高考物理總復(fù)習(xí) 第十章第二節(jié) 變壓器　遠距離輸電課件 新人教版選修32

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1、第二節(jié)第二節(jié)變壓器變壓器遠距離輸電遠距離輸電基礎(chǔ)梳理自學(xué)導(dǎo)引基礎(chǔ)梳理自學(xué)導(dǎo)引一、變壓器原理一、變壓器原理1構(gòu)造和原理構(gòu)造和原理(如圖如圖1021所示所示)圖圖1021(1)主要構(gòu)造：由主要構(gòu)造：由_、 _和和_組成組成(2)工作原理：電磁感應(yīng)的工作原理：電磁感應(yīng)的_現(xiàn)象現(xiàn)象.2理想變壓器的基本關(guān)系式理想變壓器的基本關(guān)系式(1)功率關(guān)系：功率關(guān)系：P入入P出出原線圈原線圈副線圈副線圈閉合鐵芯閉合鐵芯互感互感降壓降壓升壓升壓特別提示：特別提示：(1)變壓器不能改變直流電變壓器不能改變直流電壓壓(2)細線繞制的線圈為高壓線圈，粗線細線繞制的線圈為高壓線圈，粗線繞制的線圈為低壓線圈繞制的線圈為低壓線圈

2、二、遠距離輸電二、遠距離輸電1電路損失電路損失(1)功率損失：設(shè)輸電電流為功率損失：設(shè)輸電電流為I，輸電線，輸電線的電阻為的電阻為R,則功率損失為則功率損失為P _.(2)電壓損失：電壓損失：U _.減小功率損失和電壓損失，都要求提減小功率損失和電壓損失，都要求提高高_，減小輸電電流，減小輸電電流I2RIR輸電電壓輸電電壓電阻電阻電阻率小電阻率小橫截面積橫截面積(2)另一個途徑是減小輸電導(dǎo)線中的另一個途徑是減小輸電導(dǎo)線中的_，由，由PIU可知，當(dāng)輸送功率可知，當(dāng)輸送功率一定時，提高一定時，提高_可以減小輸電可以減小輸電電流電流電流電流電壓電壓3遠距離高壓輸電遠距離高壓輸電(如圖如圖1022所所

3、示示)由于發(fā)電機本身的輸出電壓不可能很由于發(fā)電機本身的輸出電壓不可能很高，所以采用高壓輸電時，在發(fā)電站高，所以采用高壓輸電時，在發(fā)電站內(nèi)需用內(nèi)需用_升壓到幾百千伏升壓到幾百千伏后再向遠距離送電，到達用電區(qū)再用后再向遠距離送電，到達用電區(qū)再用_降到所需的電壓降到所需的電壓升壓變壓器升壓變壓器降壓變壓器降壓變壓器圖圖1022要點透析直擊高考要點透析直擊高考一、理想變壓器及其原、副線圈基本一、理想變壓器及其原、副線圈基本量的關(guān)系量的關(guān)系理想變壓器理想變壓器沒有能量損失沒有能量損失(銅損、鐵損銅損、鐵損)沒有磁通量損失沒有磁通量損失(磁通量全部磁通量全部集中在鐵芯中集中在鐵芯中)基本基本關(guān)系關(guān)系功率功

4、率關(guān)系關(guān)系原線圈的輸入功率等于副線圈的原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率輸出功率電壓電壓關(guān)系關(guān)系原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，與負載情況、副線圈個數(shù)的多少與負載情況、副線圈個數(shù)的多少無關(guān)無關(guān)基本基本關(guān)系關(guān)系電流電流關(guān)系關(guān)系只有一個副線圈，電流和匝數(shù)成反只有一個副線圈，電流和匝數(shù)成反比多個副線圈，由輸入功率和輸出比多個副線圈，由輸入功率和輸出功率相等確定電流關(guān)系功率相等確定電流關(guān)系頻率頻率關(guān)系關(guān)系原、副線圈中電流的頻率相等原、副線圈中電流的頻率相等制約制約關(guān)系關(guān)系電壓電壓副線圈電壓副線圈電壓U2由原線圈電壓由原線圈電壓U1和匝和匝數(shù)比決定數(shù)比決定功率功率原線圈的輸

