人教版高考物理一轮复习专题11交变电流第2讲变压器电能的输送课件

这是一份人教版高考物理一轮复习专题11交变电流第2讲变压器电能的输送课件，共56页。PPT课件主要包含了I2R，输电电压，电阻率小，横截面积，答案B，答案BC，答案AD等内容，欢迎下载使用。

一、变压器原理1．工作原理：电磁感应的________现象．
必 备 知 识 · 深 悟 固 基
二、远距离输电1．电路损失(1)功率损失：设输电电流为I，输电线的电阻为R，则功率损失为ΔP＝________.(2)电压损失：ΔU＝________.减小功率损失和电压损失，都要求提高______________，减小输电电流．
(1)变压器对直流电没有变压作用．(2)当副线圈与用电器断开时，无电流通过副线圈，但副线圈两端仍存在电压．(3)采用增加导线的横截面积来减少输电线的电阻方法效果有限，因为加大输电线的横截面积会增加材料的使用量，而且输电线的重力增大给架设线路带来困难．
1．[变压器匝数比]理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，下列说法正确的是(　　)A．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1B．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等，但穿过每匝线圈的磁通量并不相等C．原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶1D．正常工作时，原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶1【答案】D
2．[变压器原理]如图所示，P是电压互感器，Q是电流互感器，如果两个互感器的变压比和变流比都是50，电压表的示数为220 V，电流表的示数为3 A，则输电线路中的电压和电流分别是(　　)A．11 000 V,150 A　B．1 100 V,15 AC．4.4 V,16.7 A　D．4.4 V,0.06 A【答案】A
3．[远距离输电]从发电站输出的功率为220 kW，输电线的总电阻为0.05 Ω，用110 V和11 kV两种电压输电．两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为(　　)A．100∶1　B．1∶100　C．1∶10　D．10∶1【答案】A　
4．[变压器动态变化]如图所示的电路中，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0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A，则下列说法正确的是(　　)A．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】电压表V1的示数和a、b间电压的有效值相同，滑片滑动时V1示数不变，A错误；电压表V2测量的电压为副线圈两端的电压，原、副线圈匝数不变，输入电压不变，故V2示数不变，V3示数为V2示数减去R0两端电压，两线圈中电流增大，易知R0两端电压升高，故V3示数减小，B错误；理想变压器满足U1I1＝U2I2，则U1ΔI1＝U2ΔI2，因ΔI2>ΔI1，故U2关 键 能 力 · 突 破 要 点
考点1　理想变压器原、副线圈的关系　[基础考点]
2．基本关系式中物理量之间的决定关系(1)电压决定关系：输入电压U1决定输出电压U2.(2)电流决定关系：输出电流I2决定输入电流I1.(3)功率决定关系：输出功率P2决定输入功率P1.(4)频率关系：原、副线圈中电流的频率相同．
深化理解 交流电压表的示数是什么值？如何求副线圈的电压和电流？副线圈中交变电流的频率变化吗？
1．(2020年山东卷)如图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝22∶3，输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示．
灯泡L的电阻恒为15 Ω，额定电压为24 V．定值电阻R1＝10 Ω、R2＝5 Ω， 滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω.为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为(　　)A．1 Ω　B．5 Ω　C．6 Ω　D．8 Ω【答案】A　
2．(2020年全国卷Ⅲ)(多选)在图甲所示的交流电路中，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乙所示．
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【答案】AD　
