《高考風(fēng)向標(biāo)》高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題十一 第2講 變壓器 電能的輸送課件

第2講變壓器電能的輸送考點(diǎn)1理想變壓器1．構(gòu)造由一個閉合鐵芯、原線圈及副線圈組成．

圖11－2－1

2．工作原理：在同一鐵芯上的磁通量的變化率處處相同．

3．理想變壓器中的參數(shù)關(guān)系 沒有漏磁和發(fā)熱損失(即沒有能量損失)的變壓器叫理想變壓器．(1)電壓關(guān)系：在同一鐵芯上只有一組副線圈時：當(dāng)有幾組副線圈時：

(2)功率關(guān)系：對于理想變壓器不考慮能量損失，總有P入＝P出①當(dāng)只有一組副線圈時，I1U1＝I2U2，得(3)電流關(guān)系②當(dāng)有多組副線圈時：I1U1＝I2U2＋I(xiàn)3U3＋……，得I1n1＝I2n2＋I(xiàn)3n3＋……. 4．注意事項(xiàng)

(1)變壓器能改變交變電流電壓，但不能改變恒定電流(直流電)的電壓．如果原線圈接上直流電，則副線圈輸出電壓為零．

(2)變壓器的高壓線圈匝數(shù)多而通過的電流小，用較細(xì)的導(dǎo)線繞制，變壓器的低壓線圈匝數(shù)少而通過的電流大，用較粗的導(dǎo)線繞制．(3)副線圈上的電流電壓和原線圈上電流電壓一樣也是交變的，且頻率相同．(4)三個決定①輸入電壓決定輸出電壓，當(dāng)輸入電壓不變時，不論負(fù)載是否變化，輸出電壓不變．②輸出電流決定輸入電流，輸入電流隨輸出電流的增大而增大，隨輸出電流的減小而減?。圯敵龉β蕸Q定輸入功率，輸入功率隨輸出功率的變化而變化．當(dāng)負(fù)載為空載時，輸入功率為零．

1．(雙選)(2011年汕頭一模)如圖11－2－2甲，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶5，原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，副線圈僅接入一個10Ω的電阻．則()圖11－2－2答案：AC

2．(雙選)一理想變壓器的原線圈連接一只電流表，副線圈接入電路的匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q調(diào)節(jié)，如圖11－2－3所示．在副線圈上連接了定值電阻R0和滑動變阻器R，P為滑動變阻器的滑動觸頭．原線圈兩端接在電壓為U的交流電源上．則()圖11－2－3A．保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表的讀數(shù)變大B．保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表的讀數(shù)變小C．保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表的讀數(shù)變大D．保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表的讀數(shù)變小BC＝知，副線圈

解析：根據(jù)理想變壓器原副線圈上電壓、電流決定關(guān)系知：在輸入電壓U1

不變的情況下，U2不變．當(dāng)保持Q的位置不動，滑動頭P向上滑動時，副線圈上的電阻增大，電流減小，故輸入電流I1亦隨著減小，即電流表的示數(shù)變小，A錯誤B正確；當(dāng)保持P的位置不動，將Q向上滑動時,由

U1

n1U2

n2上匝數(shù)增大，引起副線圈上電壓增大，即副線圈上電流增大，故原線圈上的電流亦隨著增大，故電流表的示數(shù)增大，C正確，D錯誤．考點(diǎn)2遠(yuǎn)距離輸電

1．減小損耗的方法 發(fā)電機(jī)的輸出功率為一定值，P＝UI，在遠(yuǎn)距離輸電的過程中，有相當(dāng)一部分能量損耗在輸電線上，設(shè)輸電線的電阻為r，則損耗的電能，即轉(zhuǎn)化為熱能的部分為Q＝I2rt，電勢功率為P熱＝P損＝I2r，要減小損耗有兩種方法：