5、入功率原線圈的輸入功率P1由副線圈的輸由副線圈的輸出功率出功率P2決定決定電流電流原線圈電流原線圈電流I1由副線圈電流由副線圈電流I2和匝數(shù)和匝數(shù)比決定比決定特別提醒：特別提醒：(1)理想變壓器的應(yīng)用中要理想變壓器的應(yīng)用中要注意副線圈和原線圈功率相等這個特注意副線圈和原線圈功率相等這個特點，電流關(guān)系的推導(dǎo)應(yīng)該以其為依據(jù)點，電流關(guān)系的推導(dǎo)應(yīng)該以其為依據(jù).(2)變壓器的以上關(guān)系都是根據(jù)變壓器的以上關(guān)系都是根據(jù)“口口”字字型的變壓器推出的型的變壓器推出的.如果變壓器不是如果變壓器不是“口口”字型時，應(yīng)根據(jù)變壓器的原理及字型時，應(yīng)根據(jù)變壓器的原理及各線圈中磁通量的關(guān)系推導(dǎo)出各物理各線圈中磁通量的關(guān)系推

6、導(dǎo)出各物理量的關(guān)系量的關(guān)系.即時應(yīng)用即時應(yīng)用 1(2012福建廈門調(diào)研福建廈門調(diào)研)對于理想變壓對于理想變壓器，下列說法中正確的是器，下列說法中正確的是()A原線圈的輸入功率隨著副線圈的輸原線圈的輸入功率隨著副線圈的輸出功率增大而增大出功率增大而增大B原線圈的輸入電流隨著副線圈的輸原線圈的輸入電流隨著副線圈的輸出電流增大而增大出電流增大而增大C原線圈的電壓不隨副線圈的輸出原線圈的電壓不隨副線圈的輸出電流變化而變化電流變化而變化D當(dāng)副線圈的電流為零時，原線圈當(dāng)副線圈的電流為零時，原線圈的電壓也為零的電壓也為零答案：答案：ABC二、理想變壓器動態(tài)分析問題二、理想變壓器動態(tài)分析問題1匝數(shù)比不變的情況

7、匝數(shù)比不變的情況圖圖10232負載電阻不變的情況負載電阻不變的情況圖圖10243分析動態(tài)問題的思路程序可表示為分析動態(tài)問題的思路程序可表示為即時應(yīng)用即時應(yīng)用2(2010高考大綱全國卷高考大綱全國卷)圖圖1025中為某一理想變壓器，其原線圈與中為某一理想變壓器，其原線圈與一電壓有效值不變的交流電源相連，一電壓有效值不變的交流電源相連，P為滑動頭現(xiàn)令為滑動頭現(xiàn)令P從均勻密繞的副線圈從均勻密繞的副線圈最底端開始，沿副線圈勻速上滑，直最底端開始，沿副線圈勻速上滑，直至白熾燈泡至白熾燈泡L兩端的電壓等于其額定電兩端的電壓等于其額定電壓為止用壓為止用I1表示流過原線圈的電表示流過原線圈的電流，流，I2表示

8、表示流過燈泡的電流，流過燈泡的電流，U2表示表示燈泡兩端的電壓燈泡兩端的電壓,N2表示燈泡消耗的電表示燈泡消耗的電功率功率(這里的電流、電壓均指有效值；這里的電流、電壓均指有效值；電功率指平均值電功率指平均值)下列四個圖中，能下列四個圖中，能夠正確反映相應(yīng)物理量的變化趨勢的夠正確反映相應(yīng)物理量的變化趨勢的是是()圖圖1025圖圖1026三、關(guān)于遠距離輸電問題的分析三、關(guān)于遠距離輸電問題的分析1遠距離輸電的處理思路遠距離輸電的處理思路對高壓輸電問題，應(yīng)按對高壓輸電問題，應(yīng)按“發(fā)電機發(fā)電機升升壓變壓器壓變壓器遠距離輸電線遠距離輸電線降壓變壓降壓變壓器器用電器用電器”這樣的順序，或從這樣的順序，或從

