高中物理选修 11.2 变压器 远距离输电.ppt

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1、当理想变压器的原、副线圈的匝数不变而变压器的负载发生变化时，确定其他有关物理量的变化时，可依据以下原则(如图11-2-4)：1.输入电压U1决定输出电压U2：这是因为输出电压U2=U1，当U1不变时，不论负载电阻R变化与否,U2不会改变。要点理想变压器各物理量变化的决定因素图11-2-4学案2变压器远距离输电2.输出电流I2决定输入电流I1：在输入电压U1一定的情况下，输出电压U2也被完全确定。当负载电阻R增大时，I2减小，则I1相应减小；当负载电阻R减小时，I2增大，则I1相应增大。在使用变压器时，不能使变压器次级短路。3.输出功率P2决定输入功率P1:理想变压器

2、的输入功率与输出功率相等，即P2=P1。在输入电压U1一定的情况下，当负载电阻R增大时，I2减小，则变压器输出功率P2=I2U2减小，输入功率P1也将相应减小；当负载电阻R减小时，I2增大，变压器的输出功率P2=I2U2增大，则输入功率P1也将增大。【例1】(双项选择)如图11-2-5所示，理想变压器原副线圈匝数之比为4:1。原线圈接入一电压为U=U0sinωt的交流电源，副线圈接一个R=27.5Ω的负载电阻。若U0=220V，ω＝100πrad/s，则下述结论正确的是()A．副线圈中电压表的读数为55VB．副线圈中输出交流电的周期为sC．原线圈中电流表的读数为0.

3、5AD．原线圈中的输入功率为110W热点一理想变压器规律的应用图11-2-5【名师支招】灵活应用：①电压与匝数的正比关系；②电流与匝数的反比关系；③输入功率与输出功率的相等关系。特别注意：电流与匝数的反比关系成立的条件是副线圈只有一个。AC【解析】原线圈电压有效值为U1=220V，电压表读数为U2=V=55V，周期s，副线圈中电流I2==2A，原线圈中电流I1==0.5A，P=I1U1=110W。1(单项选择)一理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=11:5。原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图11-2-6所示。副线圈仅接入一个10Ω的电阻。则()A.流过电阻的

4、电流是20AB.与电阻并联的电压表的示数是100VC.经过1分钟电阻发出的热量是6×103JD.变压器的输入功率是1×103WD图11-2-6【解析】因为变压器的匝数与U1不变，所以U2与两电压表的示数均不变。当S断开时，因为负载电阻增大，故次级线圈中的电流I2减小，由于输入功率不变，所以I1也将减小，C正确；因为R1的电压减小，故R2、R3两端的电压将增大，I3变大，B正确。【例2】(双项选择)如图11-2-7，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的。和为理想电压表，读数分别为U1和U2；、和为理想电流表，

5、读数分别为I1、I2和I3。现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是()A.U2变小、I3变小B.U2不变、I3变大C.I1变小、I2变小D.I1变大、I2变大热点二变压器电路的动态分析图11-2-7【名师支招】分析这类问题的基本思路：(1)首先抓住各量的决定因素：U1由电源决定，U2由输入电压U1及匝数比决定：U2＝U1；I2由输出电压U2及负载电阻R决定：I2＝U2/R；I1由I2及匝数比决定：I1＝I2。(2)然后利用直流电路中的动态分析方法即可。BC2[2009年高考江苏物理卷](双项选择)如图11-2-8所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1:5，原线圈

6、两端的交变电压为u=20sin100πtV，氖泡在两端电压达到100V时开始发光，下列说法中正确的有()A.开关接通后，氖泡的发光频率为100HzB.开关接通后，电压表的示数为100VC.开关断开后，电压表的示数变大D.开关断开后，变压器的输出功率不变AB图11-2-8【例3】发电站的电源通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户，如果升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器。(1)画出上述输电全过程的原理图；(2)发电机的输出功率是100kW，输出电压是250V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1:25，求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流；(3)若

7、输电导线中的电功率损失为输电功率的4%，求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压；(4)计算降压变压器的输出功率。热点三远距离输电【解析】(1)如下图11-2-9所示。(2)对升压变压器，据公式U1/U2＝n1/n2有U2＝U1＝25×250V＝6250V,P1=P2,I2=P2/U2=100000/6250A=16A。(3)因为P线=I2２R线，又P线＝0.04P1，所以R线＝＝Ω=15.625Ω。因为ΔU＝U2-U3＝I2R线，所以U3＝U2-I2R线＝6250V-16×15.625V＝6000V。(4)P4＝P1-P线＝0.96P1=0.96×100