变压器远距离输电：理想变压器的动态分析-高三物理一轮总复习课件
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2024届高考一轮复习物理课件(新教材鲁科版)：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
线圈的输入电压可能为__D__.(填选项前字母)
A.1.5 V
B.3.0 V
C.6.0 V
D.7.0 V
若是理想变压器，则由变压器原、副线圈电压与匝数的关系有UU12＝nn12， 若变压器的原线圈接“0”和“800”两个接线柱， 副线圈接“0”和“400”两个接线柱， 可知原、副线圈的匝数比为2∶1，副线圈的电压 为3 V， 则原线圈的电压为U1＝2×3 V＝6 V，考虑到不是理想变压器，有漏 磁等现象， 则原线圈所接的电源电压大于6 V，可能为7 V，故D正确.
第 变压器 远距离输电 2 实验：探究变压器原、副线圈电压与 讲 匝数的关系
目标 1.会用实验探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，体会控制变量法，了解实验误差.2.知道变压器的工作原理， 要求 掌握变压器的特点，并能分析、解决实际问题.3.理解远距离输电的原理并会计算线路损失的电压和功率.
内容索引
理想变压器的原理及应用
梳理 必备知识 1.构造和原理 (1)构造：如图所示，变压器是由 闭合铁芯 和绕在铁芯上的 两个线圈 组 成的.
(2)原理：电磁感应的互感现象.
2.基本关系式 (1)功率关系： P入＝P出 . (2)电压关系：＝ UU12＝nn12 .
(3)电流关系：只有一个副线圈时 II12＝nn21 . (4)频率关系： f出＝f入 .
3.实验过程 (1)保持原线圈的匝数n1和电压U1不变，改变副线圈的匝数n2，研究n2对 副线圈电压U2的影响. ①估计被测电压的大致范围，选择多用电表交流电压挡适当量程，若不 知道被测电压的大致范围，则应选择交流电压挡的最大量程进行测量. ②组装可拆变压器：把两个线圈穿在铁芯上，闭合铁芯，用交流电压挡 测量输入、输出电压. (2)保持副线圈的匝数n2和原线圈两端的电压U1不变，研究原线圈的匝数 对副线圈电压的影响.重复(1)中步骤.
高三总复习物理课件 变压器与远距离输电
如图(b)所示。下列说法正确的是
()
A．所用交流电的频率为 50 Hz C．电流表的示数为 1.0 A
B．电压表的示数为 100 V D．变压器传输的电功率为 15.0 W
解析：由变压器不会使交流电的周期改变和题图(b)可知所用交流电的周期为 2× 10－2 s，可求得所用交流电的频率为 50 Hz，选项 A 正确；由题图(b)可知通过 R2 的电流的有效值为 1 A，由串、并联电路的特点可知通过 R3 的电流(即通过电流表 的电流)为 0.5 A，故副线圈的电流 I2＝1.5 A，由欧姆定律可得副线圈两端的电压 U2＝1×10 V＝10 V，由UU12＝nn12得原线圈两端的电压 U1＝Un22n1＝100 V，再根据原线 圈电路的串联关系可得 R1 两端的电压 UV＝220 V－100 V＝120 V，选项 B、C 均错 误；根据变压器原理可得变压器传输的电功率 P＝U2I2＝10×1.5 W＝15.0 W，选项 D 正确。
3．理想变压器及其基本关系
理想变压器 功率关系
基本 关系
电压关系
电流关系
频率关系
(1)没有“铜损”(线圈电阻为零，不发热)； (2)没有“铁损”(铁芯中无涡流，不发热)； (3)没有“漏磁”(磁通量全部集中在铁芯中) 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__ 只有一个副线圈时有UU12＝nn12 有多个副线圈时有Un11＝Un22＝Un33＝…＝Unnn 只有一个副线圈时有II12＝nn21 有多个副线圈时有 I1n1＝I2n2＋__I_3n__3 _＋…＋Innn f1＝f2(变压器不改变交变电流的频率)
2．[原线圈有电阻的变压器电路]
(多选)(2020·全国卷Ⅲ)在图(a)所示的交流电路中，电源电压的有效值为 220 V，理
高三物理一轮复习第十章交变电流传感器30理想变压器远距离输电课件
(1)没有能量损失(铜损、铁损) (2)没有磁通量损失(磁感线全部集中在铁芯中) P1=P2,即 U1I1=U2 I2 U1 n1 U 2 n2 I1 n2 (只有一个副线圈) I 2 n1 f1=f2
1 .原副线圈的物理量关系
理想变压器 功率 基本 关系 电压 电流 频率
要点研析突破
2.各物理量的决定关系
������ I=������,功率损失
ΔP=I R= 2 R.可见,在输送功率一定的情况下,功率
2
������2
损失和输出电压的二次方成反比,输电电压越高则功率损耗越少.若输送电 压提高到原来的 100 倍,则导线上的功率损耗变为原来的万分之一.
������
要点研析突破
要点一
理想变压器原副线圈各物理量及其决定关系
要点研析突破
1．如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为3∶1，在原、副线圈的回路
第 30 单元
理想变压器 电
远距离输
基础自主梳理
一、理想变压器
1.基本构造:两组线圈(原、副线圈)绕在同一个闭合铁芯上,如图所示.
2.工作原理:电磁互感现象是变压器工作的基础.变化的电流通过原线 圈时在铁芯中激发出变化的磁场,变化的磁场在副线圈中产生感应电动势. 3.理想变压器的理想化条件:忽略原、 副线圈的电阻,忽略原、 副线圈磁 通量的差别,忽略铁芯中的能量损耗.理想变压器的规律实质上就是法拉第 电磁感应定律和能量守恒定律在该理想化条件下的新的表现形式.
