202X屆高考物理總復(fù)習(xí)第11章交變電流傳感器第2課時(shí)變壓器電能的輸送課件教科版

1、 第第2 2課時(shí)變壓器電能的輸送課時(shí)變壓器電能的輸送基礎(chǔ)回顧基礎(chǔ)回顧核心探究核心探究演練提升演練提升 基礎(chǔ)回顧基礎(chǔ)回顧 自主梳理自主梳理融會(huì)貫通融會(huì)貫通知識(shí)梳理知識(shí)梳理一、理想變壓器一、理想變壓器1.1.變壓器的原理變壓器的原理 現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ). .電流通過(guò)原線圈時(shí)在鐵芯中激電流通過(guò)原線圈時(shí)在鐵芯中激發(fā)發(fā) , ,由于電流的大小、方向在不斷變化由于電流的大小、方向在不斷變化, ,鐵芯中的磁場(chǎng)也在不鐵芯中的磁場(chǎng)也在不斷斷 , ,變化的磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)生 電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì). .在輸入電壓一在輸入電壓一定時(shí)定時(shí), ,原、副線圈取不同的匝數(shù)原、副線圈取不

2、同的匝數(shù), ,副線圈輸出的電壓也不一樣副線圈輸出的電壓也不一樣. .互感互感磁場(chǎng)磁場(chǎng)變化變化感應(yīng)感應(yīng)2.2.理想變壓器的基本關(guān)系理想變壓器的基本關(guān)系(1)(1)功率關(guān)系功率關(guān)系: : . .P P入入=P=P出出降壓降壓升壓升壓請(qǐng)根據(jù)變壓器的原理寫(xiě)出當(dāng)理想變壓器有多個(gè)副線圈時(shí)的電壓關(guān)系請(qǐng)根據(jù)變壓器的原理寫(xiě)出當(dāng)理想變壓器有多個(gè)副線圈時(shí)的電壓關(guān)系, ,并根據(jù)并根據(jù)P P入入=P=P出出推出電流關(guān)系推出電流關(guān)系. .3.3.幾種常見(jiàn)的變壓器幾種常見(jiàn)的變壓器(1)(1)自耦變壓器自耦變壓器調(diào)壓變壓器調(diào)壓變壓器(2)(2)互感器互感器 . .互感器：把高成低，其原 圈 匝填“多于”或“少于” 副 圈匝流

3、互感器：把大成小，其原 圈匝填“多于”或“少于” 副 圈匝電壓變線數(shù)線數(shù)電變線 數(shù)線數(shù)電壓電壓 電壓電壓 多于多于 電流電流 電流電流 少于少于 二、電能的輸送二、電能的輸送1.1.輸電過(guò)程輸電過(guò)程( (如圖所示如圖所示) )3.3.電壓損失電壓損失(1)U=(1)U= . .(2)U=U-U.(2)U=U-U.4.4.功率損失功率損失IrIrI I2 2r r(2)P=P-P.(2)P=P-P.自主檢測(cè)自主檢測(cè)1.1.思考判斷思考判斷(1)(1)理想變壓器的基本關(guān)系式中理想變壓器的基本關(guān)系式中, ,電壓和電流可以均為有效值電壓和電流可以均為有效值.(.() )(2)(2)變壓器不但能改變交變

4、電流的電壓變壓器不但能改變交變電流的電壓, ,也能改變直流電流的電壓也能改變直流電流的電壓, ,還能改變還能改變交變電流的頻率交變電流的頻率.(.() )(3)(3)正常工作的變壓器正常工作的變壓器, ,當(dāng)副線圈與用電器斷開(kāi)時(shí)當(dāng)副線圈與用電器斷開(kāi)時(shí), ,副線圈兩端無(wú)電壓副線圈兩端無(wú)電壓.(.() )(4)(4)變壓器副線圈并聯(lián)更多的用電器時(shí)變壓器副線圈并聯(lián)更多的用電器時(shí), ,原線圈輸入的電流隨之減小原線圈輸入的電流隨之減小.(.() )(5)(5)高壓輸電是通過(guò)減小輸電電流來(lái)減少電路的發(fā)熱損耗高壓輸電是通過(guò)減小輸電電流來(lái)減少電路的發(fā)熱損耗.(.() )答案答案: :(1)(1)(2)(2)(3

