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2023高考物理全复习（统考版）第十一章 第2讲 变压器 电能的输送课件PPT
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这是一份2023高考物理全复习（统考版）第十一章 第2讲 变压器 电能的输送课件PPT，共42页。PPT课件主要包含了必备知识·自主排查，关键能力·分层突破，原线圈，副线圈，互感现象，低电压，小电流，电阻率，横截面积，输电电压等内容，欢迎下载使用。
一、理想变压器1．构造：如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的________、________组成的．(1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫________线圈．(2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫________线圈．
4．几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器，如图甲(降压作用)、乙(升压作用)所示．(2)互感器①电压互感器(n1>n2)：把高电压变成________，如图丙所示．②电流互感器(n1
2．[沪科版选修3－2P75T3]一理想变压器如图所示，其原、副线圈匝数之比n1∶n2＝4∶1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R组成闭合电路．当直导线MN在匀强磁场中沿导轨向左匀速切割磁感线时，电流表 的示数是10 mA，那么电流表 的示数是( )A．40 mAB．0C．10 mAD．2.5 mA
3．[人教版选修3－2P50T3改编]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
2．基本关系式中物理量之间的决定关系
角度1变压器基本关系的应用例1. [2021·广东卷，7]某同学设计了一个充电装置，如图所示．假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为0.2 s，电压最大值为0.05 V．理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1∶60.下列说法正确的是( )A．交流电的频率为10 HzB．副线圈两端电压最大值为3 VC．变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关D．充电电路的输入功率大于变压器的输入功率
角度3理想变压器的动态分析例3. [2021·湖北模拟]如图所示，理想变压器原线圈接入有效正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻．在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中( )A.电流表A1示数减小B．电流表A2示数增大C．原线圈输入功率先增大后减小D．定值电阻R消耗的功率先减小后增大
[思维方法]分析变压器动态问题的基本思路
跟进训练1.L1和L2是高压输电的两条输电线，现要通过变压器测量L1和L2之间的电压，如图的四种电路连接正确的是( )
解析：通过变压器测量L1和L2之间的电压，变压器原线圈应并联在L1和L2之间，由于电压表量程较小，变压器应为降压变压器，原线圈匝数应大于副线圈匝数，选项A正确．
2．升流器是电力部门和工矿企业的电器设备做电流负载试验及温升试验的专用设备，其工作原理简化如图所示．某次外接调压器进行伏安特性试验，升流器第一级T1的自耦线圈滑头P位于线圈中点，T2为第二级升流器，T1、T2均为理想变压器，不计线路电阻．当采集负载R的电流值为ab输入端电流值的10倍时，则第二级升流器T2的匝数比为( ) A．1∶5 B．3∶1C．4∶1 D．5∶1
考点二 远距离输电分析远距离输电问题的三个关键1．理清三个回路
例4. [2021·山东卷，9](多选)输电能耗演示电路如图所示．左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3，输入电压有效值为7.5 V的正弦交流电．连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为10 Ω.开关S接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1，R上的功率为10 W；接2时，匝数比为1∶2，R上的功率为P.以下判断正确的是( )A．r＝ 10 Ω B．r＝5 ΩC．P＝45 W D．P＝22.5 W
4．小明分别按图1和图2电路探究远距离输电的输电损耗，将长导线卷成相同的两卷A、B来模拟输电线路，忽略导线的自感作用．其中T1为理想升压变压器，T2为理想降压变压器，两次实验中使用的灯泡相同，灯泡获得的电压相等，两次实验中( )A．都接直流电源B．A两端的电压相等C．A损耗的功率相等D．图1中A的电流较大
考点三 交变电流在生产、生活中的应用(STSE问题) 素养提升情境1 疫情防控(多选)疫情中某新建病房的供电系统可简化为如图所示的电路图．图中a、b所接的电源的内阻为r＝1 Ω，电动势e随时间的变化关系为e＝325 sin 100πt(V)；Ⅰ等效为病房中的照明电路，其等效电阻为22 Ω；Ⅱ等效为病房中的紫外线消毒电路，其等效电阻为10.5 Ω；Ⅲ等效为医护人员使用的生活区照明电路，其等效电阻为44 Ω.下列说法正确的是( )A．当S1、S2、S3都断开时，电压表读数为220 VB．当S1闭合，S2、S3都断开时，电流表读数为10 AC．当S2闭合，S1、S3都断开时，电压表读数为210 VD．当S1、S3都闭合，S2断开时，电流表读数为20 A
情境3 风力发电新能源风力发电作为新能源，近几年来得到了快速发展，如图所示风车阵中发电机的输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线的电阻为10 Ω.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：(1)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比；(2)用户得到的电功率．
