2019-2020年高考物理一轮复习专题10.2变压器电能的输送教学案

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1、2019-2020年高考物理一轮复习专题10.2变压器电能的输送教学案1．了解变压器的构造，理解变压器的工作原理。2．理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题。3．知道远距离输电过程，知道降低输电损耗的两个途径。了解电网供电的优点和意义。一、理想变压器1．构造：如图1所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。图1(1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。(2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈。2．原理：电流磁效应、电磁感应。3．基本关系式(1)功率关系：P入＝P出。(2)电压关系：＝。有多

2、个副线圈时＝＝＝…。(3)电流关系：只有一个副线圈时＝。由P入＝P出及P＝UI推出有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn。4．几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器(2)互感器二、远距离输电1．输电过程(如图2所示)图22．输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为Q＝I2Rt。3．电压损失(1)ΔU＝U－U′；(2)ΔU＝IR4．功率损失(1)ΔP＝P－P′；(2)ΔP＝I2R＝2R5．输送电流(1)I＝；(2)I＝。高频考点一　理想变压器基本关系的应用例1．一理想变压器的原、副线圈的匝数比为

3、3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，如图2所示．设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则(　　)图2A．U＝66V，k＝B．U＝22V，k＝C．U＝66V，k＝D．U＝22V，k＝答案　A【变式探究】用220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110V，通过负载的电流图象如图3所示，则(　　)图3A．变压器输入功率约为3.9WB．输出电压的最大值是110VC．变压器原、副线圈匝数比是1∶2D．负载电流的函数表达式i＝0.0

4、5sin(100πt＋)A答案　A【举一反三】如图4，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1，和均为理想电表，灯泡电阻RL＝6Ω，AB端电压u1＝12sin100πt(V)．下列说法正确的是(　　)图4A.电流频率为100HzB.的读数为24VC.的读数为0.5AD.变压器输入功率为6W答案　D解析　由ω＝2πf＝100πrad/s得：f＝50Hz，A错．有效值U1＝12V，又因为＝得：U2＝6V，I2＝＝1A，选项B、C错．由能量守恒得P1＝P2＝U2I2＝6W，D选项对．【变式探究】自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该

5、线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的电路如图5所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1900匝，原线圈为1100匝，接在有效值为220V的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0kW.设此时原线圈中电流的有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为(　　)图5A．380V和5.3AB．380V和9.1AC．240V和5.3AD．240V和9.1A答案　B【方法规律】关于理想变压器的四点说明1．变压器不能改变直流电压．2．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

6、率．3．理想变压器本身不消耗能量．4．理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值．高频考点二　理想变压器的动态分析例2．如图9所示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器．现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2A，电流表A2的示数增大了0.8A，则下列说法正确的是(　　)图9A．电压表V1示数增大B．电压表V2、V3示数均增大C．该变压器起升压作用D．变阻器滑片是沿c→d的方向滑动答案　D解析　由于a、b接在电压有效值不变的交流电源两端

7、，故电压表V1示数不变，选项A错误；由理想变压器原理公式＝且U1、n1、n2不变，则U2不变，即V2的示数不变，V3的示数U3＝U2－I2R0应减小，故选项B错误；由公式＝得：＝＝＝4，则n1＞n2，该变压器起降压作用，故C错误；又I2＝，I2增大，R应减小，故滑片应沿c→d方向滑动，故D正确．【变式探究】(多选)如图10所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头．在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则(　　)图10A．保持Q的位置

8、不动，将P向上滑动时，电流表读数变大B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大D．保持P的位置不动，将