2022届新高考一轮复习人教版 第十一章 第2讲　变压器　电能的输送 课件（56张）

这是一份2022届新高考一轮复习人教版 第十一章 第2讲　变压器　电能的输送 课件（56张），共56页。PPT课件主要包含了闭合铁芯，两个线圈，P入＝P出，低电压，小电流，I2R，答案AD，答案C等内容，欢迎下载使用。
一、理想变压器1．构造和原理(1)构造：如图所示，变压器是由 和绕在铁芯上的 组成的。(2)原理：电磁感应的互感现象。
U2I2＋U3I3＋…＋UnIn
3．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。
二、远距离输电1．输电过程(如图所示)
理想变压器的原理和基本关系的应用在近几年高考命题中出现的频率较高，分析高考题可以发现，每年的考题都是源于教材习题的拓展提升。教材习题多以简单的规律应用为主，而高考题通常会拓展为变压器规律的综合应用，甚至拓展为原线圈含有用电器或将变压器与交变电流的规律相结合，考查学生灵活应用知识解决问题的能力。同学们可通过以下示例认真体会，研究高考真题与教材习题间的溯源关系，以便在新高考备考中有的放矢。
[典例1]　[人教版选修3－2·P44·T3]当变压器一个线圈的匝数已知时，可以用下面的方法测量其他线圈的匝数：把被测线圈作为原线圈，用匝数已知的线圈作为副线圈，通入交流，测出两线圈的电压，就可以求出被测线圈的匝数。已知副线圈有400匝，把原线圈接到220 V的线路中，测得副线圈的电压是55 V，求原线圈的匝数。
[答案]　1 600匝
【真题命题立意】　本题在典例1变压器规律简单应用的基础上，拓展为原线圈含负载的变压器计算问题，题目中的考查点由典例1中直接应用规律进行变压器匝数的计算，拓展为变压器与电路问题相结合的计算，但考查的核心知识点仍然是变压器原理的理解和基本规律的应用。
解析：设原、副线圈的匝数比为k，根据变压器匝数比与电流成反比的关系，则原线圈电流为I时，副线圈电流为kI；原线圈电流为4I时，副线圈电流为4kI。根据变压器的输入功率等于输出功率得UI－I2R1＝(kI)2(R2＋R3)，4UI－(4I)2R1＝(4kI)2R2，联立两式代入数据解得k＝3，选项B正确。
拓展❷　变压器与交变电流综合的分析与计算(多选)(2020·高考全国卷Ⅲ)在图(a)所示的交流电路中，电源电压的有效值为220 V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1、R2、R3均为固定电阻，R2＝10 Ω，R3＝20 Ω，各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图(b)所示。下列说法正确的是(　　)
A．所用交流电的频率为50 HzB．电压表的示数为100 VC．电流表的示数为1.0 AD．变压器传输的电功率为15.0 W
【真题命题立意】　本题在典例1变压器规律简单应用的基础上，拓展为变压器与交变电流综合的分析与计算问题，题目中的考查点由典例1中直接应用规律进行变压器匝数的计算，拓展为变压器与电路问题、交变电流的图象问题相结合的计算，但考查的核心知识点仍然是变压器原理的理解和基本规律的应用。
易错警示关于理想变压器的3点注意(1)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值。(2)变压器原线圈含有负载问题的分析①在原线圈回路中，原线圈两端的电压与负载两端电压之和等于电源的电压。②原、副线圈的电流关系往往是解决问题的突破口，要求解原线圈中负载的电流、电压和功率，一般需先求副线圈中的电流，然后根据理想变压器的关系求得原线圈中负载的电流。
(3)含有多个副线圈的变压器的电路分析副线圈有两个或两个以上时，一般从原、副线圈的功率相等入手。利用P1＝P2＋P3＋…，结合电压匝数比关系、欧姆定律等分析。
1.如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b，当输入电压U为灯泡额定电压的7倍时，两灯泡均能正常发光。则灯泡a与b的功率之比为(　　)A．3∶1 B．1∶3C．6∶1 D．1∶6
2.分析变压器的动态变化问题的注意事项(1)要明确变压器的各基本物理量之间的制约关系。(2)要明确“不变量”和“变化量”，从主动变化量开始，根据制约关系从前到后或从后到前逐一分析各物理量的变化情况。
　 匝数比变化，负载不变类的分析[典例2]　(2021·湖南岳阳高三模拟)一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈，在c、d间接定值电阻R。在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2。在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中(　　)A．U2>U1，U2降低B．U2>U1，U2升高C．变压器输入功率增大D．变压器输入功率减小
　匝数比不变、负载变化类的分析[典例3]　如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是(　　)
A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大
[解析]　当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，变压器副线圈的总负载的等效电阻增大，R1中电流减小，R1两端电压减小，电压表示数变大，R1消耗的电功率变小，A错误，B正确；当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，变压器副线圈输出电流减小，输出功率减小，根据变压器输入功率等于输出功率，变压器输入功率减小，电流表A1示数变小，C错误；若闭合开关S，变压器副线圈的总负载的等效电阻减小，则R1中电流增大，R1两端电压增大，电压表示数减小，电流表A2示数减小，电流表A1示数变大，D错误。
　含二极管变压器的动态分析[典例4]　(多选)如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。原线圈通过一理想电流表A接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端。假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则(　　)A．Uab∶Ucd＝n1∶n2B．增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小C．负载电阻的阻值越小，c、d间的电压Ucd越大D．将二极管短路，电流表的读数加倍
方法技巧理想变压器动态变化问题的3点技巧(1)分清不变量：①线圈匝数比；②负载电阻。(2)弄清理想变压器中的制约关系：(3)负载回路中若存在二极管，则负载回路中通过的将不再是交流电，而是脉冲电流。
A．当K＝2时，电压表的示数为72 V，通过电压表内部线圈的电流频率为100 HzB．仅将R2的滑动触头Q下移，电压表示数不变、电流表变大C．仅将R2的滑动触头Q上移，R1消耗的电功率变大D．仅移动原线圈滑动触头P增大K，电流表示数变小、电压表变大
2．远距离输电问题的“三二一”(1)理清三个回路。
7．(2021·适应性测试江苏卷)小明分别按图1和图2电路探究远距离输电的输电损耗，将长导线卷成相同的两卷A、B来模拟输电线路，忽略导线的自感作用。其中T1为理想升压变压器，T2为理想降压变压器，两次实验中使用的灯泡相同，灯泡的电压相等。两次实验中(　　) A．都接直流电源B．A两端的电压相等C．A损耗的功率相等D．图1中A的电流较大
8．(2020·高考浙江卷)如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P＝100 kW，发电机的电压U1＝250 V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线＝8 Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4＝220 V。已知输电线上损失的功率P线＝5 kW，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是(　　)
A．发电机输出的电流I1＝40 AB．输电线上的电流I线＝625 AC．降压变压器的匝数比n3∶n4＝190∶11D．用户得到的电流I4＝455 A