9、“用用電器電器”倒推到倒推到“發(fā)電機發(fā)電機”一步一步進一步一步進行分析行分析2遠距離高壓輸電的幾個基本關(guān)系遠距離高壓輸電的幾個基本關(guān)系(以圖以圖1027為例為例)：圖圖1027即時應(yīng)用即時應(yīng)用3(2012海淀區(qū)期末海淀區(qū)期末)如圖如圖1028所示，有一臺交流發(fā)電機所示，有一臺交流發(fā)電機E，通過理，通過理想升壓變壓器想升壓變壓器T1和理想降壓變壓器和理想降壓變壓器T2向遠處用戶供電向遠處用戶供電,輸電線的總電阻為輸電線的總電阻為R.T1的輸入電壓和輸入功率分別為的輸入電壓和輸入功率分別為U1和和P1，它的輸出電壓和輸出功率分別，它的輸出電壓和輸出功率分別為為U2和和P2；T2的輸入電壓和輸入功率

10、的輸入電壓和輸入功率分別為分別為U3和和P3，它的輸出電壓和輸出，它的輸出電壓和輸出功率分別為功率分別為U4和和P4.設(shè)設(shè)T1的輸入電壓的輸入電壓U1一定，當(dāng)用戶消耗的電功率變大時，一定，當(dāng)用戶消耗的電功率變大時，有有()圖圖1028AU2減小，減小，U4變大變大BU2不變，不變，U3變小變小CP1變小，變小，P2變小變小 DP2變大，變大，P3變大變大解析：選解析：選BD.本題考查遠距離輸電及本題考查遠距離輸電及理想變壓器的基本知識由理想變壓理想變壓器的基本知識由理想變壓器輸出決定輸入可得，當(dāng)用戶功率增器輸出決定輸入可得，當(dāng)用戶功率增大時，升壓變壓器的輸入功率必增大大時，升壓變壓器的輸入功率

11、必增大,即即P1增大，輸入電壓增大，輸入電壓U1為定值不變，為定值不變，升壓變壓器的匝數(shù)不變，輸入電壓不升壓變壓器的匝數(shù)不變，輸入電壓不變，故輸出電壓變，故輸出電壓U2不變，由于不變，由于P1增大增大,由由P1U1I1P2U2I2可得，可得，I1增加，增加，P2、I2增加，由閉合電路歐姆定律：增加，由閉合電路歐姆定律：U3U2I2R，故，故U3減小，減小，降壓變壓器原、降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)不變副線圈匝數(shù)不變,所以隨所以隨U3減小減小,U4減小，減小，A錯誤，錯誤，B正確；由于用戶功率增加，正確；由于用戶功率增加，即即P4增加，理想變壓器無功率損耗可增加，理想變壓器無功率損耗可得：得：P3P

12、4，功率，功率P3也增加，故也增加，故C錯誤，錯誤，D正確正確題型探究講練互動題型探究講練互動 在圖在圖1029甲所示的電路中，理甲所示的電路中，理想變壓器原線圈兩端想變壓器原線圈兩端的正弦交變電壓變化規(guī)律如圖乙所示的正弦交變電壓變化規(guī)律如圖乙所示.理想變壓器基本關(guān)系的理想變壓器基本關(guān)系的應(yīng)用應(yīng)用例例1圖圖1029已知變壓器原、副線圈的匝數(shù)比已知變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n2101，串聯(lián)在原線圈電路中，串聯(lián)在原線圈電路中電流表電流表A1的示數(shù)為的示數(shù)為1 A，下列說法正，下列說法正確的是確的是()【答案答案】B (2012豫南九校聯(lián)考豫南九校聯(lián)考)如圖如圖10210所示，所示，a、b間接入電

