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(jìn)入物理課堂 1 理想變壓器 1 理想變壓器是沒(méi)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(shè)備 主要由和繞在鐵芯上的兩個(gè)或兩個(gè)以上的組成 其中與電源連接的線圈叫 與負(fù)載連接的線圈叫 3 變壓器的原理 變壓器工作的基礎(chǔ)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(guò) 也穿過(guò)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(yīng)電動(dòng)勢(shì) 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(gè)是減小輸電導(dǎo)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(yuǎn)距離高壓輸電在發(fā)電機(jī)處用變壓器升高電壓 在用戶(hù)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(diǎn)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(guó)新課標(biāo) 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(kāi)關(guān) 燈泡正常發(fā)光 若用U和I分別表示此時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù) 則 答案 A 即時(shí)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(fù)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(cuò)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(cuò)誤 答案 A C 考點(diǎn)二理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析如果理想變壓器的原 副線圈的匝數(shù)不變時(shí) 當(dāng)變壓器的負(fù)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(dāng)負(fù)載電阻R增大時(shí) I2減小 則I1相應(yīng)減小 當(dāng)負(fù)載電阻R減小時(shí) I2增大 則I1相應(yīng)增大 在使用變壓器時(shí) 不能使變壓器次級(jí)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(dāng)負(fù)載電阻R增大時(shí) 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(yīng)減小 當(dāng)負(fù)載電阻R減小時(shí) 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(gè)副線圈的變壓器電流與匝數(shù)成反比 多個(gè)副線圈的變壓器沒(méi)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(dǎo)線電阻不計(jì) 如圖所示 當(dāng)開(kāi)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(shí)鞏固2 街頭通過(guò)降壓變壓器給用戶(hù)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(dòng) 輸出電壓通過(guò)輸電線輸送給用戶(hù) 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(hù)的總電阻 P表示用戶(hù)的總功率 當(dāng)用電器增加時(shí) 相當(dāng)于R的阻值減小 滑動(dòng)片向下移 R始終大于R0 當(dāng)用戶(hù)的用電器增加時(shí) 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(diǎn)三關(guān)于高壓輸電問(wèn)題的分析對(duì)高壓輸電問(wèn)題 應(yīng)按 發(fā)電機(jī) 升壓變壓器 遠(yuǎn)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(jī) 一步一步進(jìn)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(shí)際高壓輸電時(shí) 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(yuǎn)距離高壓輸電的幾個(gè)基本關(guān)系 以下圖為例 案例3 2010 福建理綜 中國(guó)已投產(chǎn)運(yùn)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(shè)甲 乙兩地原來(lái)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(shí)鞏固3 2010 江蘇高考 在如圖所示的遠(yuǎn)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(shuō)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(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全