高中物理人教版 (新课标)选修34 变压器复习课件ppt

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修34 变压器复习课件ppt

一、变压器1．构造和原理(如图10－2－1所示)(1)主要构造：由 、 和 组成．(2)工作原理：电磁感应的 现象．原线圈副线圈闭合铁芯互感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 相等．输出功率3．基本关系式(1)功率关系： ；(2)电压关系： ；有多个副线圈时， ＝ .(3)电流关系：只有一个副线圈时， .由P入＝P出及P＝UI推出有多个副线圈时，U1I1＝ .P入＝P出U2I2＋U3I3＋…＋UnIn4．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10－2－2A、B所示．(2)电压互感器：属降压变压器，并联在电路中，用于测高电压，如图C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D所示．[特别提醒]　(1)变压器不能改变直流电压．(2)细线绕制的线圈为高压线圈，粗线绕制的线圈为低压线圈．(3)U1与n1、n2共同确定U2，I2与n1、n2共同确定I1，P出确定P入．2．远距离高压输电示意图(如图10－2－3所示)1.对于理想变压器，下列说法中正确的是 (　　)A．原线圈的输入功率随副线圈输出功率增大而增大B．原线圈的输入电流随副线圈输出电流的减小而增大C．原线圈的电流不随副线圈的输出电流变化而变化D．当副线圈电流为零时，原线圈两端的电压一定为零答案：A2．理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，以下说法中正确的是 (　　)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10∶1解析：对于理想变压器，认为无磁通量损漏，因而穿过两个线圈的磁通量相同，磁通量变化率相同，A错误B正确；每匝线圈产生的感应电动势相等，且电压与匝数成正比，C错；理想变压器忽略热损耗，故输入功率等于输出功率，D错误．答案：B答案：C4．钳形电流表的外形和结构如图10－2－5(a)所示，图(a)中电流表的读数为1.2 A．图(b)中用同一电缆线绕了3匝，则 (　　)A．这种电流表能测直流电流，图(b)的读数为2.4 AB．这种电流表能测交流电流，图(b)的读数为0.4 AC．这种电流表能测交流电流，图(b)的读数为3.6 AD．这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图(b)的读数为3.6 A答案：C5．某发电站的输出功率为104 kW，输出电压为4 kV，通过理想变压器后向80 km远处供电．已知输电导线的电阻率为ρ＝2.4×10－8 Ω·m，导线横截面积为1.5×10－4 m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%.求：(1)升压变压器的输出电压．(2)输电线路上的电压损失．答案：(1)8×104 V　(2)3.2×103 V[典例启迪][例1]　在图10－2－6甲所示的电路中，理想变压器原线圈两端的正弦交变电压变化规律如图乙所示．已知变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝10∶1，串联在原线圈电路中电流表A1的示数为1 A，下列说法正确的是 (　　)[思路点拨]　解答本题应注意以下三个方面：(1)原、副线圈中电流的频率关系．(2)电压、电流表的示数对应交变电流的有效值．(3)原、副线圈中电压、电流与匝数的关系．[答案]　B[归纳领悟]理想变压器原、副线圈基本量的关系[题组突破]1．某交变电流电路中，有一个正在工作的理想变压器，如图10－2－7所示．它的原线圈匝数n1＝600匝，交流电源的电动势e＝311sin(100πt)V(不考虑其内阻)，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，原线圈串联一个额定电流为0.2 A的保险丝，副线圈匝数n2＝120匝，为保证保险丝不被烧断，则 (　　)A．负载功率不能超过62 WB．副线圈电流最大值不能超过1 AC．副线圈电路中的电阻R不能小于44 ΩD．副线圈电路中电压表的读数为62 V答案：C2．