5、)(3)(4)(4)(5)(5)2.2.如圖所示如圖所示, ,一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為12;12;副線圈電路中接有副線圈電路中接有燈泡燈泡, ,燈泡的額定電壓為燈泡的額定電壓為220 V,220 V,額定功率為額定功率為22 W;22 W;原線圈電路中接有理想電原線圈電路中接有理想電壓表和理想電流表壓表和理想電流表. .現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān), ,燈泡正常發(fā)光燈泡正常發(fā)光. .若用若用U U和和I I分別表示此時(shí)電壓分別表示此時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù)表和電流表的讀數(shù), ,則則( ( ) )A A3.3.(2018(2018深圳模擬深圳模擬) )如圖為遠(yuǎn)距離輸

6、電的電路原理圖如圖為遠(yuǎn)距離輸電的電路原理圖, ,則下列判斷正確的是則下列判斷正確的是( ( ) )A.UA.U1 1UU2 2B.UB.U2 2=U=U3 3C.IC.I4 4III2 2D D解析解析: :從電廠經(jīng)升壓變壓器從電廠經(jīng)升壓變壓器, ,電壓被提高電壓被提高,U,U1 1UII2 2. .故故A A錯(cuò)誤錯(cuò)誤,D,D正確正確; ;由于輸電線存在電阻由于輸電線存在電阻, ,所以所以U U2 2UU3 3, ,故故B B錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;用戶處為用戶處為降壓變壓器降壓變壓器, ,根據(jù)電流與匝數(shù)成反比根據(jù)電流與匝數(shù)成反比, ,知知I I2 2III1 1, ,故故U U2 2UU1 1, ,變

7、壓器為降變壓器為降壓變壓器壓變壓器, ,選項(xiàng)選項(xiàng)C C錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;因因I I2 2增大增大, ,故知故知R R減小減小, ,變阻器滑片是沿變阻器滑片是沿cdcd的方的方向滑動(dòng)向滑動(dòng), ,選項(xiàng)選項(xiàng)D D正確正確. .2.2. 原、副線圈匝數(shù)都變化原、副線圈匝數(shù)都變化 (2016(2016四川卷四川卷,2),2)如圖所示如圖所示, ,接在家庭電路上的理接在家庭電路上的理想降壓變壓器給小燈泡想降壓變壓器給小燈泡L L供電供電, ,如果將原、副線圈減少相同匝數(shù)如果將原、副線圈減少相同匝數(shù), ,其他條件不其他條件不變變, ,則則( ( ) )A.A.小燈泡變亮小燈泡變亮B.B.小燈泡變暗小燈泡變暗C.

8、C.原、副線圈兩端電壓的比值不變?cè)?、副線圈兩端電壓的比值不變D.D.通過(guò)原、副線圈電流的比值不變通過(guò)原、副線圈電流的比值不變B B考點(diǎn)三遠(yuǎn)距離輸電考點(diǎn)三遠(yuǎn)距離輸電遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的“三二一三二一”1.1.理清三個(gè)回路理清三個(gè)回路在回路在回路2 2中中,U,U2 2=U+U=U+U3 3,I,I2 2=I=I線線=I=I3 3. .2.2.抓住兩個(gè)聯(lián)系抓住兩個(gè)聯(lián)系3.3.掌握一個(gè)守恒掌握一個(gè)守恒能量守恒關(guān)系式能量守恒關(guān)系式P P1 1=P=P損損+P+P4 4. .【典例典例3 3】 (2018(2018山東濟(jì)寧質(zhì)檢山東濟(jì)寧質(zhì)檢) )圖圖( (甲甲) )為遠(yuǎn)距離輸電示意圖為遠(yuǎn)距離輸

