2020版物理高考新素養(yǎng)總復(fù)習(xí)新高考（魯京津瓊）課件：第十一章 交變電流 傳感器 第2講

1、基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 第第2講變壓器、電能的輸送講變壓器、電能的輸送 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 知識(shí)排查知識(shí)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。 圖圖1 閉合鐵芯閉合鐵芯兩個(gè)線圈兩個(gè)線圈 (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。 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 (1)功率關(guān)系：功率關(guān)系：_ (2)電壓關(guān)系：電壓關(guān)系：_ 有多個(gè)副線圈時(shí)有多個(gè)副線圈時(shí) _ (3)電流關(guān)系：只有一個(gè)副線圈時(shí)電流關(guān)系：只有一個(gè)副線圈時(shí) 有多個(gè)副線圈時(shí)，有多個(gè)副線圈時(shí)，U1I1_

2、 (由由P入 入 P出 出及 及PUI推出推出) 2.基本關(guān)系基本關(guān)系 P入 入 P出 出 U2I2U3I3UnIn 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 靖宸靖宸 3.幾種常用的變壓器幾種常用的變壓器 (1)自耦變壓器及調(diào)壓變壓器，如圖甲自耦變壓器及調(diào)壓變壓器，如圖甲(降壓作用降壓作用)、圖乙、圖乙(升壓作用升壓作用)所示。所示。 低電壓低電壓 小電流小電流 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 電能的輸送電能的輸送 一一一一 如圖如圖2所示，若發(fā)電站輸出電功率為所示，若發(fā)電站輸出電功率為P，輸電電壓為，輸電電壓為U，用戶得到的電功率為，用戶得到的電功率為P，用，用 戶的電壓為戶的電壓為U。 圖圖2 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核

3、心互動(dòng)探究 IR I2R 橫截面積橫截面積電阻率小電阻率小 輸電電壓輸電電壓 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 小題速練小題速練 (1)變壓器能改變恒定電流的電壓。變壓器能改變恒定電流的電壓。() (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)變壓器正常工作，當(dāng)副線圈與用電器斷開時(shí)，副線圈兩端無電壓。變壓器正常工作，當(dāng)副線圈與用電器斷開時(shí)，副線圈兩端無電壓。() (4)增大輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損失。增大輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損失。() (5)在輸送電壓一定時(shí)，輸送的電功率越

4、大，輸電過程中的電能損失越小。在輸送電壓一定時(shí)，輸送的電功率越大，輸電過程中的電能損失越小。() (6)在輸送的電功率一定時(shí)，輸電線上的功率損失與送電電壓成反比。在輸送的電功率一定時(shí)，輸電線上的功率損失與送電電壓成反比。() 答案答案(1)(2)(3)(4)(5)(6) 1.思考判斷思考判斷 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 答案答案C 2.人教版選修人教版選修32P44T2改編改編有些機(jī)床為了安全，照明電燈用的電壓是有些機(jī)床為了安全，照明電燈用的電壓是36 V，這個(gè)電，這個(gè)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

5、匝，副線圈是() A.1 081匝匝B.1 800匝匝 C.108匝匝 D.8 010匝匝 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 答案答案A 3.人教版選修人教版選修32P50T3改編改編從發(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，輸電線的總電 阻為阻為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成的電壓損失之比為() A.1001B.1100C.110 D.101 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 圖圖3 4.如圖如圖3所示為遠(yuǎn)距離交流輸電的簡化電路圖。發(fā)電廠的輸出電所示為遠(yuǎn)距離交流輸電的

6、簡化電路圖。發(fā)電廠的輸出電 壓是壓是U，用等效總電阻是，用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電 流是流是I1，其末端間的電壓為，其末端間的電壓為U1。在輸電線與用戶間連有一理想。在輸電線與用戶間連有一理想 變壓器，流入用戶端的電流是變壓器，流入用戶端的電流是I2。則。則() 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 答案答案A 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 理想變壓器基本關(guān)系的理解與應(yīng)用理想變壓器基本關(guān)系的理解與應(yīng)用 1.理想變壓器的基本關(guān)系理想變壓器的基本關(guān)系 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 2.含有多個(gè)副線圈的變壓器含有多個(gè)副線圈的變壓器 計(jì)算具有

