高考?xì)v史 第10章 第2節(jié) 變壓器 電能的輸送知識研習(xí)課件 魯科版選修32

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1、1理想變壓器(1)理想變壓器是沒有損失的變壓器(2)變壓器的結(jié)構(gòu)：是改變交流電電壓的設(shè)備，主要由和繞在鐵芯上的兩個或兩個以上的組成，其中與電源連接的線圈叫，與負(fù)載連接的線圈叫閉合的鐵芯閉合的鐵芯線圈線圈原線圈原線圈副線圈副線圈(3)變壓器的原理：變壓器工作的基礎(chǔ)是，原線圈中的交變電流在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量，既穿過，也穿過，在原、副線圈中同樣要產(chǎn)生2電能的輸送(1)減少輸電電能損失的兩種方法一個是減小輸電線的根據(jù)電阻定律可知R ，要減小輸電線的電阻R，在保證輸電距離不變的情況下，可采用下述方法：減小材料的 ，銀的電阻率互感現(xiàn)象互感現(xiàn)象副線圈副線圈原線圈原線圈感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢電阻電阻電阻率電

2、阻率最小，但價格昂貴，目前選用電阻率較小的銅或鋁做輸電線；可適當(dāng)增大，但太粗不可取，因為既不經(jīng)濟，架設(shè)也困難 .另一個是減小輸電導(dǎo)線的在輸電功率一定的條件下，根據(jù)PUI可知，要減小輸電線中的電流I，必須提高(2)遠(yuǎn)距離高壓輸電在發(fā)電機處用變壓器升高電壓，在用戶處用變壓器降低電壓，輸電情況及原理如圖所示橫截面積橫截面積電流電流輸電電壓輸電電壓U.升壓升壓降壓降壓考點一理想變壓器原、副線圈基本量的關(guān)系理想變壓器原、副線圈基本量的關(guān)系如下表：理想變理想變壓器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(磁通量全部集中在鐵芯中磁通量全部集中在鐵芯中)基基本本關(guān)關(guān)系系

3、功率功率關(guān)系關(guān)系原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率：原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率：P入入P出出電壓電壓關(guān)系關(guān)系原副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，公式：原副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，公式：U1/U2n1/n2，與負(fù)載、副線圈的多少無關(guān)與負(fù)載、副線圈的多少無關(guān)電流電流關(guān)系關(guān)系只有一個副線圈時：只有一個副線圈時：I1/I2n2/n1有多個副線圈時：由有多個副線圈時：由P入入P出出得得I1U1I2U2I3U3InUn或或I1n1I2n2I3n3Innn頻率頻率關(guān)系關(guān)系f1f2(變壓器不改變交流電的頻率變壓器不改變交流電的頻率) 【案例1】（2011全國新課標(biāo)）如圖，一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1

4、2；副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220 V，額定功率為22 W；原線圈電路中接有電壓表和電流表.現(xiàn)閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光.若用U和I分別表示此時電壓表和電流表的讀數(shù)，則（ ）【答案【答案】A 【即時鞏固1】（2011廣東理綜）圖（a）左側(cè)的調(diào)壓裝置可視為理想變壓器，負(fù)載電R=55 ，、為理想電流表和電壓表.若原線圈接入如圖（b）所示的正弦交變電壓，電壓表的示數(shù)為110 V，下列表述正確的是（ ） A電流表的示數(shù)為2 A B原、副線圈匝數(shù)比為1 2 C電壓表的示數(shù)為電壓的有效值 D原線圈中交變電壓的頻率為100 Hz【解析】由圖（b）可知原線圈兩端電壓的有效值U1=220 V,由 ,可

