202X高考物理第2講變壓器遠距離輸電課件魯科版選修3_2

1、第第2講變壓器遠距離輸電講變壓器遠距離輸電知識排查知識排查理想變壓器理想變壓器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。兩個線圈兩個線圈2.基本關(guān)系式基本關(guān)系式(1)功率關(guān)系：功率關(guān)系：_。(2)電壓關(guān)系：電壓關(guān)系：_。P入入P出出由由P入入P出出及及PUI推出有多個副線圈時，推出有多個副線圈時，U1I1_。U2I2U3I3UnIn遠距離輸電遠距離輸電1.電壓損失電壓損失：(1)U_。(2)U_。U2U3I2R線線3.功率關(guān)系

2、：功率關(guān)系：P1P2，P3P4，P2_P3。P損損U小題速練小題速練1.思考判斷思考判斷(1)理想變壓器的基本關(guān)系式中，電壓和電流均為有效值。理想變壓器的基本關(guān)系式中，電壓和電流均為有效值。()(2)變壓器不但能改變交變電流的電壓，還能改變交變電流的頻率。變壓器不但能改變交變電流的電壓，還能改變交變電流的頻率。()(3)理想變壓器能改變交變電壓、交變電流，但不改變功率，即輸入功率總等于輸理想變壓器能改變交變電壓、交變電流，但不改變功率，即輸入功率總等于輸出功率。出功率。()(4)高壓輸電是通過減小輸電電流來減少電路的發(fā)熱功率。高壓輸電是通過減小輸電電流來減少電路的發(fā)熱功率。()答案答案(1)(

3、2)(3)(4)2.魯科版選修魯科版選修32P74T3改編改編有些機床為了安全，照明電燈用的電壓是有些機床為了安全，照明電燈用的電壓是36 V，這個電，這個電壓是把壓是把380 V的電壓降壓后得到的。如果變壓器的原線圈是的電壓降壓后得到的。如果變壓器的原線圈是1 140匝，副線圈是匝，副線圈是()A.1 081匝匝B.1 800匝匝C.108匝匝 D.8 010匝匝答案答案C3. (多選多選)理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比n1n2101，原線圈兩端接交流電源，原線圈兩端接交流電源，則則()A.原、副線圈中電流頻率之比原、副線圈中電流頻率之比f1f2101B.原、副線圈

4、兩端電壓之比為原、副線圈兩端電壓之比為U1U2101C.原、副線圈內(nèi)電流之比原、副線圈內(nèi)電流之比I1I2110D.變壓器輸入和輸出功率之比變壓器輸入和輸出功率之比P1P2101答案答案BC4.魯科版選修魯科版選修32P76例改編例改編從發(fā)電站輸出的功率為從發(fā)電站輸出的功率為220 kW，輸電線的總電阻為，輸電線的總電阻為0.05 ，用，用110 V和和11 kV兩種電壓輸電。兩種情況下輸電線上由電阻造成的電壓損兩種電壓輸電。兩種情況下輸電線上由電阻造成的電壓損失之比為失之比為()A.1001B.1100C.110 D.101答案答案A理想變壓器基本關(guān)系的應(yīng)用理想變壓器基本關(guān)系的應(yīng)用1.理想變壓

5、器的制約關(guān)系理想變壓器的制約關(guān)系2.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?！纠纠?】(多選多選)(2016全國卷全國卷，19)如圖如圖3，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡壓相同的燈泡a和和b。當輸入電壓。當輸入電壓U為燈泡額定電壓的為燈泡額定電壓的10倍時，兩燈泡均能正常發(fā)光。倍時，兩燈泡均能正常發(fā)光。下列說法正確的是下列說法正確的是()圖圖3A.原、副線圈匝數(shù)比為原、副線圈匝數(shù)比為91B.原、副線圈匝數(shù)比為原、副線圈匝數(shù)比為19C.此時此時a和和b的電功率之比為的電功率之

6、比為91D.此時此時a和和b的電功率之比為的電功率之比為19答案答案AD1.(2019福建龍巖模擬福建龍巖模擬)L1和和L2是高壓輸電的兩條輸電線，現(xiàn)要通過變壓器測量是高壓輸電的兩條輸電線，現(xiàn)要通過變壓器測量L1和和L2之間的電壓，下圖的四種電路連接正確的是之間的電壓，下圖的四種電路連接正確的是 ()A圖圖4答案答案B3.(2016全國卷全國卷，16)一含有理想變壓器的電路如圖一含有理想變壓器的電路如圖5所示，圖中電阻所示，圖中電阻R1、R2和和R3的阻的阻值分別為值分別為3 、1 和和4 ，為理想交流電流表，為理想交流電流表，U為正弦交流電源，輸出電壓的有為正弦交流電源，輸出電壓的有效值恒定

