第十三章第二節(jié)-變壓器-遠距離輸電教學(xué)課件

基礎(chǔ)梳理自學(xué)導(dǎo)引一、變壓器原理1．構(gòu)造和原理(如圖13－2－1所示)圖13－2－1(1)主要構(gòu)造：由_______、________和__________組成．(2)工作原理：電磁感應(yīng)的_____現(xiàn)象．2．理想變壓器的基本關(guān)系式(1)功率關(guān)系：P入＝P出．原線圈副線圈閉合鐵芯互感降壓升壓名師點撥：(1)變壓器不能改變直流電壓；(2)細線繞制的線圈為高壓線圈，粗線繞制的線圈為低壓線圈．二、遠距離輸電1．電路損失(1)功率損失：設(shè)輸電電流為I，輸電線的電阻為R，則功率損失為ΔP＝____.(2)電壓損失：ΔU＝___.I2RIR減小功率損失和電壓損失，都要求提高_________，減小輸電電流．2．降低損耗的兩個途徑(1)一個途徑是減小輸電線的_____．由電阻定律R＝ρ可知，在輸電距離一定的情況下，輸電電壓電阻為減小電阻，應(yīng)當用__________的金屬材料制造輸電線．此外，還要盡可能增加導(dǎo)線的__________．(2)另一個途徑是減小輸電導(dǎo)線中的_____，由P＝IU可知，當輸送功率一定時，提高_____可以減小輸電電流電阻率小橫截面積電流電壓3．遠距離高壓輸電(如圖13－2－2所示)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)電站內(nèi)需用_____________升壓到幾百千伏后再向遠距離送電，到達用電區(qū)再用____________降到所需的電壓．升壓變壓器降壓變壓器圖13－2－2要點透析直擊高考一、理想變壓器及其原、副線圈基本量的關(guān)系理想變壓器(1)沒有能量損失(銅損、鐵損)(2)沒有磁通量損失(磁通量全部集中在鐵芯中)基本關(guān)系功率關(guān)系原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率基本關(guān)系電壓關(guān)系原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，與負載情況、副線圈個數(shù)的多少無關(guān)電流關(guān)系只有一個副線圈，電流和匝數(shù)成反比多個副線圈，由輸入功率和輸出功率相等確定電流關(guān)系頻率關(guān)系原、副線圈中電流的頻率相等制約關(guān)系電壓副線圈電壓U2由原線圈電壓U1和匝數(shù)比決定功率原線圈的輸入功率P1由副線圈的輸出功率P2決定電流原線圈電流I1由副線圈電流I2和匝數(shù)比決定特別提醒：(1)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點,電流關(guān)系的推導(dǎo)應(yīng)該以此為依據(jù).(2)變壓器的以上關(guān)系都是根據(jù)口字型的變壓器推出的.如果變壓器不是“口”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)出各物理量的關(guān)系.即時應(yīng)用1．(2019·高考新課標全國卷)如圖13－2－3，一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1∶2，圖13－2－3副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220V，額定功率為22W；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(

)二、理想變壓器動態(tài)分析問題1．匝數(shù)比不變的情況如圖13－2－4：圖13－2－42．負載電阻不變的情況如圖13－2－5：圖13－2－53．分析動態(tài)問題的程序可表示為即時應(yīng)用2．(2019·高考天津卷)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13－2－6所示．當開關(guān)S閉合后(

)圖13－2－6A．A1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值不變B．A1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值變大C．V2示數(shù)變小，V1與V2示數(shù)的比值變大D．V2示數(shù)不變，V1與V2示數(shù)的比值不變?nèi)?、關(guān)于高壓輸電問題的分析1．對高壓輸電問題，應(yīng)按“發(fā)電機→升壓變壓器→遠距離輸電線→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”一步一步進行分析．2．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，還需考慮各種因素，依照不同的情況選擇合適的輸電電壓．3．遠距離高壓輸電的幾個基本關(guān)系(以圖13－2－7為例)：圖13－2－7即時應(yīng)用3．(2019·高考江蘇卷)在如圖13－2－8所示的遠距離輸電電路中，圖13－2－8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，下列說法中正確的有(

)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解析：選CD.對升壓(或降壓)變壓器而言，由變壓器電壓比U1∶U2＝n1∶n2知，輸入電壓不變，匝數(shù)不變，輸出電壓不變，故A選項不正確；由P＝UI知，U不變,P增大,故I增大，使得輸電線上的電壓損耗ΔU＝I2R線增大，功率損耗ΔP＝IR線增大，所以降壓變壓器上的輸入電壓減小，輸出電壓減小，所以B不正確，C正確；題型探究講練互動(2019·溫州十校聯(lián)考)如圖13－2－9所示，一理想變壓器原線圈匝數(shù)為n1＝1000匝，副線圈匝數(shù)為n2＝200匝，題型1變壓器的工作原理例1圖13－2－9D．變壓器的輸入功率是16W由I2＝U2/R＝40/100A＝0.4A，得電流表A的示數(shù)為0.4A；由P1＝P2＝I2U2＝0.4×40W＝16W，故B、D正確．【答案】

BD【規(guī)律總結(jié)】對理想變壓器原、副線圈：(1)交流電頻率相等．(2)磁通量及磁通量變化率相等，每匝產(chǎn)生的電動勢相等．(2019·高考大綱全國卷Ⅱ)圖13－2－10中為一理想變壓器,其原線圈與一電壓有效值不變的交流電源相連,P為滑動頭．題型2理想變壓器的動態(tài)分析例2圖13－2－10現(xiàn)令P從均勻密繞的副線圈最底端開始,沿副線圈勻速上滑，直至白熾燈泡L兩端的電壓等于其額定電壓為止．用I1表示流過原線圈的電流，I2表示流過燈泡的電流，U2表示燈泡兩端的電壓，N2表示燈泡消耗的電功率(這里的電流、電壓均指有效值；電功率指平均值)．下列四個圖中，能夠正確反映相應(yīng)物理量的變化趨勢的是(

)圖13－2－11【答案】

BC(2019·高考浙江卷)某水電站，用總電阻為2.5Ω的輸電線輸電給500km外的用戶，其輸出電功率是3×106kW，現(xiàn)用500kV電壓輸電，則下列說法正確的是(

)題型3有關(guān)遠距離輸電的計算例3A．輸電線上輸送的電流大小為2.0×105AB．輸電線上由電阻造成的損失電壓為15kVC．若改用5kV電壓輸電，則輸電線上損失的功率為9×108kWD．輸電線上損失的功率為ΔP＝U2/r,U為輸電電壓，r