【綠色通道】高考物理第十章交流電傳感器 變壓器和遠(yuǎn)距離輸電課件 新人教

一、變壓器1．變壓器的構(gòu)造：變壓器是由________和繞在鐵芯上的________組成的，如圖所示．(1)原線圈：與________連接的線圈，也叫初級(jí)線圈．(2)副線圈：與負(fù)載連接的線圈，也叫次級(jí)線圈．2．變壓器的原理：電流通過原線圈時(shí)在鐵芯中激發(fā)________，由于電流的大小、方向在不斷變化，鐵芯中的磁場也在不斷變化，變化的磁場在副線圈中產(chǎn)生________，所以盡管兩個(gè)線圈之間沒有導(dǎo)線相連，副線圈也能夠輸出電流．________是變壓器工作的基礎(chǔ)．3．理想變壓器：沒有________的變壓器，即________功率等于________功率．5．互感器分為：電壓互感器和電流互感器．比較如下：電壓互感器電流互感器原線圈的連接________在高壓電路中________在待測大電流電路中副線圈的連接連接________表連接________表互感器的作用將______變?yōu)開_______將______變成______測量工具用________表測低電壓用______表測小電流電壓互感器電流互感器匝數(shù)比較高壓電路的________大電流電路的________________________原理圖二、電能的輸送1．目的：輸送電能．2．關(guān)鍵：降低輸電線上電能的損耗，P損＝________.3．降低輸電損耗的兩個(gè)途徑(2)減小輸電導(dǎo)線中的________．由P＝UI可知，當(dāng)輸送功率一定時(shí)，提高_(dá)_______可以減小輸電電流．4．電網(wǎng)供電(1)遠(yuǎn)距離高壓輸電由于發(fā)電機(jī)本身的輸出電壓不可能很高，所以采用高壓輸電時(shí)，在發(fā)電站內(nèi)需用________升壓到幾百千伏后再向遠(yuǎn)距離送電，到達(dá)用電區(qū)再用________降到所需的電壓．(2)電網(wǎng)：通過網(wǎng)狀輸電線、變電站，將許多電廠和廣大用戶連接起來，形成全國性或地區(qū)性的________．思考：在輸電線路中升壓變壓器的原線圈和副線圈所用的導(dǎo)線哪個(gè)粗一些？(兩線圈的導(dǎo)線材料相同)．二、2.I2r3.電阻率小橫截面積電流輸送電壓4.升壓變壓器降壓變壓器輸電網(wǎng)絡(luò)思考：原線圈中的電壓低電流大，應(yīng)用粗一些的導(dǎo)線．理想變壓器①?zèng)]有能量損失②沒有磁通量損失基本關(guān)系功率關(guān)系原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率P入＝P出電壓關(guān)系原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，與負(fù)載情況、副線圈個(gè)數(shù)的多少無關(guān)電流關(guān)系①只有一個(gè)副線圈：電流和匝數(shù)成反比②多個(gè)副線圈：由輸入功率和輸出功率相等確定電流關(guān)系頻率關(guān)系原、副線圈中電流的頻率相等制約關(guān)系電壓副線圈電壓U2由原線圈電壓U1和匝數(shù)比決定功率原線圈的輸入功率P1由副線圈的輸出功率P2決定電流原線圈電流I1由副線圈電流I2和匝數(shù)比決定說明明：：(1)理理想想變變壓壓器器的的應(yīng)應(yīng)用用中中要要注注意意副副線線圈圈和和原原線線圈圈功功率率相相等等這這個(gè)個(gè)特特點(diǎn)點(diǎn)，，電電流流關(guān)關(guān)系系的的推推導(dǎo)導(dǎo)應(yīng)應(yīng)該該以以其其為為依依據(jù)據(jù)．．