创新方案2014年高考物理精品教学案与知能检测 10.2变压器、电能的传输（27页Word）

创新方案2014年高考物理精品教学案与知能检测 10.2变压器、电能的传输（27页Word）内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 211构造和原理(如图 102 1 所示)(1)主要构造：由原线圈、副线圈和铁芯组成。 (2)工作原理：电磁感应的互感现象。 2理想变压器不考虑铜损(线圈电阻产生的焦耳热 )、铁损(涡流产生的焦耳热)和漏磁的变压器，即它的输入功率和输出功率相等。 3基本关系式(1)功率关系：P 入 P 出 ；(2)电压关系：只有一个副线圈时， ；有多个副线圈时，。 12)电流关系：只有一个副线圈时，。 入 P 出 及 P出有多个副线圈时，U 1 2U 几种常用的变压器(1)自耦变压器的原、副线圈共用一个线圈，如图 102 2A、B 所示。 (2)电压互感器：属降压变压器，并联 2、在电路中，用于测高电压 ，如图 1022C 所示。 (3)电流互感器：属于升压变压器，串联在电路中，用于测 大电流，如图 1022D 所示。 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 221理想变压器原、副线圈基本量的关系功率关系 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、副线圈的电压比等于匝数比，公式： ，与负载情况、副线圈个数的多少无关有一个副线圈，电流和匝数成反比即 有多个副线圈时，由输入 1 2 3I 关 系频率关系 原、副线圈中交流电的频率相等即 f1f 2电压 副线圈电压 原线圈电压 匝数比决定功率 原线圈的输入功率 副线圈的输出功率 定制约关系电流 原线圈电流 3、副线圈电流 匝数比决定2关于理想变压器的几点说明(1)变压器不能改变恒定的直流电压。 (2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率。 (3)理想变压器本身不消耗能量。 (4)理想变压器基本关系中的 2、I 1、I 2 均为有效值。 (5)当原线圈中串联电阻(或灯泡 )时，U 1 为加在原线圈两端的电压，并不是电源的电压。 3理想变压器动态分析问题光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)匝数比不变的情况：图 1023U 1 不变，根据 ，输入电压 定输出电压 论负载电阻 R 如何变化，不变。 当负载电阻发生变化时，I 2 变化，输出电流 定输入电流 生变化。 I 2 变化引起 化，P 4、 1P 2，故 生变化。 (2)负载电阻不变的情况：图 1024U 1 不变， 发生变化，故 化。 不变，U 2 改变，故 生变化。 根据 ，P 2 发生变化，再根据 2，故 化，P 1U 1 1 不变，故 3)分析动态问题的思路程序可表示为：2n 决 决1 1 决 定 决 定1(2011新课标高考)如图 1025，一理想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。 若用 U 和 I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则( )光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 25AU110 5、V，IBU110 V，ICU110 V，I2DU110 V，I解析：选 A由变压原理 可得 10 V，即电压表示数为 110 V。 由 P 入 1灯泡正常发光可得 P 入 U 1 出 22 W ，I 1 A ，故 A 正确。 22110远距离输电1输电导线上的能量损失主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为 P 损 I 2R 线。 2降低输电损耗的两个途径(1)减小输电线的电阻。 由电阻定律 R 可知，在输电距离一定的情况下，为减小电采用电阻率小的材料，也可增加导线的横截面积。 (2)减小输电导线中的输电电流。 由 P知，当输送功率一定时，提高输电的电压，可以减小输电电流。 这两种方法中，适用于远距离输电 6、的是减小输电电流，即利用高压输电。 3高压输电的原理由输送功率 P其中 U 为 输电电压，I 为输电电流，因而当输送功率一定时，可以提高输电电压，以减小输电电流，则线路上的功率损耗 P 损 I 2R 可大幅度减小，这是行之有效的方法。 (1)对高压输电问题，应按“发电机升压变压器远距离输电线 降压变压器用电器”这样的顺序，或从“用电器”倒推到“发电机”一步一步进行分析。 