《2022年高三物理一轮复习教案变压器远距离输电含解析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高三物理一轮复习教案变压器远距离输电含解析.docx（14页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第 2 课时变压器远距离输电知 识 梳 理 学问点一、抱负变压器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：与沟通电源连接的线圈,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基本关系式 1功率关系： P入P 出；2电压关系：U1 n1U2 n2；有多个副线圈时U1 n1U2 n2U3 n3 ；3电流关系：只有一个副线圈时 I2n2 n1；由 P 入P 出及 PUI 推出有多个副线圈时, U1I1U2I 2U3I3 UnI n；4几种常用的变压器 1自耦
2、变压器 调压变压器2互感器电压互感器：用来把高电压变成低电压；电流互感器：用来把大电流变成小电流；学问点二、远距离输电1输电过程 如图 2 所示 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 2 2输电导线上的能量缺失：主要是由输电线的电阻发热产生的,表达式为QI2Rt；3电压缺失 1 UUU ； 2 UIR 4功率缺失 1 PPP ；2 PI2RP U 2R5输送电流1IP U；2IUU；思维深化判定正误,正确的画 “ ”,错误的画 “ ”； 1变压器不但能转变交变电流的电压,仍能转变交变电流的频率；2抱负变压器能转变交
3、变电压、交变电流,但不转变功率,即输入功率总等于输出功率； 3变压器副线圈并联更多的用电器时,原线圈的输入电流随之增大；4在输送电压肯定时,输送的电功率越大,输电过程中的电能缺失越小；答案1234题 组 自 测题组一 抱负变压器基本规律的应用1如图 3 所示,一抱负变压器原、副线圈的匝数比为12；副线圈电路中接有灯泡,灯泡的额定电压为 220 V,额定功率为 22 W；原线圈电路中接有电压表 和电流表； 现闭合开关, 灯泡正常发光 如用 U 和 I 分别表示此时电压表和电流名师归纳总结 表的读数,就 第 2 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - -
4、 - 图 3 AU110 V,I0.2 A BU110 V,I0.05 A CU110 2 V,I0.2 A DU110 2 V,I0.2 2 A 解析 由变压原理n1 n2U1 U2可得 U1110 V,即电压表示数为 110 V；由 P入P出和灯泡正常发光可得 P 入U1I 1P 出22 W,I122 110 A0.2 A,故 A 正确；答案 A 2如图 4 所示,抱负变压器原线圈的匝数为 n1,副线圈的匝数为 n2,原线圈的两端 a、b 接正弦沟通电源,电压表V 的示数为 220 V,负载电阻 R44 ,电流表 A 1 的示数为 0.2 A；以下判定正确选项 图 4 A原线圈和副线圈的匝
5、数比为 21 B原线圈和副线圈的匝数比为 51 C电流表 A 2的示数为 0.1 A D电流表 A2的示数为 0.4 A 解析 由电压表 V 示数和电流表 A 1 的示数可得原线圈中的功率 P1U1I1,P1P2I22R,所以电流表 A 2的示数为 I2U1I 1R220 0.244 A1 A,C、D 错误；原线圈和副线圈的匝数比答案B 远距离输电题组二n2I2 I15 1,A 错误, B 正确；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3多项在远距离输电中,当输电线的电阻和输送的电功率不变时,那么 A输电线路上缺失的电压
6、与输送电流成正比 B输电的电压越高,输电线路上缺失的电压越大 C输电线路上缺失的功率跟输送电压的平方成反比 D输电线路上缺失的功率跟输电线上的电流成正比解析 输电线路上缺失电压 UIR,在 R 肯定时, U 和 I 成正比, A 正确；如U 越高,IP U,I 越小,那么 U 越小,B 错误；输电线路上缺失的功率 PI 2R,当 P 肯定时, IP U,所以 P P正比,故 C 正确, D 错误；答案 AC 2R,即 P 和 U 的平方成反比,跟 I 的平方成42022 四川卷, 1如图 5 所示,甲是远距离输电线路的示意图,乙是发电机输出电压随时间变化的图像,就 图 5 A用户用电器上沟通电
