高考物理沖刺專題復習課件第五章 第四講 變壓器、電能的輸送

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歡迎進入物理課堂 一 變壓器1 構(gòu)造和原理 如圖10 2 1所示 1 主要構(gòu)造 由 和組成 2 工作原理 電磁感應的現(xiàn)象 原線圈 副線圈 閉合鐵芯 互感 2 理想變壓器不考慮銅損 線圈電阻產(chǎn)生的焦耳熱 鐵損 渦流產(chǎn)生的焦耳熱 和漏磁的變壓器 即它的輸入功率和相等 輸出功率 3 基本關(guān)系式 1 功率關(guān)系 2 電壓關(guān)系 有多個副線圈時 3 電流關(guān)系 只有一個副線圈時 由P入 P出及P UI推出有多個副線圈時 U1I1 P入 P出 U2I2 U3I3 UnIn 4 幾種常用的變壓器 1 自耦變壓器的原 副線圈共用一個線圈 如圖10 2 2A B所示 2 電壓互感器 屬降壓變壓器 并聯(lián)在電路中 用于測高電壓 如圖C所示 3 電流互感器 屬于升壓變壓器 串聯(lián)在電路中 用于測大電流 如圖D所示 特別提醒 1 變壓器不能改變直流電壓 2 細線繞制的線圈為高壓線圈 粗線繞制的線圈為低壓線圈 3 U1與n1 n2共同確定U2 I2與n1 n2共同確定I1 P出確定P入 2 遠距離高壓輸電示意圖 如圖10 2 3所示 1 對于理想變壓器 下列說法中正確的是 A 原線圈的輸入功率隨副線圈輸出功率增大而增大B 原線圈的輸入電流隨副線圈輸出電流的減小而增大C 原線圈的電流不隨副線圈的輸出電流變化而變化D 當副線圈電流為零時 原線圈兩端的電壓一定為零 答案 A 2 理想變壓器原 副線圈匝數(shù)比為10 1 以下說法中正確的是 A 穿過原 副線圈每一匝磁通量之比是10 1B 穿過原 副線圈每一匝磁通量的變化率相等C 原 副線圈每一匝產(chǎn)生的電動勢瞬時值之比為10 1D 正常工作時原 副線圈的輸入 輸出功率之比為10 1 解析 對于理想變壓器 認為無磁通量損漏 因而穿過兩個線圈的磁通量相同 磁通量變化率相同 A錯誤B正確 每匝線圈產(chǎn)生的感應電動勢相等 且電壓與匝數(shù)成正比 C錯 理想變壓器忽略熱損耗 故輸入功率等于輸出功率 D錯誤 答案 B 答案 C 4 鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖10 2 5 a 所示 圖 a 中電流表的讀數(shù)為1 2A 圖 b 中用同一電纜線繞了3匝 則 A 這種電流表能測直流電流 圖 b 的讀數(shù)為2 4AB 這種電流表能測交流電流 圖 b 的讀數(shù)為0 4AC 這種電流表能測交流電流 圖 b 的讀數(shù)為3 6AD 這種電流表既能測直流電流 又能測交流電流 圖 b 的讀數(shù)為3 6A 答案 C 5 某發(fā)電站的輸出功率為104kW 輸出電壓為4kV 通過理想變壓器后向80km遠處供電 已知輸電導線的電阻率為 2 4 10 8 m 導線橫截面積為1 5 10 4m2 輸電線路損失的功率為輸出功率的4 求 1 升壓變壓器的輸出電壓 2 輸電線路上的電壓損失 答案 1 8 104V 2 3 2 103V 典例啟迪 例1 在圖10 2 6甲所示的電路中 理想變壓器原線圈兩端的正弦交變電壓變化規(guī)律如圖乙所示 已知變壓器原 副線圈的匝數(shù)比n1 n2 10 1 串聯(lián)在原線圈電路中電流表A1的示數(shù)為1A 下列說法正確的是 思路點撥 解答本題應注意以下三個方面 1 原 副線圈中電流的頻率關(guān)系 2 電壓 電流表的示數(shù)對應交變電流的有效值 3 原 副線圈中電壓 電流與匝數(shù)的關(guān)系 答案 B 歸納領(lǐng)悟 理想變壓器原 副線圈基本量的關(guān)系 題組突破 1 某交變電流電路中 有一個正在工作的理想變壓器 如圖10 2 7所示 它的原線圈匝數(shù)n1 600匝 交流電源的電動勢e 311sin 100 t V 不考慮其內(nèi)阻 電壓表和電流表對電路的影響可忽略不計 原線圈串聯(lián)一個額定電流為0 2A的保險絲 副線圈匝數(shù)n2 120匝 為保證保險絲不被燒斷 則 A 負載功率不能超過62WB 副線圈電流最大值不能超過1AC 副線圈電路中的電阻R不能小于44 D 副線圈電路中電壓表的讀數(shù)為62V 答案 C 2 如圖10 2 8所示 變壓器初級線圈匝數(shù)n1 1000匝 次級線圈有兩個 匝數(shù)分別為n2 500匝 n3 200匝 分別接一個R 55 的電阻 在初級線圈上接入U1 220V的交變電流 求 1 兩次級線圈輸出電功率之比 2 初級線圈中的電流 典例啟迪 例2 如圖10 2 