7、。當開關(guān)效值恒定。當開關(guān)S斷開時，電流表的示數(shù)為斷開時，電流表的示數(shù)為I；當；當S閉合時，電流表的示數(shù)為閉合時，電流表的示數(shù)為4I。該。該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為變壓器原、副線圈匝數(shù)比為()圖圖5A.2 B.3 C.4 D.5甲甲乙乙答案答案B瞬時速度和平均速度瞬時速度和平均速度1.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)比不變的情況和負載電阻不常見的理想變壓器的動態(tài)分析問題一般有兩種：匝數(shù)比不變的情況和負載電阻不變的情況。變的情況。(1)分清不變量和變量。分清不變量和變量。(2)弄清理想變壓器中電壓、電流、功率之間的聯(lián)系和相互制約關(guān)系。弄清理想變壓器中電壓、

8、電流、功率之間的聯(lián)系和相互制約關(guān)系。(3)利用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路特點進行分析判定。利用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路特點進行分析判定。2.變壓器與電路動態(tài)分析相結(jié)合問題的分析方法變壓器與電路動態(tài)分析相結(jié)合問題的分析方法圖圖6【例【例2】如圖如圖6甲所示，一自耦變壓器的原線圈與有效值不變的正弦交流電源相連接，甲所示，一自耦變壓器的原線圈與有效值不變的正弦交流電源相連接，副線圈中通過輸電線接有副線圈中通過輸電線接有3只燈泡只燈泡L1、L2和和L3，輸電線等效電阻為，輸電線等效電阻為R；如圖乙所示，；如圖乙所示，一總阻值為一總阻值為R的滑動變阻器與有效值不變的正弦交流電源相連接，通過輸電線接

9、有的滑動變阻器與有效值不變的正弦交流電源相連接，通過輸電線接有3只燈泡只燈泡L4、L5和和L6，輸電線等效電阻為，輸電線等效電阻為R，A1、A2均可視為理想電表。下列分析判均可視為理想電表。下列分析判斷正確的是斷正確的是()A.當滑動觸頭當滑動觸頭P1向上移動一段后，燈泡向上移動一段后，燈泡L1、L2和和L3都變亮都變亮B.當滑動觸頭當滑動觸頭P2向下移動一段后，燈泡向下移動一段后，燈泡L4、L5和和L6都變亮都變亮C.當滑動觸頭當滑動觸頭P1向下移動一段后，原線圈中電流表向下移動一段后，原線圈中電流表A1的示數(shù)增大的示數(shù)增大D.當滑動觸頭當滑動觸頭P2向下移動一段后，電流表向下移動一段后，電

10、流表A2的示數(shù)減小的示數(shù)減小 解析解析此自耦變壓器為升壓變壓器，滑動觸頭此自耦變壓器為升壓變壓器，滑動觸頭P1向下移動，輸入電壓不變，輸出電向下移動，輸入電壓不變，輸出電壓增加，等效電阻壓增加，等效電阻R、燈泡、燈泡L1、L2和和L3消耗的功率都變大，原線圈中電流表消耗的功率都變大，原線圈中電流表A1示數(shù)示數(shù)變大，所以變大，所以C正確，正確，A錯誤；當滑動觸頭錯誤；當滑動觸頭P2向下移動一段后，電路中的總電阻減小，向下移動一段后，電路中的總電阻減小，總電流增大，電流表總電流增大，電流表A2的示數(shù)增大，通過燈泡的示數(shù)增大，通過燈泡L4、L5和和L6所在支路電流減小，所所在支路電流減小，所以燈泡以

11、燈泡L4、L5和和L6變暗，所以變暗，所以B、D錯誤。錯誤。答案答案C1.(2016天津理綜，天津理綜，5)如圖如圖7所示，理想變壓器原線圈所示，理想變壓器原線圈接在交流電源上，圖中各電表均為理想電表。下列接在交流電源上，圖中各電表均為理想電表。下列說法正確的是說法正確的是()A.當滑動變阻器的滑動觸頭當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，向上滑動時，R1消耗的消耗的功率變大功率變大B.當滑動變阻器的滑動觸頭當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，電壓表向上滑動時，電壓表V示數(shù)變大示數(shù)變大C.當滑動變阻器的滑動觸頭當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，電流表向上滑動時，電流表A1示數(shù)變大示數(shù)變大D.若