7、的频率是 100 Hz B发电机输出沟通电的电压有效值是 500 V C输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比打算D当用户用电器的总电阻增大时,输电线上缺失的功率减小解析 由乙图可知 T0.02 s,Um500 V,所以 f1 T50 Hz,U250 2 V,选项 A、B 均错；设用户线路上的总电流为I 户,降压变压器的匝数比为n3 n4,就 I 线n4 n3I 户n4 n3 U4 R户,由上式可知输电线的电流仍与用电器的总电阻有关,选项 C 错；当用户用电器的总电阻增大时,用电器中的总电流I 户减小,由 I 线n4 n3I 户可知 I名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共
8、 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 线减小,又因 P 损I2线R,所以输电线上缺失的功率减小,选项D 正确；答案D 抱负变压器基本规律的应用考点一基本关系式中物理量之间的打算关系：电压 副线圈电压 U2 由原线圈电压 U1 和匝数比打算,即 U2n2 n1U1原制约副 副线圈中的功率 P2由用户负载打算,原线圈的输入功率 P1 由副线圈的输功率出功率 P2打算,即 P1P2副制约原 电流 原线圈的电流 I1 由副线圈的电流 I 2和匝数比打算,即 I 1n2 n1I 2副制约原 【例 1】多项 2022 新课标全国卷, 21如图 6 所示,一抱负变压器原、副线圈的匝数分
9、别为 n1、n2；原线圈通过一抱负电流表 接正弦沟通电源,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；用沟通电压表测得 Uab 和 Ucd ,就 图 6 AUab：Ucdn1：n2a、b 端和 c、d 端的电压分别为B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,cd 间的电压 Ucd越大D将二极管短路,电流表的读数加倍名师归纳总结 解析如变压器初级电压为Uab,就次级电压为U2n2 n1Uab；由于二极管的单向第 5 页,共 10 页导电性使得副线圈中的反向电流为零,由有效值的定义可得U R TU 2cdRT 222
10、解得 Ucd2 U2,故Uab Ucd2n1 n2,选项 A 错误；增大负载的阻值R,就变压器次级电流减- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 小,就初级电流也减小,即电流表的读数减小,选项B 正确； cd 间的电压由变压器的初级电压打算,与负载电阻R 的大小无关,选项C 错误；如二极管短路 2 为原先的 2 倍,就次级就 UcdU2 2Ucd,故此时 R 消耗的功率 PUcdR电流会加倍,就初级电流也加倍,选项D 正确；答案BD 【变式训练】1.如图 7,抱负变压器原、副线圈匝数比 n1n221,和 均为抱负电表,灯泡电阻 RL6 ,AB 端电压 u112
11、 2sin 100 t V,以下说法正确选项 图 7 A电流频率为 100 Hz B. 的读数为 24 V C. 的读数为 0.5 A D变压器输入功率为 6 W 解析 由 2f100 rad/s得：f50 Hz,A 错；有效值 U112 V,又U2 U1n2 n1得U26 V,I 2U2 RL1 A,B、C 项错；由能量守恒得答案 D 考点二 抱负变压器的动态分析P1P2U2I 26 W,D 对；常见的抱负变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情形和负载电阻不变的情形；1匝数比不变的情形 如图 8 所示 1U1 不变,依据U1 U2n1 n2,输入电压 U1 打算输出电压U2,不论负载
12、电阻R 如何变化, U2 也不变；2当负载电阻发生变化时, I2 变化,输出电流 I2 打算输入电流 I 1,故 I1 发生变化；3I2变化引起 P2变化,由 P1P2知 P1发生变化；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 8 图 9 2负载电阻不变的情形 如图 9 所示 1U1不变,n1 n2发生变化, U2 变化；2R 不变, U2变化, I 2 发生变化；23依据 P2U R和 P1P2,可以判定 P2变化时, P1 发生变化, U1 不变时, I1 发生 2变化；【例 2】多项 2022 广东卷, 19如图