9、電示意圖, ,變壓器為理想變壓器為理想變壓器變壓器, ,升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為1100,1100,輸入電壓如圖輸入電壓如圖( (乙乙) )所示所示, ,遠(yuǎn)距遠(yuǎn)距離輸電線的總電阻為離輸電線的總電阻為100 .100 .降壓變壓器右側(cè)部分為一火警報(bào)警系統(tǒng)原理圖降壓變壓器右側(cè)部分為一火警報(bào)警系統(tǒng)原理圖( (報(bào)警器未畫(huà)出報(bào)警器未畫(huà)出),R),R1 1為定值電阻為定值電阻,R,R2 2為半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器為半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器, ,當(dāng)溫度當(dāng)溫度升高時(shí)其阻值變小升高時(shí)其阻值變小. .未出現(xiàn)火警時(shí)未出現(xiàn)火警時(shí), ,升壓變壓器的輸入功率為升壓變壓器的輸入功率為660

10、 kW.660 kW.下列說(shuō)下列說(shuō)法中正確的是法中正確的是( ( ) )A AA.A.遠(yuǎn)距離輸電線路損耗的功率為遠(yuǎn)距離輸電線路損耗的功率為90 kW90 kWB.B.遠(yuǎn)距離輸電線路損耗的功率為遠(yuǎn)距離輸電線路損耗的功率為180 kW180 kWC.C.當(dāng)傳感器當(dāng)傳感器R R2 2所在處出現(xiàn)火警時(shí)所在處出現(xiàn)火警時(shí), ,輸電線上的電流變小輸電線上的電流變小D.D.當(dāng)傳感器當(dāng)傳感器R R2 2所在處出現(xiàn)火警時(shí)所在處出現(xiàn)火警時(shí),R,R2 2兩端的電壓變大兩端的電壓變大解析解析: :由題圖由題圖( (乙乙) )知升壓變壓器輸入端電壓有效值為知升壓變壓器輸入端電壓有效值為220 V,220 V,根據(jù)電壓與匝

11、數(shù)根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比知副線圈電壓為成正比知副線圈電壓為22 000 V,22 000 V,所以輸電線中的電流所以輸電線中的電流I= =30 A,I= =30 A,輸電線輸電線路損耗的功率路損耗的功率P=IP=I2 2R=90 kW,R=90 kW,故故A A正確正確,B,B錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;當(dāng)傳感器當(dāng)傳感器R R2 2所在處出現(xiàn)火警所在處出現(xiàn)火警時(shí)其阻值減小時(shí)其阻值減小, ,降壓變壓器副線圈中電流增大降壓變壓器副線圈中電流增大, ,則降壓變壓器原線圈中電流則降壓變壓器原線圈中電流增大增大, ,即輸電線上的電流增大即輸電線上的電流增大, ,升壓變壓器輸出電壓不變升壓變壓器輸出電壓不變, ,而輸電線

12、兩端的電而輸電線兩端的電壓變大壓變大, ,故降壓變壓器輸入電壓減小故降壓變壓器輸入電壓減小, ,可知降壓變壓器輸出電壓也減小可知降壓變壓器輸出電壓也減小, ,由降由降壓變壓器副線圈電流增大可知壓變壓器副線圈電流增大可知, ,定值電阻的分壓增大定值電阻的分壓增大, ,所以電壓表所以電壓表V V的示數(shù)變的示數(shù)變小小, ,即即R R2 2兩端的電壓變小兩端的電壓變小, ,故故C,DC,D錯(cuò)誤錯(cuò)誤. .PU【針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練】 (2017(2017天津一模天津一模) )已投產(chǎn)運(yùn)行的已投產(chǎn)運(yùn)行的1 000 kV1 000 kV特高壓輸電項(xiàng)目特高壓輸電項(xiàng)目, ,是是目前世界上輸電電壓最高的輸電工程目前世界