12、閉合開關(guān)若閉合開關(guān)S，則電流表，則電流表A1示數(shù)變大，示數(shù)變大，A2示數(shù)變大示數(shù)變大答案答案B圖圖82.易錯題易錯題(多選多選)如圖如圖8甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為41，b是原線圈是原線圈的中心抽頭，圖中電表均為理想的交流電表，定值電阻的中心抽頭，圖中電表均為理想的交流電表，定值電阻R10 ，其余電阻均不計，其余電阻均不計，從某時刻開始在原線圈從某時刻開始在原線圈c、d兩端加上如圖乙所示的交變電壓，則下列說法正確的兩端加上如圖乙所示的交變電壓，則下列說法正確的是是()A.當單刀雙擲開關(guān)與當單刀雙擲開關(guān)與a連接時，電壓表的示數(shù)為連接時，電壓表的示

13、數(shù)為55 VB. 當單刀雙擲開關(guān)與當單刀雙擲開關(guān)與a連接且連接且t0.01 s時，電流表示數(shù)為零時，電流表示數(shù)為零C.當單刀雙擲開關(guān)由當單刀雙擲開關(guān)由a撥向撥向b時，原線圈的輸入功率增大時，原線圈的輸入功率增大D.當單刀雙擲開關(guān)由當單刀雙擲開關(guān)由a撥向撥向b時，副線圈輸出電壓的頻率為時，副線圈輸出電壓的頻率為25 Hz答案答案AC圖圖93.易錯題易錯題如圖如圖9甲所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為甲所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為51，原線圈接入如圖乙所，原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電，副線圈與二極管示的正弦交流電，副線圈與二極管(正向電阻為零，相當于導(dǎo)線；反向電阻為無窮大，正向電阻為零，

14、相當于導(dǎo)線；反向電阻為無窮大，相當于斷路相當于斷路)、定值電阻、定值電阻R0、熱敏電阻、熱敏電阻Rt(阻值隨溫度的升高而減小阻值隨溫度的升高而減小)及報警器及報警器P(電流電流增加到一定值時報警器增加到一定值時報警器P將發(fā)出警報聲將發(fā)出警報聲)組成閉合電路，電壓表、電流表均為理想電組成閉合電路，電壓表、電流表均為理想電表。則以下判斷正確的是表。則以下判斷正確的是()答案答案B遠距離輸電問題遠距離輸電問題解決遠距離輸電問題時的思路解決遠距離輸電問題時的思路(1)首先畫出輸電的電路圖，如圖所示：首先畫出輸電的電路圖，如圖所示：(2)分析三個回路：在每個回路中變壓器的原線圈是回路的用電器，而相應(yīng)的副

15、線分析三個回路：在每個回路中變壓器的原線圈是回路的用電器，而相應(yīng)的副線圈是下一個回路的電源。圈是下一個回路的電源。(3)綜合運用下面三個方面的關(guān)系求解綜合運用下面三個方面的關(guān)系求解圖圖10【例【例3】(2015福建高考福建高考)圖圖10為遠距離輸電示意為遠距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的的原、副線圈匝數(shù)分別為原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，在，在T的原線圈兩端的原線圈兩端接入一電壓接入一電壓uUmsin t的交流電源，若輸送電功的交流電源，若輸送電功率為率為P，輸電線的總電阻為，輸電線的總電阻為2r，不考慮其他因素的，不考慮其他因素的

16、影響，則輸電線上損失的電功率為影響，則輸電線上損失的電功率為()答案答案CA.55 kV B.110 kV C.440 kV D.880 kV解析解析設(shè)輸送功率為設(shè)輸送功率為P，則有，則有PUI，其中，其中U為輸電電壓，為輸電電壓，I為輸電電流。為使輸為輸電電流。為使輸電線上損耗的功率減小為原來的四分之一，由電線上損耗的功率減小為原來的四分之一，由P損損I2R(R為輸電線的電阻，恒定為輸電線的電阻，恒定不變不變)可知應(yīng)使可知應(yīng)使I變?yōu)樵瓉淼亩种?，又輸送功率不變，則輸電電壓應(yīng)變?yōu)樵瓉碜優(yōu)樵瓉淼亩种唬州斔凸β什蛔?，則輸電電壓應(yīng)變?yōu)樵瓉淼牡?倍，即倍，即440 kV，選項，選項C正確。正確。答案答案C圖圖112.某小型水電站的電能輸送示意圖如圖某小型水電站的電能輸送示意圖如圖11所示