13、 10 所示的电路中, P 为滑动变阻器的滑片,保持抱负变压器的输入电压 U1不变,闭合电键 S,以下说法正确选项 图 10 AP 向下滑动时,灯 L 变亮BP 向下滑动时,变压器的输出电压不变CP 向上滑动时,变压器的输入电流变小DP 向上滑动时,变压器的输出功率变大解析 由于抱负变压器输入电压不变,据公式 U2n1 n2,就副线圈电压 U2 不变,滑片 P 滑动时,对灯泡电压没有影响,故灯泡亮度不变,就 A 错误；滑片 P 下滑,电阻变大,但副线圈电压由原线圈电压打算,就副线圈电压不变,故 B 正确；滑片 P 上滑,电阻减小, 电流 I2 增大,据I1 I2n2 n1就原线圈输入电流 I1
14、 也增大,故 C 错误；此时变压器输出功率 答案 BD P2U2I 2将变大,故 D 正确；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 【变式训练】2多项 2022 昆明市质量检测 如图 11 所示的电路中, T 为一降压式自耦调压变压器；开头时灯泡 L 正常发光,现在电源电压 U 略降低,为使灯 L 仍能正常发光,可采纳的措施是 图 11 A将自耦调压变压器的滑片 P 适当上滑B将自耦调压变压器的滑片 P 适当下滑C适当增大滑动变阻器 R2 的阻值D适当减小滑动变阻器 R2的阻值解析 保持负载总电阻不变,电源电压 U 略降
15、低,为使 L 仍能正常发光,只需输出电压 U2保持不变；依据变压比U2n1 n2,可得 U2n2 n1U,由此可知, n2 应增大,滑片 P 应适当上滑,选项 A 正确,选项 B 错误；保持匝数比不变,依据变压比U U2n1 n2,可得 U2 减小,为使 L 仍能正常发光,加在L 两端的电压应不变,就加在 R1 两端的电压应减小,总电流应减小,负载总电阻应增大,R2 应增大,选项 C 正确,选项 D 错误；答案 AC 考点三 远距离输电远距离输电问题的 “ 三二一 ”1理清三个回路名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - -
16、图 12 2 抓住两个联系1抱负的升压变压器联系着回路1 和回路 2,由变压器原理可得： 线圈 1匝数为n1和线圈 2匝数为 n2中各个量间的关系是U1 U2n1 n2,I1 I2n2 n1,P1P2；2抱负的降压变压器联系着回路2 和回路 3,由变压器原理可得： 线圈 3匝数为n3和线圈 4匝数为 n4中各个量间的关系是U3 U4n3 n4,I3 I4n4 n3,P3P4；3把握一个守恒能量守恒关系式 P1P 损P3【例 3】2022浙江卷, 15如图 13 所示为远距离沟通输电的简化电路图；发电厂的输出电压是 U,用等效总电阻是 r 的两条输电线输电, 输电线路中的电流是 I 1,其末端间
17、的电压为U1；在输电线与用户间连有一抱负变压器,流入用户端的电流为 I 2；就 图 13 名师归纳总结 A用户端的电压为I1U1 I 2第 9 页,共 10 页B输电线上的电压降为UC抱负变压器的输入功率为I2 1rD输电线路上缺失的电功率为I1U解析由于 P 入P 出,所以 U1I 1U2I2,即 U2U1I1 I2 ,所以选项 A 正确；输电线上的电压 U 线UU1,选项 B 错误；抱负变压器的输入功率P 入I1U1,线- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 路上缺失的电功率P损I21r ,选项 C、D 均错误；答案 A 【变式训练】3多项如图 14 所
18、示为远距离输送沟通电的系统示意图,变压器均为抱负变压器；随着用户负载增多, 发电机 F 达到额定功率时, 降压变压器输出功率仍旧不足,用户的用电器不能正常工作；那么,在发电机以额定功率工作的情形下,为了适当提高用户的用电功率,可实行的措施是 图 14 名师归纳总结 A适当减小输电线的电阻r第 10 页,共 10 页B适当提高n4 n3C适当提高n2 n1的同时,降低 n4D适当降低n2 n1的同时,提高 n4解析当发电机输出功率肯定时, 为使远距离用户得到更多的功率,需减小输电线上的功率缺失,依据PI2线r,可以减小输电线的电阻r,A 对；也可以通过提高输电电压, 减小输送电流,即提高n2 n1,这样使线圈 n3 两端电压变大,为使用户的用电器正常工作需要适当降低n4 n3,C 对；答案AC - - - - - - -