高中物理基础复习课件：10.2变压器与远距离输电.ppt

考点1 变压器 学案2 变压器和远距离输电 1.理想变压器的基本关系 当副线圈只有一个时，原副线圈中的电流与匝数存在I1/I2=n2/n1的关系，此式说明原副线圈中的电流成正比，即I1∝I2，而非反比关系。 基本关系 功率关系 原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率 电压关系 原、副线圈的电压比等于匝数比，与负载情况、副线圈个数的多少无关 电源关系 只有一个副线圈，电流和匝数成反比 多个副线圈，由输入功率和输出功率相等确定电流关系 频率关系 原、副线圈中电流的频率相等 当理想变压器的原、副线圈的匝数不变而变压器的 负载发生变化时，确定其他有关物理量的变化时，可依 据以下原则(如图)： (1)输入电压U1决定输出电压U2：这是因为输出电压 U2= U1，当U1不变时，不论负载电阻R变化与否,U2 不会改变。 2. 理想变压器各物理量变化的决定因素 (2)输出电流I2决定输入电流I1：在输入电压U1一定的情况下，输出电压U2也被完全确定。当负载电阻R增大时，I2减小，则I1相应减小；当负载电阻R减小时，I2增大，则I1相应增大。在使用变压器时，不能使变压器次级短路。 (3)输出功率P2决定输入功率P1:理想变压器的输入功率与输出功率相等，即P2=P1。在输入电压U1一定的情况下，当负载电阻R增大时，I2减小，则变压器输出功率P2=I2U2减小，输入功率P1也将相应减小；当负载电阻R减小时，I2增大，变压器的输出功率P2=I2U2增大，则输入功率P1也将增大。 理想变压器规律的应用 【例1】一理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，原线圈 输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如 图乙所示，P为滑动变阻器的触头。下列说法正确的是 A.副线圈输出电压的频率为50 Hz B.副线圈输出电压的有效值为31 V C.P向右移动时，原、副线圈的电流比减小 D.P向右移动时，变压器的输出功率增加 【解析】由图甲知，原线圈两端输入电压的最大值为U1m=311 V，有效值为U1=U1m/ =220 V，周期为T=2×10-2 s，频率f=1/T=50 Hz，变压器不改变电压的频率，A项正确；由U1/U2=n1/n2知，U2=(n2/n1)U1=22 V，B项错误；变压器原、副线圈的电流比与匝数成反比，由于匝数未变，所以原、副线圈的电流比不变，C项错误；P向右移动时，滑动变阻器的有效阻值减小，副线圈中电流增大，由P2=U2I2知变压器的输出功率增加，D项正确。 (1)变压器只改变交流电的电压与电流，不改交流电的频率。 (2)I1/I2=n2/n1反映了原副线圈中的电流与匝数成反比，而非I1∝1/I2，原副线圈中的电流I1∝I2。 ［2010年高考山东理综卷］一理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=11:5。原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示。副线圈仅接入一个10 ?的电阻。则 ( ) A.流过电阻的电流是20 A B.与电阻并联的电压表的示数是100 V C.经过1分钟电阻发出的热量是6×103 J D.变压器的输入功率是1×103 W D 理想变压器的动态问题 【例2】［2010年高考天津理综卷］为探究理想变压器原、副线圈电压、 电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副 线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表 、 和理想交流电流表 、 ，导线电阻不计，如图所示。当开关S 闭合后( ) A. 示数变大， 与 示数的比值不变 B. 示数变大， 与 示数的比值变大 C. 示数变小， 与 示数的比值变大 D. 示数不变， 与 示数的比值不变 【解析】交流电源的电压有效值不变，即V1示数不变，因U1/U2=n1/n2，故V2示数不变，V1与V2示数的比值不变，故D对。S闭合使负载总电阻减小，I2=U2/R，所以I2增大。因I1/I2=n2/n1，所以A1示数增大，A1与A2示数的比值不变，故A对。 分析这类问题的基本思路： (