2019-2020年高考物理一轮复习专题十一交变电流考点二变压器电能的输送教学案含解析

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1、2019-2020年高考物理一轮复习专题十一交变电流考点二变压器电能的输送教学案含解析知识点1　　理想变压器1．构造：如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。(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．理想变压器的基本关系式(1)功率关系：P入＝P出。(2)电压关系：＝，若n1＞n2，为降压变压器；若n1＜n2，为升压变压器。(3)电流关系：只有一个副线圈时，＝；有多个副线圈时仍有P入＝P出，据P＝UI可推出，U1I1＝

2、U2I2＋U3I3＋…＋UnIn，n1I1＝n2I2＋n3I3＋…＋nnIn。(4)频率关系：不变。4．几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器，如图A、B所示。(2)互感器知识点2　　远距离输电1．减少输电电能损失的两种方法(1)理论依据：P损＝I2R。(2)减小输电线的电阻：根据电阻定律R＝ρ，要减小输电线的电阻R，在保证输电距离情况下，可采用减小材料的电阻率、增大导线的横截面积等方法。(3)减小输电导线中的电流：在输电功率一定的情况下，根据P＝UI，要减小电流，必须提高输电电压。2．输电过程示意图3．输电电流(1

3、)I＝；(2)I＝。4．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。5．电压损失(1)ΔU＝U－U′；(2)ΔU＝IR。6．功率损失(1)ΔP＝P－P′；(2)ΔP＝I2R＝2R。重难点一、理想变压器原理和基本关系1．变压器的工作原理2．理想变压器的基本关系特别提醒(1)变压器不能改变直流电压，因为工作原理早已不成立。(2)理想变压器基本关系中U1、U2、I1、I2均指有效值。(3)当原线圈中串联电阻(或灯泡)时，U1为加在原线圈两端的电压，并不是电源的电压。(4)变压器的以上关系都是根据“口

4、”字形的变压器推出的，如果变压器不是“口”字形时，应根据变压器的原理及各线圈中磁通量的关系推导出各物理量间的关系。二、理想变压器动态分析问题1．匝数比不变的情况(如图所示)(1)U1不变，根据＝，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2也不变。(2)当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化。(3)I2变化引起P2变化，P1＝P2，故P1发生变化。2．负载电阻不变的情况(如图所示)(1)U1不变，发生变化，故U2变化。(2)R不变，U2改变，故I2发生变化。(3)根据P2＝

5、，P2发生变化，再根据P1＝P2，故P1变化，P1＝U1I1，U1不变，故I1发生变化。3．分析变压器动态问题的程序特别提醒关于理想变压器的动态分析问题，解题的关键是分清变量和不变量，弄清理想变压器中各物理量之间的联系和相互制约的关系，即明确变压器输入电压与输出电压、输入电流与输出电流跟匝数的关系，以及输出电压由输入电压决定，输入电流由输出电流决定。三、远距离输电问题1．理清“三个回路”如图所示为远距离输电的简化电路原理图。我们可以把它划分为三个回路，即图中所示的回路1、回路2和回路3。2．抓住“两个关系”(1)在上面的远距

6、离输电的简化电路原理中，理想的升压变压器联系了回路1和回路2，由变压器原理可以得到线圈1(匝数为n1)和线圈2(匝数为n2)中各相关量之间的关系：＝，＝，P1＝P2(2)理想的降压变压器联系了回路2和回路3，由变压器原理可以得到线圈3(匝数为n3)和线圈4(匝数为n4)中各相关量之间的关系：＝，＝，P3＝P43．掌握“一个能量守恒关系”远距离输电过程中，在回路2的输电线上会损耗一小部分电功率，剩余的绝大部分电功率通过降压变压器和回路3输送到用户使用。整个输电过程中的功率关系为P用＝P总－P损。4．在求解远距离输电的相关问题时

7、，我们还应熟练掌握以下几点(1)一个原理要减小输电线上的电压损失和电功率损失，就要减小输电电流，而输电功率是确定的，由P＝IU知，应提高输电电压。(2)两个损失①电压损失：ΔU＝I线R线，主要原因是输电线有电阻。②功率损失：P损＝IR线＝。(3)三个关系①电压损失关系：ΔU＝U2－U3，U2是升压变压器的输出电压，U3是降压变压器的输入电压。②功率损失关系：P损＝IR线＝，升压变压器的输出功率和降压变压器的输入功率之差即为损失的电功率。③功率关系：P用＝P总－P损。特别提醒在远距离输电问题中，计算输电线上损失的功率时应用P损

8、＝IR线，其原因是I线可以由公式P输＝I线U输求出，而P损＝I线U损和P损＝则不常用，其原因是在一般情况下，U损不易求出，且易将U损和U输相混淆而造成错误。1．思维辨析(1)变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用。(　　)(2)变压器不但能改变交变电流的电压，还能改变交变电流的频率