答案：(1)1∶20 240∶11 (2)96 kW
素养聚焦：本题以风力发电作为新能源设置问题情境．要求考生认识科学·技术·社会·环境的关系，树立保护环境并推动社会可持续发展的责任意识．
一、理想变压器1．构造：如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的________、________组成的．(1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫________线圈．(2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫________线圈．
4．几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器，如图甲(降压作用)、乙(升压作用)所示．(2)互感器①电压互感器(n1>n2)：把高电压变成________，如图丙所示．②电流互感器(n1
2．[沪科版选修3－2P75T3]一理想变压器如图所示，其原、副线圈匝数之比n1∶n2＝4∶1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R组成闭合电路．当直导线MN在匀强磁场中沿导轨向左匀速切割磁感线时，电流表 的示数是10 mA，那么电流表 的示数是( )A．40 mAB．0C．10 mAD．2.5 mA
3．[人教版选修3－2P50T3改编]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
2．基本关系式中物理量之间的决定关系
角度1变压器基本关系的应用例1. [2021·广东卷，7]某同学设计了一个充电装置，如图所示．假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为0.2 s，电压最大值为0.05 V．理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1∶60.下列说法正确的是( )A．交流电的频率为10 HzB．副线圈两端电压最大值为3 VC．变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关D．充电电路的输入功率大于变压器的输入功率
角度3理想变压器的动态分析例3. [2021·湖北模拟]如图所示，理想变压器原线圈接入有效正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻．在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中( )A.电流表A1示数减小B．电流表A2示数增大C．原线圈输入功率先增大后减小D．定值电阻R消耗的功率先减小后增大
[思维方法]分析变压器动态问题的基本思路
跟进训练1.L1和L2是高压输电的两条输电线，现要通过变压器测量L1和L2之间的电压，如图的四种电路连接正确的是( )
解析：通过变压器测量L1和L2之间的电压，变压器原线圈应并联在L1和L2之间，由于电压表量程较小，变压器应为降压变压器，原线圈匝数应大于副线圈匝数，选项A正确．
2．升流器是电力部门和工矿企业的电器设备做电流负载试验及温升试验的专用设备，其工作原理简化如图所示．某次外接调压器进行伏安特性试验，升流器第一级T1的自耦线圈滑头P位于线圈中点，T2为第二级升流器，T1、T2均为理想变压器，不计线路电阻．当采集负载R的电流值为ab输入端电流值的10倍时，则第二级升流器T2的匝数比为( ) A．1∶5 B．3∶1C．4∶1 D．5∶1
考点二 远距离输电分析远距离输电问题的三个关键1．理清三个回路
例4. [2021·山东卷，9](多选)输电能耗演示电路如图所示．左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3，输入电压有效值为7.5 V的正弦交流电．连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为10 Ω.开关S接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1，R上的功率为10 W；接2时，匝数比为1∶2，R上的功率为P.以下判断正确的是( )A．r＝ 10 Ω B．r＝5 ΩC．P＝45 W D．P＝22.5 W
4．小明分别按图1和图2电路探究远距离输电的输电损耗，将长导线卷成相同的两卷A、B来模拟输电线路，忽略导线的自感作用．其中T1为理想升压变压器，T2为理想降压变压器，两次实验中使用的灯泡相同，灯泡获得的电压相等，两次实验中( )A．都接直流电源B．A两端的电压相等C．A损耗的功率相等D．图1中A的电流较大
考点三 交变电流在生产、生活中的应用(STSE问题) 素养提升情境1 疫情防控(多选)疫情中某新建病房的供电系统可简化为如图所示的电路图．图中a、b所接的电源的内阻为r＝1 Ω，电动势e随时间的变化关系为e＝325 sin 100πt(V)；Ⅰ等效为病房中的照明电路，其等效电阻为22 Ω；Ⅱ等效为病房中的紫外线消毒电路，其等效电阻为10.5 Ω；Ⅲ等效为医护人员使用的生活区照明电路，其等效电阻为44 Ω.下列说法正确的是( )A．当S1、S2、S3都断开时，电压表读数为220 VB．当S1闭合，S2、S3都断开时，电流表读数为10 AC．当S2闭合，S1、S3都断开时，电压表读数为210 VD．当S1、S3都闭合，S2断开时，电流表读数为20 A
情境3 风力发电新能源风力发电作为新能源，近几年来得到了快速发展，如图所示风车阵中发电机的输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线的电阻为10 Ω.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：(1)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比；(2)用户得到的电功率．
答案：(1)1∶20 240∶11 (2)96 kW
素养聚焦：本题以风力发电作为新能源设置问题情境．要求考生认识科学·技术·社会·环境的关系，树立保护环境并推动社会可持续发展的责任意识．
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