(1)減小電阻：①減小電阻率，現(xiàn)有的導(dǎo)線多為鋁導(dǎo)線，可改為銅，但價格太高；②減小距離，不可能；③增大面積，有局限性，并且耗費(fèi)材料．

(2)減小電流：在輸出功率不變的情況下，要減小電流，必須提高U，即需采用高壓輸電．

2．遠(yuǎn)距離輸電的經(jīng)典模型(如圖11－2－4)． 圖11－2－4 3．遠(yuǎn)距離輸電的三組關(guān)系及兩種損耗如下：(3)電功率率關(guān)系系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝PR＋P3(4)兩種損損耗：：功率率損耗耗PR＝I2RR，輸送送電壓壓損耗耗U＝IRR＝U2－U3.4．注意意(1)輸入電電壓及及匝數(shù)數(shù)比決決定輸輸出電電壓．．只有有負(fù)載載變化化時，，輸出電壓壓保持持不變變．(2)輸出的的功率率、電電流決決定輸輸入的的功率率、電電流，，故負(fù)負(fù)載變變化會引起起輸入入功率率的變變化．．3．(單選)(2011年廣州州一模模)圖11－2－5是遠(yuǎn)距距離輸輸電的的示意圖，，下列列說法法正確確的是是()A圖11－2－5A．a(chǎn)是升壓壓變壓壓器，，b是降壓壓變壓壓器B．a(chǎn)是降壓壓變壓壓器，，b是升壓壓變壓壓器C．a(chǎn)的輸出出電壓壓等于于b的輸入入電壓壓D．a(chǎn)的輸出出電壓壓等于于輸電電線上損損失的的電壓壓4．電站站的輸輸出功功率P＝104kW，輸出出電壓壓U1＝4kV，通過過理想變變壓器器升壓壓后向向遠(yuǎn)處處供電電．已已知輸輸電導(dǎo)導(dǎo)線的的總電電阻為為R＝10ΩΩ，輸電電線路路損失失的功功率為為輸出出功率率的4%，求變變壓器器的匝匝數(shù)比比．解：發(fā)電站站的輸輸出電電流I1＝PU1＝1074×103A＝2.5×103

A

電線路損失的功率P損＝4%P＝I22R

則I2＝4%PR＝4%×10710A＝2×102

A

變壓器的匝數(shù)比n1n2＝I2I1＝2×1022.5×103＝225.

【例1】(雙選)(2009年廣東東卷)圖11－2－6為遠(yuǎn)距距離高高壓輸輸)電的示示意圖圖．關(guān)關(guān)于遠(yuǎn)遠(yuǎn)距離離輸電電，下下列表表述正正確的的是(圖11－2－6熱點(diǎn)變變壓器器及遠(yuǎn)遠(yuǎn)距離離輸電電A．減小小輸電電導(dǎo)線線的橫橫截面面積有有利于于減少少輸電電過程程中的的電能能損失失B．高壓壓輸電電是通通過減減小輸輸電電電流來來減小小電路路的發(fā)發(fā)熱損損耗C．在輸輸送電電壓一一定時時，輸輸送的的電功功率越越大，，輸電電過程程中的的電能能損失越越小D．高壓壓輸電電必須須綜合合考慮慮各種種因素素，不不一定定是電電壓越越高越越好電線的橫截面積，會增大輸電線的電阻，則增大了輸電線上的功率損耗，A錯誤；由P＝UI來看在輸送功率一定的情況下，輸送電壓U越大，輸出電流越小，則功率損耗越小，B正確；若輸送電壓一定，輸送功率越大，則電流I越大，電路中損耗的電功率越大，C錯誤；輸送電壓并不是電壓越高越好，因?yàn)殡妷涸礁?，對于安全和技術(shù)的要求越高，D正確．

