高考物理一轮总复习专题11交变电流第2讲变压器、电能的输送.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第2讲变压器、电能的输送,【考纲解读】1.理解变压器的原理，掌握理想变压器原、副线圈的功率关系、电压关系及电流关系，并会进行有关计算；2.能利用功率、电压、电流关系对变压器进行动态分析；3.会计算远距离输电问题中线路损失的功率和电压,考点O讲堂梳理自查,互感,降压,升压,二、远距离输电,1,电路损失,(1)功率损失：设输电电流为,I,，输电线的电阻为,R,，则功率损失为,P,_.,(2)电压损失：,U,_.,减小功率损失和电压损失，都要求提高_，减小输电电流,I,2,R,IR,输电电压,电阻,电阻率小,横截面积,电流,电压,1,对变压器原理的考查,(多选),理想变压器的原、副线圈中一定相同的物理量有(),A交流电的频率B磁通量的变化率,C功率D交流电的峰值,【答案】,ABC,【解析】,理想变压器没有漏磁，没有能量损失，所以原、副线圈中磁通量变化率相同，原、副线圈中功率相同，B、C项正确；变压器的原理是互感现象，其作用是改变电压、不改变频率，A项正确，D项错误,2,对变压器基本关系式的考查,某变压器原、副线圈匝数比为55,9，原线圈所接电源电压按如图规律变化，副线圈接有负载下列判断正确的是(),A输出电压的最大值为36 V,B原、副线圈中电流之比为55,9,C变压器输入、输出功率之比为55,9,D交流电源有效值为220 V，频率为50 Hz,【答案】,D,3,对损失电压和损失功率的考查,(多选),在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么(),A输电线路上损失的电压与输送的电流成正比,B输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大,C输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比,D输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比,【答案】,AC,考点1理想变压器原、副线圈的关系,2基本关系式中物理量之间的决定关系,(1)电压决定关系：输入电压,U,1,决定输出电压,U,2,.,(2)电流决定关系：输出电流,I,2,决定输入电流,I,1,.,(3)功率决定关系：输出功率,P,2,决定输入功率,P,1,.,(4)频率关系：原、副线圈中电流的频率相同,例1(多选),如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为,n,1,，,n,2,.原线圈通过一理想电流表,D,A,接正弦交流电源，一个二极管和阻值为,R,的负载电阻串联后接到副线圈的两端假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大用交流电压表测得,a,，,b,端和,c,，,d,端的电压分别为,U,ab,和,U,cd,，则(),A,U,ab,U,cd,n,1,n,2,B增大负载电阻的阻值,R,，电流表的读数变小,C负载电阻的阻值越小，,cd,间的电压,U,cd,越大,D将二极管短路，电流表的读数加倍,思路剖析,：,(1)副线圈两端的电压,U,2,与,cd,两端的电压,U,cd,是否相等？为什么？(2)当负载,R,变化时，原线圈中的电流和电压是否发生变化？为什么？,【答案】,BD,【答案】,CD,关于理想变压器的四点说明,1变压器不能改变直流电压,2变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率,3理想变压器本身不消耗能量,4理想变压器基本关系中的,U,1,，,U,2,，,I,1,，,I,2,均为有效值,考点2理想变压器的动态分析,例2,(2017年石家庄联考),一台理想变压器，原线圈两端接在电压,U,不变的交流电源上，理想电流表接在原线圈电路中，理想电压表接在副线圈两端有四盏相同的灯泡L,1,，L,2,，L,3,和L,4,接在原、副线圈电路中，灯泡铭牌上标有(,P,0,，,U,0,)，电路如图所示开始时开关S闭合，四灯都正常发光，现在断开S，则下列判断正确的是(),A,U,4,U,0,B电压表示数可能不变,C灯L,1,变暗,D灯L,4,变亮,思路剖析,：,(1)S断开，负载电阻如何变化？(2)S断开，变压器的输入、输出功率如何变化？(3)S断开，变压器的输入电压如何变化？,【答案】,A,【答案】,BC,1理清三个回路,远距离输电电网间的基本结构，如图所示在每个回路中，变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源，每个回路均可应用闭合电路欧姆定律、串并联电路的规律，而变压器的电压、电流、功率关系则是联系不同回路的桥梁,考点3远距离输电,3掌握一个能量守恒定律,发电机把机械能转化为电能，并通过导线将能量输送给线圈1，线圈1上的能量就是远程输电的总能量，在输送过程中，先被输送回路上的导线电阻损耗一小部分，剩余的绝大部分通过降压变压器和用户回路被用户使用消耗，所以其能量关系为,P,1,P,线损,P,用户,例3,发电机的路端电压为220 V，输出电功率为44 kW，输电导线的电阻为0.2 ，如果用初、次级匝数之比为1,10的升压变压器升压，经输电线后，再用初、次级匝数比为10,1的降压变压器降压供给用户，求用户得到的电压和功率,思路剖析,：,(1)远距离输电的示意图是怎样的？(2)远距离输电过程中的电压关系、电流关系与功率关系是怎样的？,【答案】,219.6 V4.392,10,4,W,练3,如图所示，某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V，输出的电功率为50 kW，用电阻为3 的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220 V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)对整个送电过程，下列说法正确的是(),A输电线上损失的功率为300 W,B升压变压器的匝数比为1,100,C输电线上的电流为100 A,D降压变压器的输入电压为4 700 V,【答案】,A,解决远距离输电问题应注意下列几点,1画出输电电路图，标明相关物理量，这样能帮助理清物理量间的关系，以防出错,2注意升压变压器副线圈中的电流与降压变压器原线圈中的电流相等,3,输电线长度等于距离的2倍,4以变压器为界划分好各个回路，对各个回路独立运用欧姆定律、焦耳定律和电功、电功率公式进行计算,5抓住联系各回路之间的物理量，如变压器两侧的功率关系和两端电压、电流与匝数的关系,热点题组一理想变压器原、副线圈的关系,1,(多选)(2017年邢台质检),如图所示，将额定电压为60 V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V和2.2 A以下判断正确的是(),A变压器输入功率为484 W,B通过原线圈的电流的有效值为0.6 A,C通过副线圈的电流的最大值为2.2 A,D变压器原、副线圈匝数比,n,1,n,2,11,3,【答案】,BD,模拟精选 组合专练,【答案】,C,A当单刀双掷开关与,a,连接时，电压表的示数为31.1 V,B当单刀双掷开关与,b,连接且在0.01 s时，电流表示数为4.4 A,C当单刀双掷开关由,a,拨向,b,时，副线圈输出电压的频率变为25 Hz,D当单刀双掷开关由,a,拨向,b,时，原线圈的输入功率变大,【答案】,BD,热点题组三远距离输电,4,(多选)(2017年茂名质检),远距离输电装置如图所示，升压变压器和降压变压器均是理想变压器当开关S由2改接为1时，下列说法正确的是(),A电压表读数变大B电流表读数变大,C电流表读数变小D输电线损失的功率减小,【答案】,AB,