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1、第二講變壓器遠(yuǎn)距離輸電1知道變壓器的原理、電壓比、電流比，能用公式進(jìn)行分析和計(jì)算2了解電能的輸送一、變壓器1變壓器的構(gòu)造變壓器是由 和繞在鐵芯上的兩個(gè) 組成的，如圖所示鐵芯鐵芯線(xiàn)圈線(xiàn)圈(1)原線(xiàn)圈：與 連接的線(xiàn)圈，也叫 線(xiàn)圈(2)副線(xiàn)圈：與 連接的線(xiàn)圈，也叫 線(xiàn)圈2工作原理(1)電流通過(guò)原線(xiàn)圈時(shí)在鐵芯中激發(fā) ，由于電流的 、 在不斷變化，鐵芯中的磁場(chǎng)也在不斷變化(2)變化的磁場(chǎng)在副線(xiàn)圈中產(chǎn)生 ，所以盡管兩個(gè)線(xiàn)圈之間絕緣，副線(xiàn)圈也能夠輸出電流(3) 是變壓器工作的基礎(chǔ)交流電源交流電源初級(jí)初級(jí)次級(jí)次級(jí)負(fù)載負(fù)載磁場(chǎng)磁場(chǎng)大小大小方向方向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)互感現(xiàn)象互感現(xiàn)象3理想變壓器不考慮銅損(線(xiàn)圈電
2、阻產(chǎn)生的焦耳熱)、鐵損(渦流產(chǎn)生的焦耳熱)和漏磁的變壓器，即它的輸入功率和 相等輸出功率輸出功率P入入P出出 U2I2U3I3UnIn 1.對(duì)于理想變壓器，電壓與匝數(shù)成正比和電流與匝數(shù)成反比在任何情況下都成立嗎？5互感器(1)電壓互感器：用來(lái)把高電壓變成低電壓，如圖甲所示(2)電流互感器：用來(lái)把大電流變成小電流，如圖乙所示(1)變壓器不能改變直流電壓(2)細(xì)線(xiàn)繞制的線(xiàn)圈為高壓線(xiàn)圈，粗線(xiàn)繞制的線(xiàn)圈為低壓線(xiàn)圈(3)U1與n1、n2共同確定U2，I2與n1、n2共同確定I1，P出確定P入I2R線(xiàn)線(xiàn) 電阻率電阻率 橫截面積橫截面積 輸電電壓輸電電壓 P損損P用戶(hù)用戶(hù) 2.采用高壓輸電之后導(dǎo)線(xiàn)中的電流為
3、什么減小？這與部分電路歐姆定律是否相矛盾？提示：在輸電時(shí)，輸送功率是一定的，其功率PUI，所以在輸電功率一定的情況下，電壓越高，電流越小這一關(guān)系與部分電路歐姆定律并不矛盾，這是由于：(1)輸電的整個(gè)線(xiàn)路并不是純電阻電路，部分電路歐姆定律的適用條件是純電阻電路；(2)輸電的電壓并非全部加在了輸電導(dǎo)線(xiàn)上，而主要是加在下一級(jí)的變壓器的初級(jí)線(xiàn)圈上 一、理想變壓器原、副線(xiàn)圈基本量的關(guān)系基本基本關(guān)系關(guān)系功率功率關(guān)系關(guān)系原線(xiàn)圈的輸入功率等于副線(xiàn)圈的輸出功率原線(xiàn)圈的輸入功率等于副線(xiàn)圈的輸出功率電壓電壓關(guān)系關(guān)系原、副線(xiàn)圈的電壓比等于匝數(shù)比，與負(fù)載情況、副線(xiàn)圈原、副線(xiàn)圈的電壓比等于匝數(shù)比，與負(fù)載情況、副線(xiàn)圈個(gè)數(shù)的
