2020高考物理一轮总复习第十一章第2讲变压器电能的输送讲义含解析新人教版.pdf
《2020高考物理一轮总复习第十一章第2讲变压器电能的输送讲义含解析新人教版.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2020高考物理一轮总复习第十一章第2讲变压器电能的输送讲义含解析新人教版.pdf(12页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第 2 讲 变压器 电能的输送第 2 讲 变压器 电能的输送 基础知识填一填 知识点 1 理想变压器 1变压器的构造:变压器由原线圈、副线圈和闭合 铁芯 组成 2原理:电流磁效应、 电磁感应 . 3理想变压器:不考虑铜损(线圈电阻产生的热量)、铁损(涡流产生的热量)和漏磁的 变压器,即理想变压器原、副线圈的电阻均为 零 ,变压器的输入功率和 输出功率 相等 4理想变压器原、副线圈基本量的关系 功率关系 根据能量守恒可得:原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率, 即P入 P出 电压关系 原、副线圈的电压之比等于其匝数之比,公式:,与负载、 U1 U2 n1 n2 副线圈的个数无关 电流关系 (1)
2、只有一个副线圈时: I1 I2 n2 n1 (2)有多个副线圈时:由P入P出得I1U1I2U2I3U3InUn 或I1n1I2n2I3n3Innn 频率关系f1f2(变压器不改变交变电流的 频率 ) 判断正误,正确的划“” ,错误的划“” (1)变压器不但能改变交变电流的电压,还能改变交变电流的频率() (2)理想变压器能改变交变电压、交变电流,但不改变功率,即输入功率总等于输出功 率() (3)理想变压器基本关系式中,电压和电流可以均为有效值() (4)正常工作的变压器当副线圈与用电器断开时,副线圈两端无电压() 知识点 2 电能的输送 如图所示,若发电站输出电功率为P,输电电压为U,用户得
3、到的电功率为P,用户 的电压为U,输电线总电阻为R. 1输出电流:I . P U P U UU R 2电压损失:UUU IR 3功率损失:PPP I2R 2R . ( P U) 4减少输电线上电能损失的方法 (1)减小输电线的电阻R.由R知,可加大导线的 横截面积 、采用 电阻率小 l S 的材料做导线 (2)减小输电线中的电流在输电功率一定的情况下,根据PUI,要减小电流,必须 提高 输电电压 . 判断正误,正确的划“” ,错误的划“” (1)高压输电的目的是增大输电的电流() (2)在输送电压一定时,输送的电功率越大,输送过程中损失的功率越小() (3)高压输电可以减少输电线路上的电能损失
4、,且输电线路上电压越高越好() 教材挖掘做一做 1(人教版选修 32 P43 科学漫步改编)(多选) 如图所示,L1、L2是高压输电线,图 中两电表示数分别是 220 V 和 10 A,已知甲图中原、副线圈匝数比为 1001,乙图中原、 副线圈匝数比为 110,则( ) A甲图中的电表是电压表,输电电压为 22 000 V B甲图是电流互感器,输电电流是 100 A C乙图中的电表是电压表,输电电压为 22 000 V D乙图是电流互感器,输电电流是 100 A 解析:AD 根据匝数比,有U1U2220 V22 000 V,故 A 正确;甲 U1 U2 n1 n2 n1 n2 100 1 图是
5、电压互感器,故 B 错误;乙图是电流互感器,电表是电流表,故 C 错误;只有一个副 线圈的变压器,电流比等于匝数的反比,有I1I210 A100 A,故 D 正 I1 I2 n2 n1 n2 n1 10 1 确 2(人教版选修 32 P44 第 2 题改编)有些机床为了安全,照明电灯用的电压是 36 V, 这个电压是把 380 V 的电压降压后得到的如果变压器的原线圈是 1 140 匝,副线圈是 ( ) A1 081 匝 B1 800 匝 C108 匝 D8 010 匝 解析:C 由题意知U1380 V,U236 V,n11 140 匝,则 得n2n1108 U1 U2 n1 n2 U2 U1
6、 匝 3(人教版选修 32 P50 第 3 题改编)从发电站输出的功率为 220 kW,输电线的总电 阻为 0.05 ,用 110 V 和 11 kV 两种电压输电两种情况下输电线上由电阻造成的电压 损失之比为( ) A1001 B1100 C110 D101 解析:A 由题意知输电线上的电流I ,则输电线的总电阻造成的电压损失 U P U Ir,故,故选 A. Pr U U1 U2 1 U1 1 U2 U2 U1 11 103 110 100 1 4(人教版选修 32 P48 科学漫步改编)超导是当今高科技研究的热点,利用超导材 料可实现无损耗输电现有一直流电路,输电线的总电阻为 0.4 ,
7、它提供给用电器的电 功率为 40 kW,电压为 800 V若用临界温度以下的超导电缆代替原来的输电线,保持供给 用电器的功率和电压不变,那么节约的电功率为( ) A1 kW B1.6103 kW C1.6 kW D10 kW 解析:A 节约的电功率即为普通电路输电时损耗的电功率,I A50 P U 40 103 800 A,P线I2R5020.4 W1 000 W,故节约的电功率为 1 kW,A 项正确 考点一 理想变压器基本关系的应用 考点解读 1理想变压器的制约关系 电压副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定 U2U1 n2 n1 功率原线圈的输入功率P入由副线圈的输出功率P出决定 P