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (2)远距离高压输电的几个基本关系( 如图 1026 所示)：图 1026功率关系：P 1P 2，P 3P 4，P 2P 线 P 3。 电压、电流关系： ， 23U4 4UU 3，I 2I 3I 7、 线。 输电电流：I 线。 32 2电线上损耗的功率：P 损 I 线 UI R 线 ( )2R 线。 2线电电压增大到原来的 n 倍，输电线上损耗的功率就减少到原来的。 1)解决远距离高压输电问题的方法：先画出远距离输电的示意图，并在图中标出已知量和待求量；抓住输电的两端电源和用电器；分析一条线输电线；研究两次电压变换升压和降压；以变压器为界将整个输电线路划分为几个独立回路，各回路分别分析，注意原、副线圈的电压、电流与匝数的关系及输入功率等于输出功率的关系。 2在如图 1027 所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。 随着发电厂输出功 8、率的增大，下列说法中正确的有()光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 27A升压变压器的输出电压增大B降压变压器的输出电压增大C输电线上损耗的功率增大D输电线上损耗的功率占总功率的比例增大解析：选 升压变压器的原、副线圈匝数比为 压变压器的原、副线圈匝数比为 电厂输出电压为 出功率为 升压变压器的输出电压为 1，输电线中的电流为 1)，输电线损耗的功率为 ，降压变压器输出电压为( 1输电线上损耗的功率占总功率的比例为 ，可见，当输出功率 大时，升21压变压器的输出电压减小，输电线上损耗功率增大，输电线上损耗的功率占总功率的比例增大，选项 C、D 正确变压器基本规律的应用命题分析 本考点为高考 9、热点，主要考查变压器的电压、电流及功率关系，常与交流电的描述综合在一起，以选择题呈现。 例 1(2012重庆高考)如图 1028 所示，理想变压器的原线圈接入 u11 000 00t(V)的交变电压，副线圈通过电阻 r6 的导线对 “220 V880 W”的电器2电，该电器正常工作。 由此可知()图 1028光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 原、副线圈的匝数比为 501B交变电压的频率为 100 线圈中电流的有效值为 4 压器的输入功率为 880 W思维流程第一步：抓信息关键点关键点 信息获取(1)原线圈电压 u11 000 00t (V)2 1 000 V，f50 )副线圈通过有电阻的导线 10、接 线圈两端的电压大于 220 解题突破口从用电器 常工作入手，可求出副线圈回路里的电流，导线 r 分担的电压，进而求出副线圈两端电压。 第三步：条理作答解析用电器 得副线圈里的电流 A4 A，C 项正确；80220副线圈两端的电压 2rU(4 6220) V244 V，原、副线圈的匝数比 1 000现点火的条件是 1 000，选项 C 正确，D 错误。 题分析 本考点为高考热点，主要考查变压器中电压、电流、功率随匝数比或负光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，以选择题呈现。 例 2(2012福建高考)图 10210如图 10210 所示，理想变压器原线圈输入电压 uU t，副线圈电路中 定值电 11、阻，R 是滑动变阻器。 理想交流电压表，示数分别用 示； 理想交流电流表，示数分别用 示。 下列说法正确的是() AI 1 和 示电流的瞬时值BU 1 和 示电压的最大值C滑片 P 向下滑动过程中， 变、I 1 变大D滑片 P 向下滑动过程中， 小、I 1 变小解析交流电表的示数表示交流电的有效值，选项 A、B 错误；滑片 P 向下滑动过程中，原、副线圈的匝数 n1、n 2不变，U 1不变，则 不变；R 连入电路的电阻减流过副线圈的电流 变大，根据 2知 项 C 对，答案C 1处理此类问题的关键是要分清变量和不变量，弄清理想变压器中各物理量之间的联系和相互制约关系U 2由 2由 1由 2利用两种常见类型：匝数比不变，原、副线圈的电压 2 不变，电流 2，功率 2 随负载电阻的变化而变化。 负载电阻不变，原线圈的电压 变，副线圈两端的电压 流 2 和功率 2 随匝数比的变化而变化。 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 变式训练2(2011山东高考)为保证用户电压稳定在 220 V，变电所需适时进行调压，图10211 甲为调压变压器示意图。 保持输入电压 变，当滑动接头 P 上下移动时可改变输出电压。 某次检测得到用户电压 时间 t 变化的曲线如图乙所示。 以下正确的是()图。