如图10－2－8所示，变压器初级线圈匝数n1＝1000匝，次级线圈有两个，匝数分别为n2＝500匝，n3＝200匝，分别接一个R＝55 Ω的电阻，在初级线圈上接入U1＝220 V的交变电流．求：(1)两次级线圈输出电功率之比；(2)初级线圈中的电流．[典例启迪][例2]　如图10－2－9所示，理想变压器输入端PQ接稳定的交流电源，通过单刀双掷开关S可改变变压器原线圈匝数(图中电压表及电流表皆为理想电表)，则下列说法中正确的是 (　　)A．当滑片c向b端移动时，变压器输入功率变大B．当滑片c向a端移动时，电流表A1的示数将减小，电压表V的示数不变C．当滑片c向b端移动时，电流表A2的示数将变大，电压表V的示数也变大D．滑片c不动，将开关S由1掷向2时，三个电表A1、A2、V的示数都变大[思路点拨]　滑片c移动改变负载电阻的大小，从而改变副线圈中的电流、功率，改变原线圈中的电流．开关S由1掷向2减少了原线圈的匝数，从而改变其他各物理量．[归纳领悟](1)关于理想变压器的动态分析问题一般有两种类型：①负载电阻不变，原、副线圈的电压U1、U2不变，电流I1、I2，功率P1、P2随匝数比的变化而变化；②匝数比不变，原、副线圈的电压U1、U2不变，电流I1、I2，功率P1、P2随负载电阻的变化而变化．(2)无论哪种情况，处理此类问题的关键是分清变量和不变量，弄清理想变压器中各物理量之间的联系和相互制约关系．[题组突破]3．在家用交流稳压器中，变压器的原、副线圈都带有滑动头，如图10－2－10所示．当变压器输入电压发生变化时，可上下调节P1、P2的位置，使输出电压稳定在220 V上．现发现输出电压低于220 V，下列措施不正确的是 (　　).A．P1不动，将P2向上移B．P2不动，将P1向下移C．将P1向上移，同时P2向下移D．将P1向下移，同时P2向上移答案：C4．如图10－2－11所示，T为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当电键S闭合时 (　　)A．交流电压表V2和V3的示数一定都变小B．交流电压表V3的示数变小C．交流电流表A1、A2和A3的示数一定变大D．只有A1的示数变大答案：B[典例启迪][例3]　一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率为50 kW，输出电压为500 V，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶5，两个变压器间的输电导线的总电阻为15 Ω，降压变压器的输出电压为220 V，变压器本身的损耗忽略不计，在输电过程中电抗造成电压的损失不计，求：(1)升压变压器副线圈的端电压；(2)输电线上损耗的电功率；(3)降压变压器原、副线圈的匝数比．[思路点拨]　解答本题应注意以下两个方面：(1)输电线上的电流可用P＝I2U2求出．(2)因输电线上有电压损失，故U3＝U2－IR线．[答案]　(1)2500 V　(2)6000 W　(3)10∶1[归纳领悟] 处理远距离输电问题，关键是正确建立输电的流程图，透彻理解题意，从“输电线”开始，或者从“发电厂”或者从“用户”开始，把握好各物理量之间的相互关系，依次解决即可．常用的关系有：(1)输电过程的电压关系(2)输电过程功率的关系[题组突破]5．某小型水电站的电能输送示意图如图10－2－12所示，发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则 (　　)答案：D6．(2010·浙江高考)某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3×106 kW.现用500 kV电压输电，则下列说法正确的是 (　　)A．输电线上输送的电流大小为2.0×105 AB．输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC．若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kWD．输电线上损失的功率为ΔP＝U2/r，U为输电电压，r为输电线的电阻答案：B(10分)收音机的变压器的初级线圈有1210匝，接在U1＝220 V的交流电源上．变压器有两个次级线圈．次级线圈Ⅱ的匝数为35匝，次级线圈Ⅲ的匝数为1925匝．如果不计变压器自身的能量损耗，当变压器工作时，线圈Ⅱ的电流是0.3 A时，初级线圈的电流I1＝0.114 A．求线圈Ⅲ中电流和输出电压(电流的计算结果保留三位有效数字)．[自主尝试]　(试一试，能否做到正确解答)[答案]　0.0662 A　350 V点击下图进入“创新演练·大冲关”