2019届高考一轮复习备考资料之物理人教版第十一章 第2讲
19页1、第第 2 讲讲 变压器、电能的输送变压器、电能的输送一、理想变压器1.构造如图 1 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.图 1(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.理想变压器原、副线圈基本量的关系理想变压器(1)没有能量损失(绕线无电阻、铁芯无涡流)(2)没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)功率关系根据能量守恒可得:原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率,即 P入P出电压关系原、副线圈的电压之比等于其匝数之比,公式:,与负载、副线圈的个数无关U1U2n1n2电流关系(1)只有一个副线圈时:I1I2n2n1(2)有多个副线圈时:由 P入P出得I1U1I2U2I3U3InUn或I1n1I2n2I3n3Innn基本关系频率关系f1f2(变压器不改变交变电流的频率)4.几种常用的变压器(1)自耦变压器调压变压器,如图 2 甲(降压作用)、乙(升压作用)所示.图 2(2)互感器Error!自测 1 关于理想变压器,下列说法正确的是( )A.变压器只对变化的电流起作用,对恒定电流不起作用
2、B.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C.正常工作的变压器,当副线圈与用电器断开时,副线圈两端无电压D.变压器副线圈并联更多的用电器时,原线圈输入的电流随之减小答案 A二、电能的输送如图 3 所示,若发电站输出电功率为 P,输电电压为 U,用户得到的电功率为 P,用户的电压为 U,输电线总电阻为 R.图 31.输出电流I .PUPUUUR2.电压损失(1)UUU(2)UIR3.功率损失(1)PPP(2)PI2R( )2RPU4.减少输电线上电能损失的方法(1)减小输电线的电阻 R.由 R 知,可加大导线的横截面积、采用电阻率小的材料做导线.lS(2)减小输电线中的电流.在输电功率一定的情况下,根据 PUI,要减小电流,必须提高输电电压.自测 2 教材 P50 第 3 题改编 从发电站输出的功率为 220 kW,输电线的总电阻为 0.05 ,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.1001 B.1100 C.110 D.101答案 A解析 由题意知输电线上的电流 I ,则输电线的总电阻造成的电压损失 UIr,
3、PUPrU故,故选 A.U1U2U2U111 1031101001命题点一 理想变压器原理的应用例 1 (2016全国卷16)一含有理想变压器的电路如图 4 所示,图中电阻 R1、R2和 R3的阻值分别为 3 、1 和 4 ,为理想交流电流表,U 为正弦交流电压源,输出电压的有效值恒定.当开关 S 断开时,电流表的示数为 I;当 S 闭合时,电流表的示数为 4I.该变压器原、副线圈匝数比为( )图 4A.2 B.3 C.4 D.5答案 B解析 开关断开时,电路如图甲所示,原、副线圈的电流比,通过 R2的电流 I2,副II2n2n1In1n2线圈的输出电压 U2I2(R2R3),由可得原线圈两端的电压 U15I2,则5In1n2U1U2n1n2(n1n2)UU1IR15I23I;开关闭合时,电路如图乙所示,原、副线圈的电流比,通过(n1n2)4II2n2n1R2的电流 I2,副线圈的输出电压 U2I2R2,由可得原线圈两端4In1n24In1n2U1U2n1n2的电压 U14I2,则 UU14IR14I212I,联立解得3,选项 B 正确.(n1n2)(n1n2)n1n2变式 1 (多选
4、)(2016全国卷19)如图 5 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 10 倍时,两灯泡均能正常发光.下列说法正确的是( )图 5A.原、副线圈匝数比为 91B.原、副线圈匝数比为 19C.此时 a 和 b 的电功率之比为 91D.此时 a 和 b 的电功率之比为 19答案 AD解析 设灯泡的额定电压为 U0,两灯泡均能正常发光,所以原线圈输出端电压为 U19U0,副线圈两端电压为 U2U0,故 , ,A 正确,B 错误;根据公式可得,U1U291n1n2U1U291I1I2n2n1 ,由于小灯泡两端的电压相等,所以根据公式 PUI 可得,灯泡 a 和 b 的电功率之比为I1I21919,C 错误,D 正确.命题点二 理想变压器的动态分析1.匝数比不变的情况(如图 6)图 6(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不U1U2n1n2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,P1P2,故 P1发生
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