9所示 理想變壓器輸入端PQ接穩(wěn)定的交流電源 通過單刀雙擲開關(guān)S可改變變壓器原線圈匝數(shù) 圖中電壓表及電流表皆為理想電表 則下列說法中正確的是 A 當滑片c向b端移動時 變壓器輸入功率變大B 當滑片c向a端移動時 電流表A1的示數(shù)將減小 電壓表V的示數(shù)不變C 當滑片c向b端移動時 電流表A2的示數(shù)將變大 電壓表V的示數(shù)也變大D 滑片c不動 將開關(guān)S由1擲向2時 三個電表A1 A2 V的示數(shù)都變大 思路點撥 滑片c移動改變負載電阻的大小 從而改變副線圈中的電流 功率 改變原線圈中的電流 開關(guān)S由1擲向2減少了原線圈的匝數(shù) 從而改變其他各物理量 歸納領(lǐng)悟 1 關(guān)于理想變壓器的動態(tài)分析問題一般有兩種類型 負載電阻不變 原 副線圈的電壓U1 U2不變 電流I1 I2 功率P1 P2隨匝數(shù)比的變化而變化 匝數(shù)比不變 原 副線圈的電壓U1 U2不變 電流I1 I2 功率P1 P2隨負載電阻的變化而變化 2 無論哪種情況 處理此類問題的關(guān)鍵是分清變量和不變量 弄清理想變壓器中各物理量之間的聯(lián)系和相互制約關(guān)系 題組突破 3 在家用交流穩(wěn)壓器中 變壓器的原 副線圈都帶有滑動頭 如圖10 2 10所示 當變壓器輸入電壓發(fā)生變化時 可上下調(diào)節(jié)P1 P2的位置 使輸出電壓穩(wěn)定在220V上 現(xiàn)發(fā)現(xiàn)輸出電壓低于220V 下列措施不正確的是 A P1不動 將P2向上移B P2不動 將P1向下移C 將P1向上移 同時P2向下移D 將P1向下移 同時P2向上移 答案 C 4 如圖10 2 11所示 T為理想變壓器 副線圈回路中的輸電線ab和cd的電阻不可忽略 其余輸電線電阻可不計 則當電鍵S閉合時 A 交流電壓表V2和V3的示數(shù)一定都變小B 交流電壓表V3的示數(shù)變小C 交流電流表A1 A2和A3的示數(shù)一定變大D 只有A1的示數(shù)變大 答案 B 典例啟迪 例3 一小型發(fā)電機通過升壓 降壓變壓器把電能輸送給用戶 已知發(fā)電機的輸出功率為50kW 輸出電壓為500V 升壓變壓器原 副線圈匝數(shù)比為1 5 兩個變壓器間的輸電導線的總電阻為15 降壓變壓器的輸出電壓為220V 變壓器本身的損耗忽略不計 在輸電過程中電抗造成電壓的損失不計 求 1 升壓變壓器副線圈的端電壓 2 輸電線上損耗的電功率 3 降壓變壓器原 副線圈的匝數(shù)比 思路點撥 解答本題應注意以下兩個方面 1 輸電線上的電流可用P I2U2求出 2 因輸電線上有電壓損失 故U3 U2 IR線 答案 1 2500V 2 6000W 3 10 1 歸納領(lǐng)悟 處理遠距離輸電問題 關(guān)鍵是正確建立輸電的流程圖 透徹理解題意 從 輸電線 開始 或者從 發(fā)電廠 或者從 用戶 開始 把握好各物理量之間的相互關(guān)系 依次解決即可 常用的關(guān)系有 1 輸電過程的電壓關(guān)系 2 輸電過程功率的關(guān)系 題組突破 5 某小型水電站的電能輸送示意圖如圖10 2 12所示 發(fā)電機的輸出電壓為200V 輸電線總電阻為r 升壓變壓器原 副線圈匝數(shù)分別為n1 n2 降壓變壓器原 副線圈匝數(shù)分別為n3 n4 變壓器均為理想變壓器 要使額定電壓為220V的用電器正常工作 則 答案 D 6 2010 浙江高考 某水電站 用總電阻為2 5 的輸電線輸電給500km外的用戶 其輸出電功率是3 106kW 現(xiàn)用500kV電壓輸電 則下列說法正確的是 A 輸電線上輸送的電流大小為2 0 105AB 輸電線上由電阻造成的損失電壓為15kVC 若改用5kV電壓輸電 則輸電線上損失的功率為9 108kWD 輸電線上損失的功率為 P U2 r U為輸電電壓 r為輸電線的電阻 答案 B 10分 收音機的變壓器的初級線圈有1210匝 接在U1 220V的交流電源上 變壓器有兩個次級線圈 次級線圈 的匝數(shù)為35匝 次級線圈 的匝數(shù)為1925匝 如果不計變壓器自身的能量損耗 當變壓器工作時 線圈 的電流是0 3A時 初級線圈的電流I1 0 114A 求線圈 中電流和輸出電壓 電流的計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字 自主嘗試 試一試 能否做到正確解答 答案 0 0662A350V 點擊下圖進入 創(chuàng)新演練 大沖關(guān) 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全