4、多少無(wú)關(guān)個(gè)數(shù)的多少無(wú)關(guān)電流電流關(guān)系關(guān)系只有一個(gè)副線(xiàn)圈，電流和匝數(shù)成反比；多個(gè)副線(xiàn)圈，由只有一個(gè)副線(xiàn)圈，電流和匝數(shù)成反比；多個(gè)副線(xiàn)圈，由輸入功率和輸出功率相等確定電流關(guān)系輸入功率和輸出功率相等確定電流關(guān)系頻率頻率關(guān)系關(guān)系原、副線(xiàn)圈中電流的頻率相等原、副線(xiàn)圈中電流的頻率相等制約制約關(guān)系關(guān)系電壓電壓副線(xiàn)圈的電壓副線(xiàn)圈的電壓U2由原線(xiàn)圈的電壓由原線(xiàn)圈的電壓U1和匝數(shù)比決定和匝數(shù)比決定功率功率原線(xiàn)圈的輸入功率原線(xiàn)圈的輸入功率P1由副線(xiàn)圈的輸出功率由副線(xiàn)圈的輸出功率P2決定決定電流電流原線(xiàn)圈的電流原線(xiàn)圈的電流I1由副線(xiàn)圈的電流由副線(xiàn)圈的電流I2和匝數(shù)比決定和匝數(shù)比決定友情提示：只有一個(gè)副線(xiàn)圈的變壓器，電流
5、與匝數(shù)成反比，多個(gè)副線(xiàn)圈的變壓器沒(méi)有這種關(guān)系. 答案：AB1如圖甲所示，理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為20 1，R110 ，R220 ，電容器電容C100F.已知電阻R1兩端的正弦交流電壓如圖乙所示，則()A原線(xiàn)圈輸入電壓的最大值為400 VB交流電的頻率為100 HzC電容器所帶電荷量恒為2103CD電阻R1消耗的電功率為20 W答案：AD二、理想變壓器動(dòng)態(tài)問(wèn)題分析如圖所示，當(dāng)理想變壓器的匝數(shù)比不變時(shí)，理想變壓器的動(dòng)態(tài)變化分析如下： 如圖所示是街頭變壓器給用戶(hù)供電的示意圖變壓器的輸入電壓是市電網(wǎng)的電壓，不會(huì)有很大的波動(dòng)，輸出電壓通過(guò)輸電線(xiàn)輸送給用戶(hù)輸電線(xiàn)的電阻用R0表示，滑動(dòng)變阻器R表示用戶(hù)
6、用電器的總電阻，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向下移動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法不正確的是A相當(dāng)于在增加用電器的數(shù)目BA1表的示數(shù)隨A2表的示數(shù)的增大而增大CV1表的示數(shù)隨V2表的示數(shù)的增大而增大D變壓器的輸入功率增大【錯(cuò)源探究】對(duì)變壓器各物理量的決定因素不明確而導(dǎo)致錯(cuò)誤【錯(cuò)因分析】錯(cuò)解1：不清楚滑動(dòng)變阻器阻值變化與負(fù)載的關(guān)系，認(rèn)為R減小負(fù)載減小，即用電器的數(shù)目減少，錯(cuò)選A.錯(cuò)解2：不清楚變壓器電流、電壓的因果關(guān)系，認(rèn)為由輸入決定輸出，所謂的“送多少用多少”，則錯(cuò)選B而漏選C.【正確解答】當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向下移動(dòng)時(shí)，用電器的總電阻減小，相當(dāng)于并聯(lián)的用電器數(shù)目增加，同時(shí)變壓器的輸入功率增大，A、D對(duì)；電網(wǎng)供電是“用多少
7、供多少”，輸出電流增大則輸入電流增大，B正確；但變壓器的輸出電壓則由輸入電壓決定，當(dāng)輸入電壓和變壓器的匝數(shù)比一定時(shí)，輸出電壓一定，C錯(cuò)2. 如圖所示為一理想變壓器，S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，P為滑動(dòng)觸頭，U1為加在原線(xiàn)圈兩端的交變電壓，I1為原線(xiàn)圈中的電流強(qiáng)度，則()A保持U1及P的位置不變，S由a合到b時(shí)，I1將增大B保持P的位置及U1不變，S由b到a時(shí)，R消耗的功率減小C保持U1不變，S合在a處，使P上滑，I1將增大D保持P的位置不變，S合在a處，使U1增大，I1將增大答案：ABD三、遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題分析1對(duì)高壓輸電問(wèn)題，應(yīng)按“發(fā)電機(jī)升壓變壓器遠(yuǎn)距離輸電線(xiàn)降壓變壓器用電器”這樣的順序，或從“用電器”