8、入P出 制约 关系 电流原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定I1I2 n2 n1 2.几种常用的变压器 (1)自耦变压器调压变压器,如图甲(降压作用)、乙(升压作用)所示 (2)互感器Error! 典例赏析 典例 1 (2017北京卷)如图所示,理想变压器的原线圈接在u220sin 2 100t(V)的交流电源上,副线圈接有R55 的负载电阻,原、副线圈匝数之比为 21, 电流表、电压表均为理想电表下列说法正确的是( ) A原线圈的输入功率为 220 W2 B电流表的读数为 1 A C电压表的读数为 110 V2 D副线圈输出交流电的周期为 50 s 解析 B 由题知,变压器的输入电压U
9、1 V220 V,所以U2U1110 V; 220 2 2 n2 n1 副线圈电流I22 A,原线圈电流I1I21 A本题中电压表、电流表的读数为有 U2 R n2 n1 效值,故 B 项正确,C 项错误;原线圈输入功率P1U1I1220 W,A 项错误;交流电的周 期Ts0.02 s,D 项错误 2 2 100 理想变压器问题三点应牢记 1熟记两个基本公式: (1),即对同一变压器的任意两个线圈,都有电压和匝数成正比 U1 U2 n1 n2 (2)P入P出,即无论有几个副线圈在工作,变压器的输入功率总等于输出功率之和 2原、副线圈中通过每匝线圈磁通量的变化率相等 3原、副线圈中电流变化规律一
10、样,电流的周期、频率一样 题组巩固 1如图为一理想变压器,其原、副线圈匝数之比n1n241,原线圈两端连接光滑 导轨,副线圈与电阻R组成闭合电路当直导线MN在匀强磁场中沿导轨向左匀速切割磁感 线时,电流表的示数是 10 mA,那么电流表的示数是( ) A40 mA B0 C10 mA D2.5 mA 答案:B 2(2016全国卷)(多选)如图,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯 泡 a 和 b.当输入电压U为灯泡额定电压的 10 倍时,两灯泡均能正常发光下列说法正确 的是( ) A原、副线圈匝数比为 91 B原、副线圈匝数比为 19 C此时 a 和 b 的电功率之比为 91 D此时
11、a 和 b 的电功率之比为 19 解析:AD 设灯泡额定电压为U0,则原线圈两端电压U110U0U09U0,副线圈两 端的电压U2U0,根据,可得原、副线圈匝数之比 ,选项 A 正确,选项 B 错误; U1 U2 n1 n2 n1 n2 9 1 由可得,原、副线圈电流之比为 19,由PUI可得,此时 a 和 b 的电功率之比为 I1 I2 n2 n1 19,选项 C 错误,选项 D 正确 考点二 理想变压器的动态分析 考点解读 1匝数比不变的情况(如图所示) (1)U1不变,根据,输入电压U1决定输出电压U2,可以得出不论负载电阻R如何 U1 U2 n1 n2 变化,U2不变 (2)当负载电阻
12、发生变化时,I2变化,根据输出电流I2决定输入电流I1,可以判断I1 的变化 (3)I2变化引起P2变化,根据P1P2,可以判断P1的变化 2负载电阻不变的情况(如图所示) (1)U1不变,发生变化,U2变化 n1 n2 (2)R不变,U2变化,I2发生变化 (3)根据P2和P1P2,可以判断P2变化时,P1发生变化,U1不变时,I1发生变化 U2 2 R 典例赏析 典例 2 (2019定州月考)(多选)理想变压器的原线圈连接一只电流表,副线圈接 入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节,如图,在副线圈上连接了定值电阻R0和滑动变阻 器R,P为滑动变阻器的滑动触头原线圈两端接在电压为U的交流电源上,
13、则( ) A保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表的读数变大 B保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表的读数变小 C保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表的读数变大 D保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表的读数变小 解析 BC 在原、副线圈匝数比一定的情况下,变压器的输出电压由输入电压决 定因此,当Q位置不变时,输出电压U不变,此时P向上滑动,负载电阻值R增大, 则输出电流I减小根据输入功率P入等于输出功率P出,电流表的读数I变小,故 A 错 误,B 正确;P位置不变,将Q向上滑动,则输出电压U变大,I变大,电流表的读数 变大,变压器的输入功率变大,因此选项 C 正确,D 错误 解决
14、理想变压器中有关物理量的动态分析问题的方法: (1)分清不变量和变量,弄清理想变压器中电压、电流、功率之间的联系和相互制约关 系,利用闭合电路欧姆定律,串、并联电路特点进行分析判定 母题探究 探究 1.匝数比不变,负载改变时的动态分析 探究 2.匝数比改变,负载不变时的动态分析 母题 典例 2 探究 3.原、副线圈匝数都改变时的动态分析 探究 1 匝数比不变,负载改变时的动态分析 如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电表下列说法 正确的是( ) A当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R1消耗的功率变大 B当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电压表 V 示数变大 C当滑动
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2020 高考 物理 一轮 复习 第十一 变压器 电能 输送 讲义 解析 新人
链接地址:https://www.31doc.com/p-4194149.html