(2)變變壓器的的以上關(guān)關(guān)系都是是根據(jù)“口”字型的變變壓器推推出的．．如果變變壓器不不是“口”字型時(shí)，，應(yīng)根據(jù)據(jù)變壓器器的原理理及各線線圈中磁磁通量的的關(guān)系推推導(dǎo)出各各物理量量的關(guān)系系．(2)輸輸出電流流I2決定輸入入電流I1，在輸入入電壓一一定的情情況下，，輸出電電壓U2也被完全全確定，，當(dāng)負(fù)載載電阻R增大時(shí)，，I2減小，則則I1相應(yīng)減小?。划?dāng)負(fù)負(fù)載電阻阻R減小時(shí)，，I2增大，則則I1相應(yīng)增大大．(3)輸出出功率P2決定輸入功功率P1.理想變壓壓器的輸入入功率與輸輸出功率相相等，即P1＝P2，在輸入電電壓U1一定的情況況下，當(dāng)負(fù)負(fù)載電阻R增大時(shí)，I2減小，則變變壓器的輸輸出功率P2＝I2U2減小，輸入入功率P1也將相應(yīng)減減??；當(dāng)負(fù)負(fù)載電阻R減小時(shí)，I2增大，變壓壓器的輸出出功率P2＝I2U2增大，則輸輸入功率P1也將增大．．2．動(dòng)態(tài)分分析的思路路程序可表表示為說明：(1)對(duì)于于電源，原原線圈相當(dāng)當(dāng)于用電器器；對(duì)于用用電器，副副線圈相當(dāng)當(dāng)于電源．．(2)對(duì)理理想變壓器器應(yīng)注意能能量守恒定定律的應(yīng)用用．1．遠(yuǎn)距離離高壓輸電電的幾個(gè)基基本關(guān)系(以下圖為為例)(1)功率率關(guān)系P1＝P2，P3＝P4，P2＝P線＋P3(2)電壓壓、電流關(guān)關(guān)系說明：電流之間的的關(guān)系最簡簡單，I2、I3、I線中只要知道道一個(gè)，另另兩個(gè)總與與它相等．．因此求輸輸電線上的的電流往往往是這類問問題的突破破口．2．關(guān)于遠(yuǎn)遠(yuǎn)距離輸電電問題的處處理思路(1)首先先畫出輸電電線路示意意圖，最簡簡單電路如如圖所示．．(2)常見問題有有兩類：一一類是正向向題目，由由發(fā)電機(jī)→→升壓→輸輸電線→降降壓→用電電器的順序序分析；另另一類是由由用電器到到發(fā)電機(jī)的的分析過程程．還有一一類常見的的中間突破破的題目，，即由輸電電線上的功功率損失求求出輸電線線上的電流流，也就是是流過升壓壓變壓器副副線圈和降降壓變壓器器原線圈的的電流，再再由理想變變壓器的工工作原理推推斷發(fā)電和和用電的問問題．(2010·全國Ⅱ)右圖中為一一理想變壓壓器，其原原線圈與一一電壓有效效值不變的的交流電源源相連：P為滑動(dòng)頭．．現(xiàn)令P從均勻密繞繞的副線圈圈最底端開開始，沿副副線圈勻速速上滑，直直至白熾燈燈泡L兩端端的電壓等等于其額定定電壓為止止．且I1表示流過原原線圈的電電流，I2表示流過燈燈泡的電流流，U2表示燈泡兩兩端的電壓壓，P2表示燈泡消消耗的電功功率(這里里的電流、、電壓均指指有效值；；電功率指指平均值)．下列四四個(gè)圖中，，能夠正確確反映相應(yīng)應(yīng)物理量的的變化趨勢勢的是()答案：BC跟蹤訓(xùn)練1(2010·重慶理理綜)一輸入電壓壓為220V，輸輸出電壓為為36V的變壓器器副線圈燒燒壞．為獲獲知此變壓壓器原、副副線圈匝數(shù)數(shù)，某同學(xué)學(xué)拆下燒壞壞的副線圈圈，用絕緣緣導(dǎo)線在鐵鐵芯上新繞繞上5匝線線圈，如圖圖所示，然然后將原線線圈接到220V交流電源源上，測得得新繞線圈圈的端電壓壓為1V．按理想想變壓器分分析，該變變壓器燒壞壞前的原、、副線圈匝匝數(shù)分別為為()A．1100,360B．1100,180C．