物理一輪復(fù)習(xí)課件10.2變壓器遠(yuǎn)距離輸電1

1、當(dāng)理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)不變而變壓器的 負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，確定其他有關(guān)物理量的變化時(shí)，可依 據(jù)以下原則(如圖10-2-3)： 1.輸入電壓U1決定輸出電壓U2：這是因?yàn)檩敵鲭妷?U2= U1，當(dāng)U1不變時(shí)，不論負(fù)載電阻R變化與否,U2 不會(huì)改變。,要點(diǎn) 理想變壓器各物理量變化的決定因素,圖10-2-3,學(xué)案2 變壓器 遠(yuǎn)距離輸電,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(shí)，I2減小，則I1相應(yīng)減??；當(dāng)負(fù)載電阻R減小時(shí)，I2增大，則I1相應(yīng)增大。在使用變壓器時(shí)，不能使變壓器次級(jí)短路。 3.輸出功率P2決定輸入功率P1:理想變壓器

2、的輸入功率與輸出功率相等，即P2=P1。在輸入電壓U1一定的情況下，當(dāng)負(fù)載電阻R增大時(shí)，I2減小，則變壓器輸出功率P2=I2U2減小，輸入功率P1也將相應(yīng)減??；當(dāng)負(fù)載電阻R減小時(shí)，I2增大，變壓器的輸出功率P2=I2U2增大，則輸入功率P1也將增大。,【例1】如圖10-2-4，理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為4:1。原線圈接入一電壓為 U=U0sint 的交流電源，副線圈接一個(gè)R=27.5 的負(fù)載電阻。若U0=220 V，100 rad/s，則下述結(jié)論正確的是( ) A副線圈中電壓表的讀數(shù)為55 V B副線圈中輸出交流電的周期為 s C原線圈中電流表的讀數(shù)為0.5 A D原線圈中的輸入功率為110

3、 W,熱點(diǎn)一 理想變壓器規(guī)律的應(yīng)用,圖10-2-4,【名師支招】靈活應(yīng)用：電壓與匝數(shù)的正比關(guān)系；電流與匝數(shù)的反比關(guān)系；輸入功率與輸出功率的相等關(guān)系。特別注意：電流與匝數(shù)的反比關(guān)系成立的條件是副線圈只有一個(gè)。,A C,【解析】原線圈電壓有效值為U1=220 V，電壓表讀數(shù)為U2= V=55 V，周期 s，副線圈中電流I2= =2 A，原線圈中電流I1= =0.5 A，P=I1U1=110 W。,1,一理想變壓器原、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如圖10-2-5所示。副線圈僅接入一個(gè)10 的電阻。則 ( ) A.流過(guò)電阻的電流是20 A B.與電阻并聯(lián)的電壓

4、表的示數(shù)是100 V C.經(jīng)過(guò)1分鐘電阻發(fā)出的熱量是6103 J D.變壓器的輸入功率是1103 W,D,圖10-2-5,【解析】因?yàn)樽儔浩鞯脑褦?shù)與U1不變，所以 U2與兩電壓表的示數(shù)均不變。當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，因?yàn)?負(fù)載電阻增大，故次級(jí)線圈中的電流I2減小，由 于輸入功率不變，所以I1也將減小，C正確；因?yàn)镽1的電壓減小，故R2、R3兩端的電壓將增大，I3變大，B正確。,【例2】如圖10-2-6，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中 R1、R2、R3和R4均為固定電阻，開(kāi)關(guān)S是閉合的。 和 為理想電壓 表，讀數(shù)分別為U1和U2； 、 和 為理想電流表，讀數(shù)分別為I1、I2 和I3?，F(xiàn)斷開(kāi)S

5、，U1數(shù)值不變，下列推斷中正確的是 ( ) A.U2變小、I3變小 B.U2不變、I3變大 C.I1變小、I2變小 D.I1變大、I2變大,熱點(diǎn)二 變壓器電路的動(dòng)態(tài)分析,圖10-2-6,【名師支招】分析這類問(wèn)題的基本思路： (1)首先抓住各量的決定因素：U1由電源決定，U2由輸入電壓U1及匝數(shù)比決定：U2 U1；I2由輸出電壓U2及負(fù)載電阻R決定：I2U2/R；I1由I2及匝數(shù)比決定：I1 I2。 (2)然后利用直流電路中的動(dòng)態(tài)分析方法即可。,B C,2,2009年高考江蘇物理卷如圖10-2-7 所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比 為1:5，原線圈兩端的交變電壓為 u=20 sin100t V

6、，氖泡在兩端電壓達(dá) 到100 V時(shí)開(kāi)始發(fā)光，下列說(shuō)法中正確 的有 ( ) A.開(kāi)關(guān)接通后，氖泡的發(fā)光頻率為100 Hz B.開(kāi)關(guān)接通后，電壓表的示數(shù)為100 V C.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，電壓表的示數(shù)變大 D.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，變壓器的輸出功率不變,A B,圖10-2-7,【例3】發(fā)電站的電源通過(guò)升壓變壓器、輸電導(dǎo)線和降壓變壓器把電能輸送到用戶，如果升 壓變壓器和降壓變壓器都可視為理想變壓器。 (1)畫(huà)出上述輸電全過(guò)程的原理圖； (2)發(fā)電機(jī)的輸出功率是100 kW，輸出電壓是250 V，升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù) 比為1:25，求升壓變壓器的輸出電壓和輸電導(dǎo)線中的電流； (3)若輸電導(dǎo)線中的電功率損失為輸

7、電功率的4%，求輸電導(dǎo)線的總電阻和降壓變壓器 原線圈兩端的電壓； (4)計(jì)算降壓變壓器的輸出功率。,熱點(diǎn)三 遠(yuǎn)距離輸電,【解析】(1)如下圖10-2-8所示。 (2)對(duì)升壓變壓器，據(jù)公式U1/U2n1/n2有 U2 U125250 V6250 V, P1=P2,I2=P2/U2=100000/6250 A=16 A。 (3)因?yàn)镻線=I2R線，又P線0.04P1， 所以R線 =15.625 。 因?yàn)閁U2-U3I2R線，所以U3U2-I2R線6250 V-1615.625 V6000 V。 (4)P4P1-P線0.96P1=0.96100000W96 kW。,【答案】(1)見(jiàn)解析 (2)6250 V；16 A (3)15.625 ；6000 V (4)96 kW,圖10-2-8,【名師支招】求解遠(yuǎn)距離輸電的關(guān)鍵是： (1)熟悉“交流發(fā)電機(jī)升壓變壓器輸電線降壓變壓器用電戶”這一過(guò)程。并畫(huà)出這一過(guò)程的示意圖，把需要的物理量都標(biāo)在圖中的相應(yīng)位置上。 (2)遠(yuǎn)距離輸電常用分析公式 輸電電流： 輸電導(dǎo)線損失的電功率： 輸電導(dǎo)線損耗的電壓 。,3,2009年高考山東理綜卷某小型水電站的電能輸送示意圖如圖10-2-9。發(fā)電機(jī)的輸出電壓為200 V，輸電線總電阻為r，升壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n1、n2。降壓變壓