5、得原副線圈匝數(shù)之比故B錯誤.電流表示數(shù)與電壓表示數(shù)都為有效值，故C正確.電流表示數(shù) 故A正確.由圖（b）可知T=0.02 s，所以交變電壓的頻率為 Hz=50 Hz，D錯誤. 2121nnUU112222021101nUnU ，110A2 A55UIR，02. 011Tf【答案【答案】A、C考點二理想變壓器的動態(tài)分析如果理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)不變時，當(dāng)變壓器的負(fù)載發(fā)生變化，如圖所示，各量相互關(guān)系如下：(2)輸出電流I2決定輸入電流I1.在輸入電壓U1一定的情況下，輸出電壓U2也被完全確定當(dāng)負(fù)載電阻R增大時，I2減小，則I1相應(yīng)減??；當(dāng)負(fù)載電阻R減小時，I2增大，則I1相應(yīng)增大在使用變壓器

6、時，不能使變壓器次級短路.(3)輸出功率P2決定輸入功率P1.理想變壓器的輸入功率與輸出功率相等，即P1P2，在輸入電壓U1一定的情況下，當(dāng)負(fù)載電阻R增大時，I2減小，則變壓器的輸出功率P2I2U2減小，輸入功率P1也將相應(yīng)減??；當(dāng)負(fù)載電阻R減小時， I2增大，變壓器的輸出功率P2I2U2增大，則輸入功率P1也將增大【技巧提示】(1)變壓器只能改變交流電壓，若原線圈加直流電壓，則副線圈的輸出電壓為零并且由于線圈對直流電無感抗，而使電流很大(相當(dāng)于短路)，易損壞直流電源【案例2】(2010天津理綜)為探究理想變壓器原、副線圈電壓、電流的關(guān)系，將原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上，副線圈連接

7、相同的燈泡L1、L2，電路中分別接了理想交流電壓表V1、V2和理想交流電流表A1、A2，導(dǎo)線電阻不計，如圖所示當(dāng)開關(guān)S閉合后() AA1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值不變 BA1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值變大 CV2示數(shù)變小，V1與V2示數(shù)的比值變大 DV2示數(shù)不變，V1與V2示數(shù)的比值不變【答案】【答案】A、D【即時鞏固2】街頭通過降壓變壓器給用戶供電的示意圖如圖所示變壓器輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓，可忽略其波動輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，輸電線的電阻用R0表示，輸電線消耗的電功率用P0表示，變阻器R表示用戶的總電阻，P表示用戶的總功率，當(dāng)用電器增加時，相當(dāng)于R的阻值減小，滑動片向下移(

8、R始終大于R0)當(dāng)用戶的用電器增加時，圖中電流表示數(shù)I1、I2及P0、P變化為() AI1變大，I2變小BI1變小，I2變小 CP0變大，P變大 DP0變大，P變小【答案】【答案】C考點三關(guān)于高壓輸電問題的分析對高壓輸電問題，應(yīng)按“發(fā)電機升壓變壓器遠(yuǎn)距離輸電線降壓變壓器用電器”這樣的順序，或從“用電器”倒推到“發(fā)電機”一步一步進(jìn)行分析高壓輸電既能減少功率損失，也能減少電壓損失，但在實際高壓輸電時，也并非輸電電壓越高越好，還需綜合考慮各種因素，依照不同的情況選擇合適的輸電電壓遠(yuǎn)距離高壓輸電的幾個基本關(guān)系(以下圖為例)：【案例3】(2010福建理綜)中國已投產(chǎn)運行的1 000 kV特高壓輸電是目前世界上電壓最高的輸電工程假設(shè)甲、乙兩地原來用500 kV的超高壓輸電，輸電線上損耗的電功率為P.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1 000 kV特高壓輸電，若不考慮其他因素的影響，則輸電線上損耗的電功率將變?yōu)?)【答案】【答案】A【即時鞏固3】(2010江蘇高考)在如圖所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說法中正確的是() A升壓變壓器的輸出電壓增大 B降壓變壓器的輸出電壓增大 C輸電線上損耗的功率增大 D輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大【答案】【答案】C、D