《高考風(fēng)向標(biāo)》年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題十一 第2講 變壓器 電能的輸送課件

第2講變壓器電能的輸送考點(diǎn)1理想變壓器1．構(gòu)造由一個(gè)閉合鐵芯、原線圈及副線圈組成．

圖11－2－1

2．工作原理：在同一鐵芯上的磁通量的變化率處處相同．

3．理想變壓器中的參數(shù)關(guān)系 沒(méi)有漏磁和發(fā)熱損失(即沒(méi)有能量損失)的變壓器叫理想變壓器．(1)電壓關(guān)系：在同一鐵芯上只有一組副線圈時(shí)：當(dāng)有幾組副線圈時(shí)：

(2)功率關(guān)系：對(duì)于理想變壓器不考慮能量損失，總有P入＝P出①當(dāng)只有一組副線圈時(shí)，I1U1＝I2U2，得(3)電流關(guān)系②當(dāng)有多組副線圈時(shí)：I1U1＝I2U2＋I(xiàn)3U3＋……，得I1n1＝I2n2＋I(xiàn)3n3＋……. 4．注意事項(xiàng)

(1)變壓器能改變交變電流電壓，但不能改變恒定電流(直流電)的電壓．如果原線圈接上直流電，則副線圈輸出電壓為零．

(2)變壓器的高壓線圈匝數(shù)多而通過(guò)的電流小，用較細(xì)的導(dǎo)線繞制，變壓器的低壓線圈匝數(shù)少而通過(guò)的電流大，用較粗的導(dǎo)線繞制．(3)副線圈上的電流電壓和原線圈上電流電壓一樣也是交變的，且頻率相同．(4)三個(gè)決定①輸入電壓決定輸出電壓，當(dāng)輸入電壓不變時(shí)，不論負(fù)載是否變化，輸出電壓不變．②輸出電流決定輸入電流，輸入電流隨輸出電流的增大而增大，隨輸出電流的減小而減?。圯敵龉β蕸Q定輸入功率，輸入功率隨輸出功率的變化而變化．當(dāng)負(fù)載為空載時(shí)，輸入功率為零．

1．(雙選)(2011年汕頭一模)如圖11－2－2甲，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶5，原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，副線圈僅接入一個(gè)10Ω的電阻．則()圖11－2－2答案：AC

2．(雙選)一理想變壓器的原線圈連接一只電流表，副線圈接入電路的匝數(shù)可以通過(guò)滑動(dòng)觸頭Q調(diào)節(jié)，如圖11－2－3所示．在副線圈上連接了定值電阻R0和滑動(dòng)變阻器R，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭．原線圈兩端接在電壓為U的交流電源上．則()圖11－2－3A．保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變大B．保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變小C．保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變大D．保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變小BC＝知，副線圈

解析：根據(jù)理想變壓器原副線圈上電壓、電流決定關(guān)系知：在輸入電壓U1

不變的情況下，U2不變．當(dāng)保持Q的位置不動(dòng)，滑動(dòng)頭P向上滑動(dòng)時(shí)，副線圈上的電阻增大，電流減小，故輸入電流I1亦隨著減小，即電流表的示數(shù)變小，A錯(cuò)誤B正確；當(dāng)保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí),由

U1

n1U2

n2上匝數(shù)增大，引起副線圈上電壓增大，即副線圈上電流增大，故原線圈上的電流亦隨著增大，故電流表的示數(shù)增大，C正確，D錯(cuò)誤．考點(diǎn)2遠(yuǎn)距離輸電

1．減小損耗的方法 發(fā)電機(jī)的輸出功率為一定值，P＝UI，在遠(yuǎn)距離輸電的過(guò)程中，有相當(dāng)一部分能量損耗在輸電線上，設(shè)輸電線的電阻為r，則損耗的電能，即轉(zhuǎn)化為熱能的部分為Q＝I2rt，電勢(shì)功率為P熱＝P損＝I2r，要減小損耗有兩種方法：

