新教材物理一轮总复习-第十三章交变电流电磁振荡与电磁波传感器第2讲变压器电能的输送学案.docx
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1、第2讲变压器电能的输送课 程 标 准通过实验,探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系知道远距离输电时通常采用高压输电的原因素 养 目 标物理观念:知道变压器的工作原理,理解远距离输电的原理科学思维:掌握变压器的特点并能分析解决实际问题,会计算远距离输电线路损失的电压和功率必备知识自主落实一、理想变压器只能对交变电流变压1构造:如图所示,变压器是由闭合_和绕在铁芯上的两个_组成的(1)原线圈:与_连接的线圈,也叫_线圈(2)副线圈:与_连接的线圈,也叫_线圈2原理:线圈的_3理想变压器的基本关系副线圈与用电器断开时,无电流通过副线圈,但副线圈两端存在电压(1)电压关系:_(2)电流关系:_变
2、压器不能改变交变电流的频率(3)功率关系:_二、电能的输送1输电损耗:如图所示,若发电站输出电功率为P,输电电压为U,用户得到的电功率为P,用户的电压为U,输电线总电阻为R.输电电流电压损失功率损失I_UUU_PPP_R2.减少输电线上电能损失的方法(1)减小输电线的电阻R.由R知,可加大导线的_、采用_的材料做导线(2)减小输电线中的电流在输电功率一定的情况下,根据PUI,要减小电流,必须提高_走进生活变压器是生活、生产用电的必备设备,如图所示是电能输送的简单示意图(1)设计输电线路时,输送功率相同的情况下,输送电压U越大,输电导线产生的损耗功率越大()(2)增大输电导线横截面积有助于减少输
3、电过程中的电能损失()(3)当输送电压一定时用户开启用电器越多,输电导线损耗功率越大()(4)当发电机输出电压一定时用户开启用电器越多,通过发电机线圈的电流越大()(5)输电导线损耗功率为P(U为输电电压,R为输电线总电阻)()(6)高压输电的目的是增大输电的电流()(7)变压器原线圈中的电流由副线圈中的电流决定()关键能力精准突破考点一理想变压器原理及基本关系应用1基本关系(1)理想变压器无漏磁,故原、副线圈中的相同线圈无电阻,因此无电压降,副线圈两端电压U2n2,套在同一铁芯上的线圈,有.(2)无电能损失,因此P入P出,无论副线圈是一个还是多个,总有U1I1U2I2U3I3,将电压关系代入
4、可得n1I1n2I2n3I3.(3)变压器只能改变交变电流的电压和电流,不能改变交变电流的频率2基本关系式中物理量之间的决定关系制约关系电压原线圈电压U1和匝数比决定副线圈电压U2(当U1和匝数比不变时,不论负载电阻R变化与否,U2不会改变)功率副线圈的输出功率P出决定原线圈的输入功率P入(可简记为“用决定供”)电流副线圈电流I2和匝数比决定原线圈电流I1考向1变压器基本物理量的计算例12022山东卷如图所示的变压器,输入电压为220 V,可输出12 V、18 V、30 V电压,匝数为n1的原线圈中电压随时间变化为uUmcos (100t)单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表,电压表的示数为0.1
5、V将阻值为12 的电阻R接在BC两端时,功率为12 W下列说法正确的是()An1为1 100匝,Um为220 VBBC间线圈匝数为120匝,流过R的电流为1.4 AC若将R接在AB两端,R两端的电压为18 V,频率为100 HzD若将R接在AC两端,流过R的电流为2.5 A,周期为0.02 s解题心得考向2理想变压器的动态分析例22022湖南卷如图,理想变压器原、副线圈总匝数相同,滑动触头P1初始位置在副线圈正中间,输入端接入电压有效值恒定的交变电源定值电阻R1的阻值为R,滑动变阻器R2的最大阻值为9R,滑片P2初始位置在最右端理想电压表的示数为U,理想电流表的示数为I.下列说法正确的是()A
6、保持P1位置不变,P2向左缓慢滑动的过程中,I减小,U不变B保持P1位置不变,P2向左缓慢滑动的过程中,R1消耗的功率增大C保持P2位置不变,P1向下缓慢滑动的过程中,I减小,U增大D保持P2位置不变,P1向下缓慢滑动的过程中,R1消耗的功率减小解题心得规律方法分析变压器动态问题的基本思路针 对 训 练1.2022河北卷张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一,其发电、输电简易模型如图所示,已知风轮机叶片转速为每秒z转,通过转速比为1:n的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动,发电机线圈面积为S,匝数为N,匀强磁场的磁感应强度为B,t0时刻,线圈所在平面与磁场方向垂直,发电
7、机产生的交变电流经过理想变压器升压后,输出电压为U.忽略线圈电阻,下列说法正确的是()A.发电机输出的电压为NBSzB发电机输出交变电流的频率为2nzC变压器原、副线圈的匝数比为NBSnz:UD发电机产生的瞬时电动势eNBSnz sin (2nz)t22022湖北卷(多选)近年来,基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用,其简化的充电原理图如图所示发射线圈的输入电压为220 V、匝数为1 100匝,接收线圈的匝数为50匝若工作状态下,穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%,忽略其它损耗,下列说法正确的是()A接收线圈的输出电压约为8 VB接收线圈与发射线圈中电流之比约为22:1C发射线圈与
8、接收线圈中交变电流的频率相同D.穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同32023广东汕头市模拟图示为高铁的供电流程图,牵引变电所(视为理想变压器,原、副线圈匝数比为n1:n2)将高压220 kV或110 kV降至27.5 kV,再通过接触网上的电线与车顶上的受电器使机车获得25 kV工作电压,则()A若电网的电压为220 kV,则n1:n21:8B若电网的电压为110 kV,则n1:n222:5C若高铁机车运行功率增大,机车工作电压将会高于25 kVD高铁机车运行功率增大,牵引变电所至机车间的热损耗功率也会随之增大考点二远距离输电1理清三个回路(如图):在回路2中,U2UU3,I2I线
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