7、兩個(gè)或兩個(gè)以上副線圈的變壓器問題時(shí)，需注意三個(gè)關(guān)系計(jì)算具有兩個(gè)或兩個(gè)以上副線圈的變壓器問題時(shí)，需注意三個(gè)關(guān)系 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 圖圖4 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 答案答案B 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 圖圖5 1.(2016江蘇單科，江蘇單科，4)一自耦變壓器如圖一自耦變壓器如圖5所示，環(huán)形鐵芯上只繞所示，環(huán)形鐵芯上只繞 有一個(gè)線圈，將其接在有一個(gè)線圈，將其接在a、b間作為原線圈。通過滑動(dòng)觸頭取該間作為原線圈。通過滑動(dòng)觸頭取該 線圈的一部分，接在線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈，在間作為副線圈，在a、b間輸入電壓為間輸入電壓為 U1的交變電流時(shí)，的交變電流時(shí)，c、d間的輸出電壓為間的

8、輸出電壓為U2，在將滑動(dòng)觸頭從，在將滑動(dòng)觸頭從M 點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)到點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過程中點(diǎn)的過程中() A.U2U1，U2降低降低 B.B.U U2 2 U U1 1，U2升高升高 C.U2U1，U2降低降低 D.U2U1，U2升高升高 答案答案C 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 圖圖6 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 答案答案B 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析 圖圖7 【例【例2】 (2016天津理綜，天津理綜，5)如圖如圖7所示，理想變壓器所示，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原線圈接在交流電源上，圖中各電表均為理想電表 。下列說法正確的是。下

9、列說法正確的是() A.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，向上滑動(dòng)時(shí)，R1消耗的功率變大消耗的功率變大 B.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表V示數(shù)變大示數(shù)變大 C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表向上滑動(dòng)時(shí)，電流表A1示數(shù)變大示數(shù)變大 D.若閉合開關(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 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 答案答案B 解析解析當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，接入電路的阻值變大，變壓器副線圈向上滑動(dòng)時(shí)，接入電路的阻值變大

10、，變壓器副線圈 兩端電壓不變，副線圈中的電流減小，則兩端電壓不變，副線圈中的電流減小，則R1消耗的功率及其兩端電壓均變小，故電壓消耗的功率及其兩端電壓均變小，故電壓 表的示數(shù)變大，選項(xiàng)表的示數(shù)變大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭正確；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，副線圈向上滑動(dòng)時(shí)，副線圈 中的電流減小，則原線圈中的電流也減小，電流表中的電流減小，則原線圈中的電流也減小，電流表A1示數(shù)變小，選項(xiàng)示數(shù)變小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若閉合錯(cuò)誤；若閉合 開關(guān)開關(guān)S，副線圈電路中總電阻減小，副線圈中的電流變大，副線圈電路中總電阻減小，副線圈中的電流變大，R1兩端電壓變大，兩端電壓變大，R2兩

11、端兩端 電壓減小，電流表電壓減小，電流表A2示數(shù)減??；原線圈中的電流也變大，電流表示數(shù)減??；原線圈中的電流也變大，電流表A1示數(shù)變大，選項(xiàng)示數(shù)變大，選項(xiàng)D 錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 【例【例3】 (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)比甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n2101，b是是 原線圈的中心抽頭，原線圈的中心抽頭，S為單刀雙擲開關(guān)，定值電阻為單刀雙擲開關(guān)，定值電阻R1、R2均為均為10 。在原線圈。在原線圈c、 d兩端加上如圖乙所示的交變電壓，下列說法正確的是兩端加上如圖乙所示的交變電壓，下列說法正確的是() 圖圖8 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 解

12、析解析由題圖可以知道，交變電流的電壓有效值為由題圖可以知道，交變電流的電壓有效值為220 V、周期為、周期為0.02 s，頻率為，頻率為50 Hz。當(dāng)。當(dāng)S接接a時(shí)，由變壓器的原理可以知道，時(shí)，由變壓器的原理可以知道，n2兩端電壓有效值為兩端電壓有效值為22 V，由閉合電，由閉合電 路歐姆定律，得理想電壓表的示數(shù)為路歐姆定律，得理想電壓表的示數(shù)為22 V，理想電流表示數(shù)為，理想電流表示數(shù)為2.2 A，故選項(xiàng)，故選項(xiàng)A正確正確 ，B錯(cuò)誤；當(dāng)錯(cuò)誤；當(dāng)S由由a撥到撥到b后，原線圈電壓、頻率不變，原線圈匝數(shù)減半，則副線圈后，原線圈電壓、頻率不變，原線圈匝數(shù)減半，則副線圈 頻率不變，故選項(xiàng)頻率不變，故選