(1)減小電阻：①減小電阻率，現(xiàn)有的導(dǎo)線多為鋁導(dǎo)線，可改為銅，但價(jià)格太高；②減小距離，不可能；③增大面積，有局限性，并且耗費(fèi)材料．

(2)減小電流：在輸出功率不變的情況下，要減小電流，必須提高U，即需采用高壓輸電．

2．遠(yuǎn)距離輸電的經(jīng)典模型(如圖11－2－4)． 圖11－2－4 3．遠(yuǎn)距離輸電的三組關(guān)系及兩種損耗如下：(3)電功率關(guān)系系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝PR＋P3(4)兩種損耗耗：功率率損耗PR＝I2RR，輸送電電壓損耗耗U＝IRR＝U2－U3.4．注意(1)輸入電壓壓及匝數(shù)數(shù)比決定定輸出電電壓．只只有負(fù)載載變化時(shí)時(shí)，輸出電壓保保持不變變．(2)輸出的功功率、電電流決定定輸入的的功率、、電流，，故負(fù)載載變化會(huì)引起輸輸入功率率的變化化．3．(單選)(2011年廣州一一模)圖11－2－5是遠(yuǎn)距離離輸電的的示意圖，下下列說(shuō)法法正確的的是()A圖11－2－5A．a(chǎn)是升壓變變壓器，，b是降壓變變壓器B．a(chǎn)是降壓變變壓器，，b是升壓變變壓器C．a(chǎn)的輸出電電壓等于于b的輸入電電壓D．a(chǎn)的輸出電電壓等于于輸電線上損失失的電壓壓4．電站的的輸出功功率P＝104kW，輸出電電壓U1＝4kV，通過(guò)理想變壓壓器升壓壓后向遠(yuǎn)遠(yuǎn)處供電電．已知知輸電導(dǎo)導(dǎo)線的總總電阻為為R＝10ΩΩ，輸電線線路損失失的功率率為輸出出功率的的4%，求變壓壓器的匝匝數(shù)比．．解：發(fā)電站的的輸出電電流I1＝PU1＝1074×103A＝2.5×103

A

電線路損失的功率P損＝4%P＝I22R

則I2＝4%PR＝4%×10710A＝2×102

A

變壓器的匝數(shù)比n1n2＝I2I1＝2×1022.5×103＝225.

【例1】(雙選)(2009年廣東卷卷)圖11－2－6為遠(yuǎn)距離離高壓輸輸)電的示意意圖．關(guān)關(guān)于遠(yuǎn)距距離輸電電，下列列表述正正確的是是(圖11－2－6熱點(diǎn)變變壓器器及遠(yuǎn)距距離輸電電A．減小輸輸電導(dǎo)線線的橫截截面積有有利于減減少輸電電過(guò)程中中的電能能損失B．高壓輸輸電是通通過(guò)減小小輸電電電流來(lái)減減小電路路的發(fā)熱熱損耗C．在輸送送電壓一一定時(shí)，，輸送的的電功率率越大，，輸電過(guò)過(guò)程中的的電能損失越小小D．高壓輸電必必須綜合考慮慮各種因素，，不一定是電電壓越高越好好電線的橫截面積，會(huì)增大輸電線的電阻，則增大了輸電線上的功率損耗，A錯(cuò)誤；由P＝UI來(lái)看在輸送功率一定的情況下，輸送電壓U越大，輸出電流越小，則功率損耗越小，B正確；若輸送電壓一定，輸送功率越大，則電流I越大，電路中損耗的電功率越大，C錯(cuò)誤；輸送電壓并不是電壓越高越好，因?yàn)殡妷涸礁?，?duì)于安全和技術(shù)的要求越高，D正確．

