人教版高考总复习一轮物理精品课件 第12单元 交变电流 电磁振荡 电磁波 传感器 第31讲 变压器 远距离输电.ppt

第31讲变压器远距离输电

落实基础主干突破命题视角目录索引实验16实验17

落实基础主干

一、理想变压器1.构造:如图所示。变压器由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成。(1)原线圈:与交流电源连接的线圈,也叫初级线圈。(2)副线圈:与负载连接的线圈,也叫次级线圈。2.工作原理:电磁感应的互感现象。

3.理想变压器的基本关系式(1)功率关系:P入=P出。

二、远距离输电1.降低输电损耗的两个途径减少输电损耗的理论依据:P损=I2r。(1)减小输电线的电阻:根据电阻定律,要减小输电线的电阻r,在输电距离一定的情况下,可采用减小材料的电阻率、增大导线的横截面积的方法。(2)减小输电导线中的电流:在输电功率一定的情况下,根据P=UI,要减小输电电流,必须提高输电电压。

2.远距离高压输电的分析(1)输电过程(如图所示)

突破命题视角

考点一理想变压器理想变压器及其基本关系理想变压器(1)没有“铜损”(线圈电阻为零,不发热)(2)没有“铁损”(铁芯中无涡流,不发热)(3)没有“漏磁”(磁通量全部集中在铁芯中)

典例(2024浙江1月选考)如图为某燃气灶点火装置的原理图。直流电经转换器输出u=5sin100πtV的交变电流,经原、副线圈匝数分别为n1和n2的变压器升压至峰值大于10kV,就会在打火针和金属板间引发电火花,实现点火。下列说法正确的是()C.用电压表测原线圈两端电压,示数为5VD.副线圈输出交流电压的频率是100HzB

考点二变压器电路的动态分析典例(多选)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为1∶2,原线圈与定值电阻R1串联后,接入输出电压有效值恒定的正弦式交流电源。副线圈电路中负载电阻为可变电阻R2,A、V为理想交流电表。当R2=2R1时,电流表的读数为1A,电压表的读数为4V,则()A.电源输出电压为6VB.电源输出功率为4WC.保持R1阻值不变,当R2=8Ω时,电压表的读数为6VD.保持R1阻值不变,当R2=8Ω时,变压器输出的功率最大ACD

解析方法一(常规解法):当R2=2R1时,电流表的读数为1A,电压表的读数为4V,所以R2=4Ω,R1=2Ω,理想变压器原、副线圈匝数之比为1∶2,根据电压与匝数成正比得原线圈两端的电压U1=2V,根据电流与匝数成反比得原线圈中的电流I1=2A,所以电源输出电压U=U1+I1R1=6V,电源输出功率P=UI1=12W,故A正确,B错误;

议题说法1.等效电阻法

2.等效电源法

考点三远距离输电问题1.理清三个回路

2.抓住两个联系(1)回路1和回路2的联系——升压变压器→基本关系:(2)回路2和回路3的联系——降压变压器→基本关系:

3.明确三个物理量(联系两个变压器的纽带)(2)电压:U2=ΔU+U3。(3)电流:I2=I线=I3。

典例(多选)(2023浙江绍兴二模)某小型水电站的电能输送示意图如图所示,发电机(内阻不计)输出的正弦式交流电压的有效值为250V,发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电。已知输电线的总电阻R0=4Ω,降压变压器的原、副线圈匝数之比n3∶n4=4∶1,降压变压器的副线圈与阻值R=11Ω的电阻及电压表组成闭合电路,理想电压表的示数为220V,变压器均视为理想变压器,则下列说法正确的是()A.通过R0的电流的有效值为5AB.升压变压器的原、副线圈匝数之比n1∶n2=1∶4C.输电线电阻R0上损失的功率为20WD.发电机的输出功率为4500WAD

解析由欧姆定律可知,通过电阻R的电流I=20A,由降压变压器的原、副线圈匝数之比n3∶n4=4∶1,可得输电电流I3=5A,选项A正确;输电线路的电阻为4Ω,所以输电线电阻R0两端电压的有效值为20V,电阻R0上损失的功率为P损=5A×20V=100W,选项C错误;升压变压器副线圈上的电压为20V+220×4V=900V,升压变压器的原、副线圈匝数之比n1∶n2=250∶900=5∶18,选项B错误;发电机的输出功率等于输电线路电阻R0消耗的功率加上电阻R消耗的功率,可得功率为900V×5A=4500W,选项D正确。

议题说法理想变压器的制约关系

易错警示1.输送功率是指升压变压器输出的功率,损失功率是指由于输电线发热而消耗的功率。两者关系是P损=P-P(P为输送功率,P为用户所得功率)。

考点四特殊变压器的问题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.互感器电压互感器(n1n2):把高电压变成低电压,如图丙所示。电流互感器(n1n2):把大电流变成小电流,如图丁所示。

考向1自耦变压器典例1(2023浙江杭州模拟)理想的自