13、項(xiàng)C錯(cuò)誤；副線圈兩端電壓加倍，負(fù)載電阻不變，副線圈的輸出功錯(cuò)誤；副線圈兩端電壓加倍，負(fù)載電阻不變，副線圈的輸出功 率變?yōu)樵瓉淼穆首優(yōu)樵瓉淼?倍，原線圈的輸入功率也變?yōu)樵瓉淼谋?，原線圈的輸入功率也變?yōu)樵瓉淼?倍，故選項(xiàng)倍，故選項(xiàng)D正確。正確。 A.當(dāng)當(dāng)S與與a連接后，理想電流表示數(shù)為連接后，理想電流表示數(shù)為2.2 A B.當(dāng)當(dāng)S與與a連接后，理想電壓表示數(shù)為連接后，理想電壓表示數(shù)為11 V C.當(dāng)當(dāng)S由由a撥到撥到b后，副線圈輸出電壓的頻率變?yōu)楹?，副線圈輸出電壓的頻率變?yōu)?5 Hz D.當(dāng)當(dāng)S由由a撥到撥到b后，原線圈的輸入功率變?yōu)樵瓉淼暮?，原線圈的輸入功率變?yōu)樵瓉淼?倍倍 答案答案AD 基礎(chǔ)自

14、主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 分析變壓器動(dòng)態(tài)問題的基本思路分析變壓器動(dòng)態(tài)問題的基本思路 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 (多選多選)如圖如圖9所示，發(fā)電機(jī)中線圈的匝數(shù)為所示，發(fā)電機(jī)中線圈的匝數(shù)為N，面積為，面積為S，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度 為為，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；電流表和電壓表為理想電表，定值電阻的阻值；電流表和電壓表為理想電表，定值電阻的阻值 為為R，其余電阻均不計(jì)；當(dāng)變壓器副線圈上的滑片，其余電阻均不計(jì)；當(dāng)變壓器副線圈上的滑片P在圖示位置時(shí)，變壓器的匝數(shù)在圖示位置時(shí)，變壓器的匝數(shù) 比比n1n212；開始時(shí)發(fā)電機(jī)線圈與磁場垂直。下列判斷正確的是；開始時(shí)

15、發(fā)電機(jī)線圈與磁場垂直。下列判斷正確的是() 針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練 圖圖9 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 答案答案BC 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 遠(yuǎn)距離輸電問題遠(yuǎn)距離輸電問題 1.理清三個(gè)回路理清三個(gè)回路 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 3.掌握三個(gè)重要關(guān)聯(lián)式掌握三個(gè)重要關(guān)聯(lián)式(聯(lián)系兩個(gè)變壓器的紐帶聯(lián)系兩個(gè)變壓器的紐帶) 2.抓住六個(gè)基本關(guān)系抓住六個(gè)基本關(guān)系 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 A.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。為使為輸電電流。為使 輸電線

16、上損耗的功率減小為原來的四分之一，由輸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，為輸電線的電阻， 恒定不變恒定不變)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)變變?yōu)樵瓉淼亩种?，又輸送功率不變，則輸電電壓應(yīng)變 為原來的為原來的2倍，即倍，即440 kV，選項(xiàng)，選項(xiàng)C正確。正確。 答案答案C 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 圖圖10 2.(多選多選)如圖如圖10為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器. 升壓變壓器升壓變壓器T1的原、副線圈匝數(shù)之比為的原、副線圈匝數(shù)之比為n1n2110，在，在T1的