2200,180D．2200,360答案：B(2010·天津理理綜)為探究理想想變壓器原原、副線圈圈電壓、電電流的關(guān)系系，將原線線圈接到電電壓有效值值不變的正正弦交流電電源上，副副線圈連接接相同的燈燈泡L1、L2，電路中分分別接了理理想交流電電壓表V1、V2和理想交流流電流表A1、A2，導(dǎo)線電阻阻不計(jì)，如如圖所示．．當(dāng)開關(guān)S閉合后()A．A1示數(shù)變大，，A1與A2示數(shù)的比值值不變B．A1示數(shù)變大，，A1與A2示數(shù)的比值值變大C．V2示數(shù)變小，，V1與V2示數(shù)的比值值變大D．V2示數(shù)不變，，V1與V2示數(shù)的比值值不變答案：AD點(diǎn)評(píng)：(1)關(guān)于于理想變壓壓器的動(dòng)態(tài)態(tài)分析問題題一般有兩兩種類型：：①負(fù)載電阻不不變，原、、副線圈的的電壓U1、U2不變，電流流I1、I2，功率P1、P2隨匝數(shù)比的的變化而變變化；②匝數(shù)比不變變，原、副副線圈的電電壓U1、U2不變，電流流I1、I2，功率P1、P2隨負(fù)載電阻阻的變化而而變化．(2)無論哪哪種情況，處處理此類問題題的關(guān)鍵是分分清變量和不不變量，弄清清理想變壓器器中各物理量量之間的聯(lián)系系和相互制約約關(guān)系．跟蹤訓(xùn)練2如圖所示，一一個(gè)理想變壓壓器的輸入電電壓U1保持不變，燈燈泡L2、L3、L4為副線圈的負(fù)負(fù)載，當(dāng)滑動(dòng)動(dòng)變阻器R0的滑片向下移移動(dòng)時(shí)，則下下列判斷正確確的是()A．燈L1變暗B．燈L2變亮C．燈L3變亮D．燈L4變暗答案：A(2010··浙江理綜)某水電站用總總電阻為2.5Ω的輸輸電線輸電給給500km外的用戶戶，其輸出電電功率是3××106kW.現(xiàn)用500kV電壓輸電，，則下列說法法正確的是()A．輸電線上上輸送的電流流大小為2.0×105AB．輸電線上上由電阻造成成的損失電壓壓為15kVC．若改用5kV電壓壓輸電，則輸輸電線上損失失的功率為9×108kWD．輸電線上上損失的功率率為ΔP＝U2/r，U為輸電電壓，，r為輸電線的電電阻答案：B跟蹤訓(xùn)練3某小型實(shí)驗(yàn)水水電站輸出功功率是20kW，輸電電線路總電阻阻是6Ω.(1)若采用用380V輸電，求輸輸電線路損耗耗的功率．(2)若改用用5000V高壓輸輸電，用戶端端利用n1∶n2＝22∶1的變壓器降降壓，求用戶戶得到的電壓壓．答案：(1)16.6kW(2)226.2V1．(2010··日照模擬)一理想變壓器器原、副線圈圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶5.原線圈與與正弦交變電電源連接．輸輸入電壓u如圖所示．副副線圈僅接入入一個(gè)10ΩΩ的電阻．．則()A．流過電阻阻的電流是20A答案：D解析：考查正弦交變變電流有效值值、最大值意意義及理想變變壓器的相關(guān)關(guān)知識(shí)．由輸輸入電壓圖象象可知輸入電電壓的有效值值為220V，故副線線圈輸出電壓壓的有效值為為100V，接入副線線圈的電阻為為10Ω，，故電流有效效值為10A，A項(xiàng)錯(cuò)錯(cuò)；與電阻并并聯(lián)的電壓表表讀數(shù)即為副副線圈電壓有有效值100V，B項(xiàng)項(xiàng)錯(cuò)；根據(jù)Q＝I2Rt＝102×10×60J＝＝6×104J，C項(xiàng)錯(cuò)錯(cuò)；由由變壓壓器輸輸入功功率等等于輸輸出功功率可可知，，P＝IU＝10×100＝1000W，D項(xiàng)正正確．．2．