A．副线圈输出电压的频率为100 HzB．副线圈输出电压的有效值为10 VC．原、副线圈的匝数之比为2∶1D．原、副线圈的电流之比为1∶4【答案】BC　
4．(2021年广东一模)科学中心某款手摇点火器原理如图所示．当钢针和金属板间瞬时电压超过5 000 V时可以产生电火花．已知匀强磁场的磁感应强度B大小为0.2 T，手摇发电机线圈的面积为0.25 m2，共50匝，不计内阻．变压器为理想变压器，其原副线圈匝数比为1∶100.下列说法正确的是(　　)
A．线圈转速等于2 r/s时，点火器可以产生电火花B．线圈转速等于4 r/s时，点火器可以产生电火花C．电压表的示数为5 V时，点火器可以产生电火花D．电压表的示数为25 V时，点火器可以产生电火花 【答案】B　
5．(2021年河北一模)如图，理想变压器原线圈匝数为1 100匝，接有一阻值为R的电阻，电压表V1示数为110.0 V．副线圈接有一个阻值恒为RL的灯泡，绕过铁芯的单匝线圈接有一理想电压表V2，示数为0.10 V．已知RL∶R＝4∶1，则副线圈的匝数为(　　)A．225　B．550　C．2 200　D．4 400【答案】C　
考点2　理想变压器的动态分析　[能力考点]
1．匝数比不变的情况(如图所示)
2．负载电阻不变的情况(如图所示)
例2　(多选)如图所示，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的正弦式交变电流，则(　　)
A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表示数变大B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表示数变小C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表示数变大D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表示数变小【答案】BC　
深化理解 将P向上滑动时副线圏电阻如何变化？电流如何变化？将Q向上滑动时副线圏电压如何变化？电流如何变化？
2．(多选)某课外探究小组设计了一个电路．如图所示，一理想变压器的原线圈匝数为n1，连接一理想电流表；副线圈接入电路的匝数n2可以通过滑动触头调节，副线圈接有定值电阻R0和压敏电阻R(R的阻值会随压力的增大而变小)，物块m置于压敏电阻上，保持原线圈输入电压不变，则(　　)A．原、副线圈电流之比为n1∶n2B．只增大n2，电流表示数变大C．只增大物块对R的压力，电流表示数变大D．只增大物块对R的压力，原线圈的输入功率变小【答案】BC　
【解析】理想变压器的电流与匝数成反比，故A错误；根据理想变压器的电压与匝数成正比，可知副线圈的匝数n2变大，变压器的输出电压也变大，则副线圈的功率变大，由U1I1＝U2I2，可知原线圈的电流增大，即电流表示数变大，所以B正确；当增大物块对R的压力，R的阻值会变小，在电压不变的情况下，副线圈的电流就会变大，原线圈的电流也会变大，所以电流表示数变大，原线圈的输入功率P1＝U1I1增大，故C正确，D错误．
3．(2020年北京卷)如图所示， 理想变压器原线圈接在u＝Umsin(ωt＋φ)的交流电源上， 副线圈接三个阻值相同的电阻R，不计电表内电阻影响．闭合开关S后(　　)A．电流表A2的示数减小B．电压表V1的示数减小C．电压表V2的示数不变D．电流表A1的示数不变【答案】A　
【解析】开关S闭合时，副线圈总的电阻减小，由于变压器的匝数比和输入的电压都不变，所以输出的电压也不变，即V1示数不变，但因副线圈的总电阻减小，则副线圈的总电流增大，则原线圈的电流增大，故A1的示数变大；由于副线圈的电流增大，故串联在副线圈的电阻R两端的电压增大，而副线圈的总电压不变，所以副线圈并联部分的电压减小，即V2的示数减小，故电流表A2的示数减小，故A正确，B、C、D错误．
考点3　远距离输电　[能力考点]
1．理清三个回路远距离输电电网间的基本结构如图所示．在每个回路中，变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源，每个回路均可应用闭合电路欧姆定律、串并联电路的规律，而变压器的电压、电流、功率关系则是连接不同回路的桥梁．
3．掌握一个能量守恒定律发电机把机械能转化为电能，并通过导线将能量输送给线圈1(n1)，线圈1上的能量就是远程输电的总能量，在输送过程中，先被输送回路上的导线电阻损耗一小部分，剩余的绝大部分通过降压变压器和用户回路被用户使用消耗，所以其能量关系为P1＝P线损＋P用户．
例3　(2020年浙江卷)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【答案】C　
A．闭合开关S1，灯泡L1两端电压为10 VB．闭合开关，通过灯泡电流的频率都为4 HzC．开关全闭合时，输电线消耗的电功率最大D．依次闭合开关S1、S2、S3，直至三个开关全部闭合，在此过程中灯泡L1越来越亮【答案】BC