17、的 原線圈兩端接入一正弦交流電，輸電線的總電阻為原線圈兩端接入一正弦交流電，輸電線的總電阻為2r2 ， 降壓變壓器降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為的原、副線圈匝數(shù)之比為n3n4101，若，若T2的的 “用電設(shè)備用電設(shè)備”兩端的電壓為兩端的電壓為U4200 V且且“用電設(shè)備用電設(shè)備”消耗的消耗的 電功率為電功率為10 kW，不考慮其他因素的影響，則，不考慮其他因素的影響，則() 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 答案答案ABC 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 輸電線路功率損失的計(jì)算方法輸電線路功率損失的計(jì)算方法 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 實(shí)驗(yàn)：探究變壓器電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系實(shí)驗(yàn)：探究變壓器電壓與線圈匝數(shù)的

18、關(guān)系 1.實(shí)驗(yàn)器材：實(shí)驗(yàn)器材：可拆變壓器、低壓交流電源、多用電表、導(dǎo)線、開關(guān)等?？刹鹱儔浩鳌⒌蛪航涣麟娫?、多用電表、導(dǎo)線、開關(guān)等。 2.實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟 (1)連接好實(shí)驗(yàn)電路。連接好實(shí)驗(yàn)電路。 (2)記錄原線圈的匝數(shù)記錄原線圈的匝數(shù)n1、副線圈的匝數(shù)、副線圈的匝數(shù)n2，閉合開關(guān)，接通電路，用多用電表的，閉合開關(guān)，接通電路，用多用電表的 交流電壓擋分別測出并記錄原線圈兩端的電壓交流電壓擋分別測出并記錄原線圈兩端的電壓U1、副線圈兩端的電壓、副線圈兩端的電壓U2。 (3)改變原線圈、副線圈的匝數(shù)，改變原線圈兩端的電壓，重復(fù)上述步驟，多做幾改變原線圈、副線圈的匝數(shù)，改變原線圈兩端的電壓，重復(fù)上述步驟

19、，多做幾 次實(shí)驗(yàn)，記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并填入下面的表格。次實(shí)驗(yàn)，記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并填入下面的表格。 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 1.20174月浙江選考，月浙江選考，21(1)為完成為完成“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系” 的實(shí)驗(yàn)，必須要選用的是的實(shí)驗(yàn)，必須要選用的是_(多選多選)。 A.有閉合鐵芯的原、副線圈；有閉合鐵芯的原、副線圈； B.無鐵芯的原、副線圈；無鐵芯的原、副線圈； C.交流電源；交流電源； D.直流電源；直流電源； E.多用電表多用電表(交流電壓擋交流電壓擋)； F.多用電表多用電表(交流電流擋交流電流擋)。 基礎(chǔ)

20、自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 根據(jù)測量數(shù)據(jù)可判斷連接電源的線圈是根據(jù)測量數(shù)據(jù)可判斷連接電源的線圈是_(填填na或或nb)。 解析解析為了完成變壓器的探究，需要使用交流電源、變壓器、多用電表為了完成變壓器的探究，需要使用交流電源、變壓器、多用電表(交流電壓交流電壓 擋擋)。為了讓變壓效果明顯需要含有閉合鐵芯的原、副線圈，因此正確答案為。為了讓變壓效果明顯需要含有閉合鐵芯的原、副線圈，因此正確答案為A、C 、E。由于有漏磁，所以副線圈測量電壓應(yīng)該小于理論變壓值，即。由于有漏磁，所以副線圈測量電壓應(yīng)該小于理論變壓值，即nb為輸入端，為輸入端，na 為輸出端。為輸出端。 答案答案ACEnb 用匝數(shù)用匝數(shù)na60匝和匝和nb120匝的變壓器，實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)如下表：匝的變壓器，實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)如下表： Ua/V1.802.803.804.90 Ub/V4.006.018.029.98 基礎(chǔ)自主學(xué)習(xí)核心互動(dòng)探究 2.在在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，操作步驟如下：的實(shí)驗(yàn)中，操作步驟如下： 將兩個(gè)線圈套到可拆變壓器的鐵芯上；將兩個(gè)線圈套到可拆變壓器的鐵芯上； 閉合電源開關(guān)，用多用電表的交流電壓擋分別測量原線圈和副線圈兩端的電壓；閉合電源開關(guān)，用多用電表的交流電壓擋分別測量原線圈和副線圈兩端的電壓； 將匝數(shù)較多的一組線圈接到學(xué)生電源的交流電源輸出