答案：：BD根據(jù)功功率損損失的的表達(dá)達(dá)式ΔP＝I2r可知，，要減減少輸輸電線上的的功率率損失失，有有兩種種方法法：其其一是是減小小輸電電線的的電阻阻；其其二是減減小輸輸電電電流．．在輸輸電功功率一一定的的條件件下，，根據(jù)據(jù)P＝UI可知，要要減小小輸電電線中中的電電流I，必須須提高高輸電電電壓壓U，這就就是采采用高壓壓輸電電的道道理．．解決決遠(yuǎn)距距離輸輸電問問題時時，應(yīng)應(yīng)先畫出出輸送送電路圖，，然后后以變變壓器器鐵芯芯為界界，分分成幾幾個獨(dú)獨(dú)立的的閉合合電路路，應(yīng)應(yīng)用歐歐姆姆定定律律等等有有關(guān)關(guān)公公式式分分析析各各自自的的電電流流、、電電壓壓和和功功率率關(guān)關(guān)系系．．各各獨(dú)立立回回路路之之間間可可通通過過變變壓壓器器的的n1：n2＝U1：U2＝I2/I1及理理想想變壓壓器器P1＝P2等聯(lián)聯(lián)系系起起來來．．1．(雙選選)(2010年東東莞莞模模擬擬)2008年1月10日開開始始的的低低溫溫雨雪雪冰冰凍凍造造成成我我國國部部分分地地區(qū)區(qū)嚴(yán)嚴(yán)重重災(zāi)災(zāi)害害，，其其中中高高壓壓輸輸電電線線因因結(jié)結(jié)冰冰而損毀嚴(yán)嚴(yán)重．此此次災(zāi)害害牽動億億萬人的的心．為為消除高高壓輸電電線上的凌冰，，有人設(shè)設(shè)計(jì)了這這樣的融融冰思路路：利用用電流的的熱效應(yīng)應(yīng)除冰．．若在正常常供電時時，高壓壓線上送送電電壓壓為U，電流為為I，熱耗功功率為ΔP；除冰時時，輸電電線上的的熱耗功功率需變變?yōu)?ΔP，則除冰冰時(認(rèn)為輸電功功率和輸輸電線電電阻不變變()A．輸電電電流為3IC．輸電電電壓為3UB．輸電電電流為9IAD易錯點(diǎn)：：變壓器器的應(yīng)用用【例1】圖11－2－7中，降壓壓變壓器器的變壓壓系數(shù)是是3，即初級線圈圈匝數(shù)與與次級線線圈的匝匝數(shù)之比比是3.初級線圈圈的輸入入電壓是660V，次級線線圈的電電阻為0.2ΩΩ，這臺變變壓器供供給100盞“220V,60W”的電燈用用電．求求：(1)空載時次次級線圈圈的路端端電壓和和輸出功功率；(2)接通時次次級線圈圈的路端端電壓；；(3)每盞燈的的實(shí)際功功率．圖11－2－7理解能力力的高低低表現(xiàn)在在把握文文字的物物理意義義上．題題文中說說“次級級線圈的的電阻為為0.2ΩΩ”．可見文文中所述述的變壓壓器有內(nèi)內(nèi)耗，不不是理想想變壓器器．類比比直流電電路的知知識，可可從兩條條路去求求路端電電壓，U＝E－Ir(電源電動動勢減去去內(nèi)電壓壓)，或者用用歐姆定定律U＝IR.來計(jì)算電電功率．．不能用P＝U2R(2)接通后次次級線圈圈有電阻阻，要消消耗電能能，由于于次級線線圈內(nèi)部部存在電壓降，所以以次級線圈的的路端電壓不不再是220V，而應(yīng)以次級級線圈為研究對象應(yīng)用用閉合電路歐歐姆定律去求求次級線圈的的路端電壓．．(3)由于次級線圈圈的路端電壓壓達(dá)不到燈泡泡的額定電壓壓，燈泡的實(shí)實(shí)際功率要小于每每盞燈的額定定功率．(1)變壓器空載時時，電路的電電流為零，無無能量的轉(zhuǎn)化化，1．(雙選)(2010年潮州二模