8、倒推到“發(fā)電機(jī)”一步一步進(jìn)行分析2遠(yuǎn)距離高壓輸電的幾個(gè)基本關(guān)系(以下圖為例)： 某村在距村莊較遠(yuǎn)的地方修建了一座小型水電站，發(fā)電機(jī)輸出功率為9 kW，輸出電壓為500 V，輸電線(xiàn)的總電阻為10 ，允許線(xiàn)路損耗的功率為輸出功率的4%，求：(1)村民的村辦小企業(yè)需要220 V電壓時(shí)，所用升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比各為多少？(不計(jì)變壓器的損耗)(2)若不用變壓器而由發(fā)電機(jī)直接輸送，村民的村辦小企業(yè)得到的電壓和功率是多少？【思維點(diǎn)撥】建立如圖所示的遠(yuǎn)距離輸電模型，要求變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比，先要知道原、副線(xiàn)圈兩端的電壓之比本題可以線(xiàn)路上損耗的功率為突破口，先求出輸電線(xiàn)上的電流I線(xiàn)，再
9、根據(jù)輸出功率求出U2，然后再求出U3.【方法歸納】(1)處理遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題，關(guān)鍵是正確建立輸電的流程圖，透徹理解題意，從“輸電線(xiàn)”開(kāi)始，或者從“發(fā)電”或者從“用戶(hù)”開(kāi)始，把握好各物理量之間的相互關(guān)系，依次解決即可(2)抓住輸電線(xiàn)的兩端電源和用電器；分析一條線(xiàn)輸電線(xiàn)；研究?jī)纱坞妷鹤儞Q升壓和降壓 如圖所示，三個(gè)燈泡是相同的，額定功率足夠大，直流電源E1內(nèi)阻可以忽略，交流電源E2電動(dòng)勢(shì)的有效值與E1相等，自感線(xiàn)圈電阻不計(jì)當(dāng)開(kāi)關(guān)S接到接點(diǎn)A時(shí)，三燈亮度相同，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接到接點(diǎn)B時(shí)A甲、乙、丙三燈亮度相同B甲燈最亮，丙燈不亮C甲燈和乙燈等亮，丙燈不亮D乙燈最亮，丙燈不亮解析：當(dāng)開(kāi)關(guān)S接到A點(diǎn)時(shí)，三個(gè)相同的
10、燈泡亮度相同，說(shuō)明通過(guò)三個(gè)燈泡的電流大小相等，三個(gè)支路對(duì)所加頻率的交流電的阻礙作用相同當(dāng)開(kāi)關(guān)S接B點(diǎn)時(shí)，由于所加的是直流電，含電阻支路的阻礙作用不變，含電感線(xiàn)圈支路的阻礙作用減小(線(xiàn)圈有“阻交流，通直流”的作用)，含電容支路的阻礙作用變?yōu)闊o(wú)窮大(電容有“通交流，隔直流”的作用)所以甲燈亮度不變，乙燈變亮，丙燈不亮答案：D (2012臨沂抽考)如圖所示，理想變壓器有兩個(gè)副線(xiàn)圈，L1、L2是“8 V,10 W”的燈泡，L3、L4是“6 V，12 W”的燈泡，當(dāng)變壓器的輸入電壓為U1220 V時(shí)，四盞燈泡恰好都能正常發(fā)光，如果原線(xiàn)圈的匝數(shù)n11 100匝，求： (1)副線(xiàn)圈n2、n3的匝數(shù)(2)電流表的讀數(shù)
高考物理總復(fù)習(xí) 第10章 2講 變壓器 遠(yuǎn)距離輸電課件 新人教版