答案：BD根據(jù)功率損失失的表達(dá)式ΔP＝I2r可知，要減少少輸電線上的功率損損失，有兩種種方法：其一一是減小輸電電線的電阻；；其二是減小輸電電電流．在輸輸電功率一定定的條件下，，根據(jù)P＝UI可知，要減小輸輸電線中的電電流I，必須提高輸輸電電壓U，這就是采用高壓輸電的的道理．解決決遠(yuǎn)距離輸電電問(wèn)題時(shí)，應(yīng)應(yīng)先畫(huà)出輸送電電路圖，然后以以變壓器鐵芯芯為界，分成成幾個(gè)獨(dú)立的的閉合電路，，應(yīng)用歐姆定律等等有關(guān)公式分分析各自的電電流、電壓和和功率關(guān)系．．各獨(dú)立回路之間間可通過(guò)變壓壓器的n1：n2＝U1：U2＝I2/I1及理想變壓器P1＝P2等聯(lián)系起來(lái)．．1．(雙選)(2010年?yáng)|莞模擬)2008年1月10日開(kāi)始的低溫溫雨雪冰凍造成成我國(guó)部分地地區(qū)嚴(yán)重災(zāi)害害，其中高壓壓輸電線因結(jié)結(jié)冰而損毀嚴(yán)重．．此次災(zāi)害牽牽動(dòng)億萬(wàn)人的的心．為消除除高壓輸電線線上的凌冰，有人人設(shè)計(jì)了這樣樣的融冰思路路：利用電流流的熱效應(yīng)除除冰．若在正常供電電時(shí)，高壓線線上送電電壓壓為U，電流為I，熱耗功率為ΔP；除冰時(shí)，輸輸電線上的熱熱耗功率需變變?yōu)?ΔP，則除冰時(shí)(認(rèn)為輸電功率和和輸電線電阻阻不變()A．輸電電流為為3IC．輸電電壓為為3UB．輸電電流為為9IAD易錯(cuò)點(diǎn)：變壓壓器的應(yīng)用【例1】圖11－2－7中，降壓變壓壓器的變壓系系數(shù)是3，即初級(jí)線圈匝數(shù)數(shù)與次級(jí)線圈圈的匝數(shù)之比比是3.初級(jí)線圈的輸輸入電壓是660V，次級(jí)線圈的的電阻為0.2Ω，這臺(tái)變壓器器供給100盞“220V,60W””的電燈用電．．求：(1)空載時(shí)次級(jí)線線圈的路端電電壓和輸出功功率；(2)接通時(shí)次級(jí)線線圈的路端電電壓；(3)每盞燈的實(shí)際際功率．圖11－2－7理解能力的的高低表現(xiàn)現(xiàn)在把握文文字的物理理意義上．．題文中說(shuō)說(shuō)“次級(jí)線線圈的電阻阻為0.2ΩΩ”．可見(jiàn)文中中所述的變變壓器有內(nèi)內(nèi)耗，不是是理想變壓壓器．類(lèi)比比直流電路路的知識(shí)，，可從兩條條路去求路路端電壓，，U＝E－Ir(電源電動(dòng)勢(shì)勢(shì)減去內(nèi)電電壓)，或者用歐歐姆定律U＝IR.來(lái)計(jì)算電功功率．不能用P＝U2R(2)接通后次級(jí)級(jí)線圈有電電阻，要消消耗電能，，由于次級(jí)級(jí)線圈內(nèi)部部存在電壓降，所所以次級(jí)線線圈的路端端電壓不再再是220V，而應(yīng)以次次級(jí)線圈為為研究對(duì)象應(yīng)應(yīng)用閉合電電路歐姆定定律去求次次級(jí)線圈的的路端電壓壓．(3)由于次級(jí)線線圈的路端端電壓達(dá)不不到燈泡的的額定電壓壓，燈泡的的實(shí)際功率要小于于每盞燈的的額定功率率．(1)變壓器空載載時(shí)，電路路的電流為為零，無(wú)能能量的轉(zhuǎn)化化，1．(雙選)(2010年潮州二模模)某小型水電電站的電能能輸送示意意圖如圖11－2－8所示．發(fā)電電機(jī)的輸出出電壓為220V，輸電線總