一一理想想變壓壓器的的原線線圈上上接有有正弦弦交變變電壓壓，其其最大大值保保持不不變，，副線線圈有有可調(diào)調(diào)電阻阻R.設(shè)原原線圈圈的電電流為為I1，輸入入功率率為P1，副線線圈的的電流流為A．I1減小，P1增大 B．I1減小，P1減小C．I2增大，P2減小 D．I2增大，P2增大答案：B解析：考查理想變壓器及其相關(guān)知識(shí)．當(dāng)副線圈接的可調(diào)電阻R增大時(shí)，變壓器輸出功率P2減小，導(dǎo)致變壓器輸入功率P1減小，原線圈中電流I1減?。?．(2010·南南充模模擬)如圖所所示，，理想想變壓壓器原原、副副線圈圈匝數(shù)數(shù)之比比n1∶n2＝4∶1，，原原線線圈圈兩兩端端連連接接光光A．．0B．．3毫毫安安C．．48毫毫安安D．．與與R值大大小小有有關(guān)關(guān)答案案：：A解析析：：當(dāng)直直導(dǎo)導(dǎo)線線AB在勻勻強(qiáng)強(qiáng)磁磁場場中中沿沿導(dǎo)導(dǎo)軌軌勻勻速速向向右右做做切切割割磁磁感感線線運(yùn)運(yùn)動(dòng)4．．在在繞繞制制變變壓壓器器時(shí)時(shí)，，某某人人誤誤將將兩兩個(gè)個(gè)線線圈圈繞繞在在如如圖圖所所示示變變壓壓器器鐵鐵芯芯的的左左右右兩兩個(gè)個(gè)壁壁上上，，當(dāng)當(dāng)通通以以交交變變電電流流時(shí)時(shí)，，每每個(gè)個(gè)線線圈圈產(chǎn)產(chǎn)生生的的磁磁通通量量都都只只有有一一半半通通過過另另一一個(gè)個(gè)線線圈圈，，另另一一半半通通過過中中間間臂臂．．已已知知線線圈圈1、、2的的匝匝數(shù)數(shù)之之比比n1∶n2＝2∶1，，在在不不接接A．．當(dāng)當(dāng)線線圈圈1輸輸入入電電壓壓220V時(shí)時(shí)，，線線圈圈2輸輸出出電電壓壓為為110VB．．當(dāng)當(dāng)線線圈圈1輸輸入入電電壓壓220V時(shí)時(shí)，，線線圈圈2輸輸出出電電壓壓為為55VC．．當(dāng)當(dāng)線線圈圈2輸輸入入電電壓壓110V時(shí)時(shí)，，線線圈圈1輸輸出出電電壓壓為為220VD．．當(dāng)當(dāng)線線圈圈2輸輸入入電電壓壓110V時(shí)時(shí)，，線線圈圈1輸輸出出電電壓壓為為110V答案：BD解析：因?yàn)槔硐胂胱儔浩髌髟?、副副線圈電電壓之比比(U1/U2)等于線線圈中產(chǎn)產(chǎn)生的感感應(yīng)電動(dòng)動(dòng)勢之比比(E1/E2)，所以以當(dāng)從線線圈1輸輸入電壓壓U1＝220V時(shí)時(shí)，由5．(2010·廈廈門模擬擬)關(guān)于遠(yuǎn)距距離輸電電，若發(fā)發(fā)電機(jī)的的輸出電電壓不變變，則下下列敘述述中正確確的是()A．升壓壓變壓器器原線圈圈中的電電流與用用戶電器器設(shè)備消消耗的功功率無關(guān)關(guān)B．輸電電線路中中的電流流只由升升壓變壓壓器的匝匝數(shù)比決決定C．當(dāng)用用戶消耗耗的總功功率增大大時(shí)，輸輸電線上上損失的的功率增增大D．升壓壓變壓器器的輸出出電壓等等于降壓壓變壓器器的輸入入電壓答案：：C解析：：因輸入入功率率等于于輸出出功率率，而而發(fā)電電機(jī)輸輸出的的電壓壓不變變，所所以選選項(xiàng)AB錯(cuò)錯(cuò)誤；；當(dāng)用用戶消消耗的的總功功率增增大時(shí)時(shí)，輸輸電線線中的的電流流增大大，根根據(jù)P＝I2R，輸電電線上上損耗耗的功功率增增大，，選項(xiàng)項(xiàng)C正正確；；因?yàn)闉檩旊婋娋€上上也有有電壓壓降，，所以以升壓壓變壓壓器輸輸出電電壓不不等于于降壓壓變