13、壓間接入電壓u311sin314t(V)的正弦交流電，變壓器的正弦交流電，變壓器右側(cè)部分為一火警報警系統(tǒng)原理圖，右側(cè)部分為一火警報警系統(tǒng)原理圖，其中其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，所有電表均為理想電表，電流感器，所有電表均為理想電表，電流理想變壓器的動態(tài)分析理想變壓器的動態(tài)分析例例2表表A2為值班室的顯示器，顯示通過為值班室的顯示器，顯示通過R1的電流，電壓表的電流，電壓表V2顯示加在報警器上顯示加在報警器上的電壓的電壓(報警器未畫出報警器未畫出)，R3為一定值為一定值電阻當(dāng)傳感器電阻當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時所在處出現(xiàn)火情時,以下說法中正確的是以下說法中正

14、確的是()圖圖10210AA1的示數(shù)增大，的示數(shù)增大，A2的示數(shù)增大的示數(shù)增大BV1的示數(shù)不變，的示數(shù)不變，V2的示數(shù)減小的示數(shù)減小CV1的示數(shù)減小，的示數(shù)減小，V2的示數(shù)減小的示數(shù)減小DA1的示數(shù)增大，的示數(shù)增大，A2的示數(shù)減小的示數(shù)減小【解析解析】半導(dǎo)體熱敏電阻隨溫度升半導(dǎo)體熱敏電阻隨溫度升高電阻減小，因為變壓器輸入電壓決高電阻減小，因為變壓器輸入電壓決定輸出電壓，定輸出電壓，a、b間接入的交流電不間接入的交流電不變，因此變，因此V1示數(shù)不變，變壓器輸出電示數(shù)不變，變壓器輸出電壓不變，壓不變，R2減小，變壓器總輸出電流減小，變壓器總輸出電流增大增大,變壓器輸出電流決定輸入電變壓器輸出電流決

15、定輸入電流流,A1示數(shù)也變大；由副線圈連接的電示數(shù)也變大；由副線圈連接的電路分析可知路分析可知V2示數(shù)減小，示數(shù)減小，A2示數(shù)減示數(shù)減小小【答案答案】BD【規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)】分析理想變壓器的動分析理想變壓器的動態(tài)變化問題，關(guān)鍵是抓住不變量，以態(tài)變化問題，關(guān)鍵是抓住不變量，以不變量作為分析基礎(chǔ)，然后根據(jù)歐姆不變量作為分析基礎(chǔ)，然后根據(jù)歐姆定律分析電流、電壓等各量的變化定律分析電流、電壓等各量的變化 (2010高考浙江卷高考浙江卷)某水電站，某水電站，用總電阻為用總電阻為2.5 的輸電線輸電給的輸電線輸電給500 km外的用戶，其輸出電功率是外的用戶，其輸出電功率是3106 kW，現(xiàn)用，現(xiàn)用500

16、 kV電壓輸電，則下列電壓輸電，則下列說法正確的是說法正確的是()有關(guān)遠距離輸電的計算有關(guān)遠距離輸電的計算例例3A輸電線上輸送的電流大小為輸電線上輸送的電流大小為2.0105 AB輸電線上由電阻造成的損失電壓為輸電線上由電阻造成的損失電壓為15 kVC若改用若改用5 kV電壓輸電，則輸電線電壓輸電，則輸電線上損失的功率為上損失的功率為9108 kWD輸電線上損失的功率為輸電線上損失的功率為PU2/r,U為輸電電壓，為輸電電壓，r為輸電線的電阻為輸電線的電阻上 損 失 的 功 率上 損 失 的 功 率 P I 2r (6105)22.5 W9108 kW，表明，表明電能將在線路上損耗完，則輸電線上電能將在線路上損耗完，則輸電線上損失的功率為損失的功率為3106 kW，C錯；錯；D項項中輸電線上損失的功率中輸電線上損失的功率PU2/r，U應(yīng)應(yīng)為輸電線上損耗的電壓，而不是輸電為輸電線上損耗的電壓，而不是輸電電壓電壓,D錯錯【答案答案】B知能演練強化闖關(guān)知能演練強化闖關(guān)本部分內(nèi)容講解結(jié)束本部分內(nèi)容講解結(jié)束按按ESC鍵退出全屏播放鍵退出全屏播放