸入功率，可知原線圈的輸入功率也為也為24 W。答案答案(1)24 W(2)不能正常工作不能正常工作【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】1.(2015新課標(biāo)全國卷新課標(biāo)全國卷，16)一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為比為31，在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側(cè)接在電壓為原線圈一側(cè)接在電壓為220 V的正弦交流電源上，如圖的正弦交流電源上，如圖7所示。所示。設(shè)副線圈回路中電阻兩端的電壓為設(shè)副線圈回路中電阻兩端的電壓為U，原、副線圈回路中電阻，原、副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為消耗的功率的比值為k，則，則()圖圖7答案答案A考點二理想變壓器的動態(tài)分析考點二理想變壓器的動態(tài)分析常見的兩種情況常見的兩種情況常見的理想變壓器的動態(tài)分析問題一般有兩種：匝數(shù)比不變的常見的理想變壓器的動態(tài)分析問題一般有兩種：匝數(shù)比不變的情況和負(fù)載電阻不變的情況。情況和負(fù)載電阻不變的情況?！纠纠?】(多選多選)(2015天津理綜，天津理綜，6)如圖如圖8所示，理想變壓器的原所示，理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表，副線圈匝數(shù)可以通過滑動觸頭線圈連接一只理想交流電流表，副線圈匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q來調(diào)節(jié)，在副線圈兩端連接了定值電阻來調(diào)節(jié)，在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動變阻器和滑動變阻器R，P為滑動變阻器的滑動觸頭。在原線圈上加一電壓為為滑動變阻器的滑動觸頭。在原線圈上加一電壓為U的正弦交的正弦交流電，則流電，則()圖圖8A.保持保持Q的位置不動，將的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數(shù)變大向上滑動時，電流表讀數(shù)變大B.保持保持Q的位置不動，將的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數(shù)變小向上滑動時，電流表讀數(shù)變小C.保持保持P的位置不動，將的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變大向上滑動時，電流表讀數(shù)變大D.保持保持P的位置不動，將的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變小向上滑動時，電流表讀數(shù)變小答案答案BC方法提煉方法提煉含有變壓器的動態(tài)電路問題的解題思路：含有變壓器的動態(tài)電路問題的解題思路：【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】2.(多選多選)(2016江西南昌質(zhì)檢江西南昌質(zhì)檢)如圖如圖9所示的電路中，所示的電路中，T為一降壓式為一降壓式自耦調(diào)壓變壓器。開始時燈泡自耦調(diào)壓變壓器。開始時燈泡L正常發(fā)光，現(xiàn)在電源電壓正常發(fā)光，現(xiàn)在電源電壓U略降略降低，為使燈低，為使燈L仍能正常發(fā)光，可采用的措施是仍能正常發(fā)光，可采用的措施是()圖圖9A.將自耦調(diào)壓變壓器的滑片將自耦調(diào)壓變壓器的滑片P適當(dāng)上滑適當(dāng)上滑B.將自耦調(diào)壓變壓器的滑片將自耦調(diào)壓變壓器的滑片P適當(dāng)下滑適當(dāng)下滑C.適當(dāng)增大滑動變阻器適當(dāng)增大滑動變阻器R2的阻值的阻值D.適當(dāng)減小滑動變阻器適當(dāng)減小滑動變阻器R2的阻值的阻值答案答案AC考點三遠距離輸電考點三遠距離輸電遠距離輸電問題的遠距離輸電問題的“三二二三二二”1.理清三個回路理清三個回路圖圖10回路回路1：發(fā)電機回路。該回路中，通過線圈：發(fā)電機回路。