高考物理人教版選修3-2 1.2《變壓器 電能的輸送》課件

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歡迎進入物理課堂 1 理想變壓器 1 理想變壓器是沒有損失的變壓器 2 變壓器的結(jié)構(gòu) 是改變交流電電壓的設備 主要由和繞在鐵芯上的兩個或兩個以上的組成 其中與電源連接的線圈叫 與負載連接的線圈叫 3 變壓器的原理 變壓器工作的基礎是 原線圈中的交變電流在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量 既穿過 也穿過原線圈 在原 副線圈中同樣要產(chǎn)生 能量 閉合的鐵芯 線圈 原線圈 副線圈 互感現(xiàn)象 副線圈 感應電動勢 2 電能的輸送 1 減少輸電電能損失的兩種方法 電阻 電阻率 橫截面積 另一個是減小輸電導線的 在輸電功率一定的條件下 根據(jù)P UI可知 要減小輸電線中的電流I 必須提高 2 遠距離高壓輸電在發(fā)電機處用變壓器升高電壓 在用戶處用變壓器降低電壓 輸電情況及原理如圖所示 電流 輸電電壓U 降壓 升壓 考點一理想變壓器原 副線圈基本量的關(guān)系理想變壓器原 副線圈基本量的關(guān)系如右表 案例1 2011 全國新課標 如圖 一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1 2 副線圈電路中接有燈泡 燈泡的額定電壓為220V 額定功率為22W 原線圈電路中接有電壓表和電流表 現(xiàn)閉合開關(guān) 燈泡正常發(fā)光 若用U和I分別表示此時電壓表和電流表的讀數(shù) 則 答案 A 即時鞏固1 2011 廣東理綜 圖 a 左側(cè)的調(diào)壓裝置可視為理想變壓器 負載電R 55 為理想電流表和電壓表 若原線圈接入如圖 b 所示的正弦交變電壓 電壓表的示數(shù)為110V 下列表述正確的是 A 電流表的示數(shù)為2AB 原 副線圈匝數(shù)比為1 2C 電壓表的示數(shù)為電壓的有效值D 原線圈中交變電壓的頻率為100Hz 解析 由圖 b 可知原線圈兩端電壓的有效值U1 220V 由 可得原副線圈匝數(shù)之比故B錯誤 電流表示數(shù)與電壓表示數(shù)都為有效值 故C正確 電流表示數(shù)故A正確 由圖 b 可知T 0 02s 所以交變電壓的頻率為Hz 50Hz D錯誤 答案 A C 考點二理想變壓器的動態(tài)分析如果理想變壓器的原 副線圈的匝數(shù)不變時 當變壓器的負載發(fā)生變化 如圖所示 各量相互關(guān)系如下 2 輸出電流I2決定輸入電流I1 在輸入電壓U1一定的情況下 輸出電壓U2也被完全確定 當負載電阻R增大時 I2減小 則I1相應減小 當負載電阻R減小時 I2增大 則I1相應增大 在使用變壓器時 不能使變壓器次級短路 3 輸出功率P2決定輸入功率P1 理想變壓器的輸入功率與輸出功率相等 即P1 P2 在輸入電壓U1一定的情況下 當負載電阻R增大時 I2減小 則變壓器的輸出功率P2 I2U2減小 輸入功率P1也將相應減小 當負載電阻R減小時 I2增大 變壓器的輸出功率P2 I2U2增大 則輸入功率P1也將增大 3 只有一個副線圈的變壓器電流與匝數(shù)成反比 多個副線圈的變壓器沒有這種關(guān)系 案例2 2010 天津理綜 為探究理想變壓器原 副線圈電壓 電流的關(guān)系 將原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上 副線圈連接相同的燈泡L1 L2 電路中分別接了理想交流電壓表V1 V2和理想交流電流表A1 A2 導線電阻不計 如圖所示 當開關(guān)S閉合后 A A1示數(shù)變大 A1與A2示數(shù)的比值不變B A1示數(shù)變大 A1與A2示數(shù)的比值變大C V2示數(shù)變小 V1與V2示數(shù)的比值變大D V2示數(shù)不變 V1與V2示數(shù)的比值不變 答案 A D 即時鞏固2 街頭通過降壓變壓器給用戶供電的示意圖如圖所示 變壓器輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓 可忽略其波動 輸出電壓通過輸電線輸送給用戶 輸電線的電阻用R0表示 輸電線消耗的電功率用P0表示 變阻器R表示用戶的總電阻 P表示用戶的總功率 當用電器增加時 相當于R的阻值減小 滑動片向下移 R始終大于R0 當用戶的用電器增加時 圖中電流表示數(shù)I1 I2及P0 P變化為 A I1變大 I2變大B I1變小 I2變小C P0變大 P變大D P0變大 P變小 答案 A C 考點三關(guān)于高壓輸電問題的分析對高壓輸電問題 應按 發(fā)電機 升壓變壓器 遠距離輸電線 降壓變壓器 用電器 這樣的順序 或從 用電器 倒推到 發(fā)電機 一步一步進行分析 高壓輸電既能減少功率損失 也能減少電壓損失 但在實際高壓輸電時 也并非輸電電壓越高越好 還需綜合考慮各種因素 依照不同的情況選擇合適的輸電電壓 遠距離高壓輸電的幾個基本關(guān)系 以下圖為例 案例3 2010 福建理綜 中國已投產(chǎn)運行的1000kV特高壓輸電是目前世界上電壓最高的輸電工程 假設甲 乙兩地原來用500kV的超高壓輸電 輸電線上損耗的電功率為P 在保持輸送電功率和輸電線電阻都不變的條件下 現(xiàn)改用1000kV特高壓輸電 若不考慮其他因素的影響 則輸電線上損耗的電功率將變?yōu)?答案 A 即時鞏固3 2010 江蘇高考 在如圖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不變 隨著發(fā)電廠輸出功率的增大 下列說法中正確的是 A 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C 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 答案 C D 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全