13、上輸電電壓最高的輸電工程. .假設(shè)甲、乙兩地原來(lái)用假設(shè)甲、乙兩地原來(lái)用500 kV500 kV的超高的超高壓輸電壓輸電, ,在保持輸送電功率和輸電線電阻都不變的條件下在保持輸送電功率和輸電線電阻都不變的條件下, ,現(xiàn)改用現(xiàn)改用1 000 kV1 000 kV特特高壓輸電高壓輸電, ,不考慮其他因素的影響不考慮其他因素的影響. .則則( ( ) )D D 演練提升演練提升 真題體驗(yàn)真題體驗(yàn)強(qiáng)化提升強(qiáng)化提升高考模擬高考模擬B B 2 2.原線圈電路中含電阻的變壓器問(wèn)題原線圈電路中含電阻的變壓器問(wèn)題 (2016(2016全國(guó)全國(guó)卷卷,16),16)一含有理想變壓一含有理想變壓器的電路如圖所示器的電路

14、如圖所示, ,圖中電阻圖中電阻R R1 1,R,R2 2和和R R3 3的阻值分別為的阻值分別為3 ,1 3 ,1 和和4 . 4 . 為理為理想交流電流表想交流電流表,U,U為正弦交流電壓源為正弦交流電壓源, ,輸出電壓的有效值恒定輸出電壓的有效值恒定, ,當(dāng)開(kāi)關(guān)當(dāng)開(kāi)關(guān)S S斷開(kāi)時(shí)斷開(kāi)時(shí), ,電流表的示數(shù)為電流表的示數(shù)為I,I,當(dāng)當(dāng)S S閉合時(shí)閉合時(shí), ,電流表的示數(shù)為電流表的示數(shù)為4I.4I.該變壓器原、副線圈匝數(shù)比該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為為( ( ) )B B A.2A.2 B.3 B.3 C.4C.4 D.5 D.53.3. 遠(yuǎn)距離輸電遠(yuǎn)距離輸電 (2015(2015福建卷福建卷,1

15、5),15)圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖, ,兩變壓器均為理兩變壓器均為理想變壓器想變壓器, ,升壓變壓器升壓變壓器T T的原、副線圈匝數(shù)分別為的原、副線圈匝數(shù)分別為n n1 1,n,n2 2, ,在在T T的原線圈兩端接入的原線圈兩端接入一電壓一電壓u=Uu=Um m sin t sin t的交流電源的交流電源, ,若輸送電功率為若輸送電功率為P,P,輸電線的總電阻為輸電線的總電阻為2r,2r,不不考慮其他因素的影響考慮其他因素的影響, ,則輸電線上損失的電功率為則輸電線上損失的電功率為( ( ) )C C4.4. 變壓器的動(dòng)態(tài)分析變壓器的動(dòng)態(tài)分析 (2016(2016天津卷天津

16、卷,5),5)如圖所示如圖所示, ,理想變壓器原線圈接在交理想變壓器原線圈接在交流電源上流電源上, ,圖中各電表均為理想電表圖中各電表均為理想電表. .下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是( ( ) )B BA.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 P向上滑動(dòng)時(shí)向上滑動(dòng)時(shí),R,R1 1消耗的功率變大消耗的功率變大B.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 P向上滑動(dòng)時(shí)向上滑動(dòng)時(shí), ,電壓表電壓表V V示數(shù)變大示數(shù)變大C.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 P向上滑動(dòng)時(shí)向上滑動(dòng)時(shí), ,電流表電流表A A1 1示數(shù)變大示數(shù)變大D.D.若閉合開(kāi)關(guān)若閉合開(kāi)關(guān)S,S,則電流表則電流表A A1 1示數(shù)變大示數(shù)變大,A,A2 2示數(shù)變大示數(shù)變大拓展增分拓展增分把握三點(diǎn)把握三點(diǎn), ,解決含二極管的變壓器問(wèn)題解決含二極管的變壓器問(wèn)題1.1.二極管具有單向?qū)щ娦远O管具有單向?qū)щ娦? :正向?qū)ㄕ驅(qū)? ,反向截止反向截止. .2.2.先假設(shè)二極管不存在先假設(shè)二極管不存