該回路中，通過線圈1的電流的電流I1等于發(fā)電等于發(fā)電機中的電流機中的電流I機機；線圈；線圈1兩端的電壓兩端的電壓U1等于發(fā)電機的路端電壓等于發(fā)電機的路端電壓U機機；線圈線圈1輸入的電功率輸入的電功率P1等于發(fā)電機輸出的電功率等于發(fā)電機輸出的電功率P機機?！纠纠?】(2015福建理綜，福建理綜，15)圖圖11為遠距離輸電示意圖，兩變?yōu)檫h距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，在，在T的原線圈兩端接入一電壓的原線圈兩端接入一電壓uUmsin t的交流電源，若的交流電源，若輸送電功率為輸送電功率為P，輸電線的總電阻為，輸電線的總電阻為2r，不考慮其它因素的影響，不考慮其它因素的影響，則輸電線上損失的電功率為則輸電線上損失的電功率為()圖圖11答案答案C【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】3.遠距離輸電的原理圖如圖遠距離輸電的原理圖如圖12所示，升壓變壓器原、副線圈的匝所示，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為數(shù)分別為n1、n2，電壓分別為，電壓分別為U1、U2，電流分別為，電流分別為I1、I2，輸電，輸電線上的電阻為線上的電阻為R。變壓器為理想變壓器，則下列關(guān)系式中正確。變壓器為理想變壓器，則下列關(guān)系式中正確的是的是()圖圖12答案答案D圖圖13A.電流頻率為電流頻率為100 Hz B. 的讀數(shù)為的讀數(shù)為24 VC. 的讀數(shù)為的讀數(shù)為0.5 A D.變壓器輸入功率為變壓器輸入功率為6 W答案答案D2.(2015廣東理綜，廣東理綜，15)如圖如圖14為氣流加熱裝置的示意圖，使用電為氣流加熱裝置的示意圖，使用電阻絲加熱導(dǎo)氣管，視變壓器為理想變壓器，原線圈接入電壓有阻絲加熱導(dǎo)氣管，視變壓器為理想變壓器，原線圈接入電壓有效值恒定的交流電并保持匝數(shù)不變，調(diào)節(jié)觸頭效值恒定的交流電并保持匝數(shù)不變，調(diào)節(jié)觸頭P，使輸出電壓有，使輸出電壓有效值由效值由220 V降至降至110 V，調(diào)節(jié)前后，調(diào)節(jié)前后()圖圖14A.副線圈中的電流比為副線圈中的電流比為12B.副線圈輸出功率比為副線圈輸出功率比為21C.副線圈的接入匝數(shù)比為副線圈的接入匝數(shù)比為21D.原線圈輸入功率比為原線圈輸入功率比為12答案答案C3.(2015安徽理綜，安徽理綜，16)如圖如圖15所示電路中，變壓器為理想變壓器，所示電路中，變壓器為理想變壓器，a、b接在電壓有效值不變的交流電源兩端，接在電壓有效值不變的交流電源兩端，R0為定值電阻，為定值電阻，R為滑動變阻器?，F(xiàn)將變阻器的滑片從一個位置滑動到另一位置，為滑動變阻器?，F(xiàn)將變阻器的滑片從一個位置滑動到另一位置，觀察到電流表觀察到電流表A1的示數(shù)增大了的示數(shù)增大了0.2 A，電流表，電流表A2的示數(shù)增大了的示數(shù)增大了0.8 A，則下列說法正確的是，則下列說法正確的是()圖圖15A.電壓表電壓表V1示數(shù)增大示數(shù)增大B.電壓表電壓表V2、V3示數(shù)均增大示數(shù)均增大C.該變壓器起升壓作用該變壓器起升壓作用D.變阻器滑片是沿變阻器滑片是沿cd的方向滑動的方向滑動答案答案D圖圖16A.電流表電流表 的示數(shù)為的示數(shù)為1.0 AB.電流表電流表 的示數(shù)為的示數(shù)為2.0 AC.滑動變阻器滑動變阻器R1的滑片向下滑動時，電流表的滑片向下滑動時，電流表 的示數(shù)將變小的示數(shù)將變小D.滑動變阻器滑動變阻器R1的滑片向上滑動時，變壓器輸入功率變小的滑片向上滑動時，變壓器輸入功率變小答案答案BD5.(多選多選)在如圖在如圖17所示的遠距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓所示的遠距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說法中正確的有不變，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說法中正確的有()圖圖17A.升壓變壓器的輸出電壓增大升壓變壓器的輸出電壓增大B.降壓變壓器的輸出電壓增大降壓變壓器的輸出電壓增大C.輸電線上損耗的功率增大輸電線上損耗的功率增大D.輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大答案答案CD