2012高考总复习温习物理课件34 变压器 远距离输电.ppt

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1、课时34变压器　远距离输电考点一　理想变压器►基础梳理◄1．主要作用：改变交流电的电压2．主要构造：由原线圈(初级线圈)、副线圈(次级线圈)和闭合铁芯组成3．工作原理：电磁感应(互感现象)(2)功率关系P入＝P出或I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn(3)电流关系I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn，当只有一个副线圈时I1n1＝I2n2►疑难详析◄任意线圈两端的电压与线圈本身的匝数成正比理想变压器各线圈两端的电压与匝数成正比，不仅适用于原、副线圈各有一个的情况，而且适用于多个副线圈的情况，这是因为理想变压器的磁通量全部集中在铁芯内，穿过每匝线圈的磁通量的变化率是相同的，因而

2、每匝线圈产生的感应电动势相同，每组线圈产生的感应电动势和匝数成正比．在线圈内阻不计的情况下，线圈两端的电压等于电动势，故每组线圈两端的电压都与匝数成正比．当然，以上结论成立的前提条件是必须在“回”字形变压器铁芯上的情景．如果是“日”字形铁芯，因穿过各匝线圈的磁通量不一定变化相同，所以结论不再成立．►深化拓展◄理想变压器中的决定因素1．输入电压U1决定输出电压U2→输出电压U2＝U1，与负载电阻的情况无关；2．输出功率P出决定输入功率P入→输入功率随输出功率的变化而变化，理想变压器中始终保持P入＝P出；3．输出电流I2决定输入电流I1→当输入电压一定时，输出电压一定，输出电流随负载电阻的

3、变化而变化，由功率关系可理解电流的确定关系．考点二　远距离输电问题►基础梳理◄1．目的：输送电能2．关键：减少输电线上电能的损失，P耗＝I2R线3．措施：(1)减少输电线的电阻R线，例如加大导线的横截面积、采用电阻率小的材料做导线；(2)提高输电电压，减小输电电流．图14．常用关系：如果发电站的输出功率为P，输出电压为U，用户得到的电功率为P′，用户得到的电压为U′，如图1所示，则有关系式：(1)输出电流(2)输电线损失的电压U线＝U－U′＝IR线(3)输电线损失的电功率P损＝P－P′＝I2R线＝5．过程示意：如图2所示，从发电到用户有以下定量关系(变压器为理想变压器)：图2(1)P1

4、＝P2，P3＝P4，P2－P3＝P损►疑难详析◄输送电能的基本要求与实际措施1．可靠：保证供电线路正常工作；2．保质：保证供电质量，要求电压和频率稳定；3．经济：线路建设和运行的费用较低，能耗少、电价低；4．措施：由电损公式P损＝I2R线进行分析，针对措施主要有两种．(1)减小输电线的电阻R线，由电阻定律R线＝得①减小输电线的长度L→由于输电距离一定，实际中不可行；②减小输电线电阻率ρ→目前一般用电阻率较小的铜作导线材料；③增大导线横截面积S→这要多耗费金属材料而增加成本，同时给输电线的架设带来很大困难．(2)减小输电电流I，由功率公式变形得I＝P/U①减小输送功率P→实际中不能以减少

5、用户的电能需要来达到减少损耗的目的；②提高输电电压U→输送功率P一定时，输电电压U越高，输电的电流I越小，输电线损失的电功率P损＝I2R线＝越小．分析可见，当输送的功率一定、输电线电阻一定时，输电电压提高为原来的n倍，输电线的电流减为原来的，输电线损耗的电功率减为原来的.实际中这是最为可行有效的措施．►深化拓展◄输电线损失电功率的分析与计算任何输电线都有电阻，因此当电能通过输电线送向远方时，电流通过输电线，输电线因有电阻而发热，从而损失电功率．设输电电流为I、输电线电阻为R线，则输电线的功率损失为P损＝I2R线＝如果想从的角度来研究输电线的功率损耗，则U线＝IR线＝U2－U3，由于该式

6、较繁琐且容易出错，所以计算输电线的功率损耗时一般不用该公式．题型一　理想变压器基本规律的应用[例1]一台理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440匝，并接一个100Ω的负载电阻，如图3所示．图3(1)当原线圈接在44V直流电源上时，电压表示数为多少？电流表示数为多少？(2)当原线圈接在220V交变电源上时，电压表示数为多少？电流表示数为多少？此时输入功率为多大？变压器效率为多大(电表均为理想电表)?[分析]变压器的工作原理是利用互感现象，只能改变交变电流和电压，对于直流电不能改变，对理想变压器有P1＝P2,I1n1＝I2n2.[解析](1)原线圈接在直流电源上时，由于原线圈中的电流恒

7、定，所以穿过原、副线圈的磁通量不发生变化，副线圈两端不产生感应电动势，故电压表示数为零，电流表示数也为零．P入＝P出＝I2U2＝0.44×44W＝19.36W，效率η＝100%.[答案](1)00(2)44V0.44A19.36W100%题后反思：理想变压器无能量损失，输入功率等于输出功率，输出电压由输入电压和匝数比决定，与用电器的电阻及变压器有无其它副线圈无关．(2009·四川高考)如图4甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1＝