基础自主梳理
4.高压输电的几个基本关系: (1)功率关系:P1=P2,P3=P4,P2=P3+Δ P (2)电流、电压关系:
������3 ������4 ������ ������
1 .原副线圈的物理量关系
理想变压器 功率 基本 关系 电压 电流 频率
要点研析突破
2.各物理量的决定关系
������ I=������,功率损失
ΔP=I R= 2 R.可见,在输送功率一定的情况下,功率
2
������2
损失和输出电压的二次方成反比,输电电压越高则功率损耗越少.若输送电 压提高到原来的 100 倍,则导线上的功率损耗变为原来的万分之一.
������
要点研析突破
要点一
理想变压器原副线圈各物理量及其决定关系
要点研析突破
1．如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为3∶1，在原、副线圈的回路
第 30 单元
理想变压器 电
远距离输
基础自主梳理
一、理想变压器
1.基本构造:两组线圈(原、副线圈)绕在同一个闭合铁芯上,如图所示.
2.工作原理:电磁互感现象是变压器工作的基础.变化的电流通过原线 圈时在铁芯中激发出变化的磁场,变化的磁场在副线圈中产生感应电动势. 3.理想变压器的理想化条件:忽略原、 副线圈的电阻,忽略原、 副线圈磁 通量的差别,忽略铁芯中的能量损耗.理想变压器的规律实质上就是法拉第 电磁感应定律和能量守恒定律在该理想化条件下的新的表现形式.
基础自主梳理
4.高压输电的几个基本关系: (1)功率关系:P1=P2,P3=P4,P2=P3+Δ P (2)电流、电压关系:
������3 ������4 ������ ������
高考物理一轮复习：10-2《变压器、远距离输电》ppt课件
基础自测 教材梳理 考点突破 题型透析 学科培优 素能提升 课时训练 规范解答 首页 上页 下页 比例，引出了随机事件出现的频数和频率的定义，并且利用计算机模拟掷硬币试验，给出试验结果的统计表和直观的折线图，使学生观察到随着试验次数的增加，随机事件发生的频率稳定在某个常数附近，从而给出概率的统计定义。概率的意义是本章的重点内容。教科书从几方面解释概率的意义，并通过掷硬币和掷骰子的试验，引入古典概型，通过转
答案 解析
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首页 上页 下页 尾页
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基础自测
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2．(理想变压器规律的应用)如图所示，一理直想接求出副线圈中的电 变压器原、副线圈的匝数比为1∶2；副线圈压电、电流分别为：220 路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V，额V定、0.1 A．故原线圈中 功率为22 W；原线圈电路中接有电压表和电的流电压、电流分别为 表．现闭合开关，灯泡正常发光内．容若用U和I1分10 V、0.2 A. 别表示此时电压表和电流表的读数，则( A )
基础自测
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3.(变压器的动态分析问题)(2014·高考广东 卷)(多选)如图所示的电路中，P为输滑入动电变压
A．通过正弦交变电流的原线圈产生的 磁通量不变
内容
B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时 候都相等
C．穿过副线圈磁通量的变化使得副线 圈产生感应电动势
D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副 线圈
理想变压器没有漏磁现 象，故原、副线圈产生 的磁通量任何时候都相 等，且随时间而改变， 使副线圈产生感应电动 势，而不是电流流到副 线圈，综上述选项BC 正确．
高基三础自物测理一轮复习
教材梳理
答案 解析
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基础自测 教材梳理
基础自测
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2．(理想变压器规律的应用)如图所示，一理直想接求出副线圈中的电 变压器原、副线圈的匝数比为1∶2；副线圈压电、电流分别为：220 路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V，额V定、0.1 A．故原线圈中 功率为22 W；原线圈电路中接有电压表和电的流电压、电流分别为 表．现闭合开关，灯泡正常发光内．容若用U和I1分10 V、0.2 A. 别表示此时电压表和电流表的读数，则( A )
基础自测
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3.(变压器的动态分析问题)(2014·高考广东 卷)(多选)如图所示的电路中，P为输滑入动电变压
A．通过正弦交变电流的原线圈产生的 磁通量不变
内容
B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时 候都相等
C．穿过副线圈磁通量的变化使得副线 圈产生感应电动势
D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副 线圈
理想变压器没有漏磁现 象，故原、副线圈产生 的磁通量任何时候都相 等，且随时间而改变， 使副线圈产生感应电动 势，而不是电流流到副 线圈，综上述选项BC 正确．
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高考物理一轮复习 10.2变压器、远距离输电课件
推出：I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn
注意：变压器只能改变交流电压，不能改变直流电压．
4．常见变压器
(1)自耦变压器——调压变压器．
第四页，共45页。
(2)互感器
第五页，共45页。
电压互感器：用来把 高电压变(d成iànyā) 低电．压
电流(diànliú)互感器：用大来把电流(diànli变ú)小成电流
第二十四页，共45页。
4．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(yònghù)，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(
)B
A．输电线上输送的电流大小为2.0×105 A
B．输电线上由电阻造成的损失电压为15 kV
C ． 若 改 用 5kV 电 压 输 电 ， 则 输 电 线 上 损 失 的 功 率 为 9×108 kW
第十一页，共45页。
A．输入电压u的表达式u＝20sin(50) V B．只断开(duàn kāi)S1后，L1、L2均正常发光 C．只断开(duàn kāi)S2后，原线圈的输入功率增大 D．若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8 W
【思路点拨】弄清变压器中各物理量的制约关系式解 题的关键，负载电阻的变化引起(yǐnqǐ)输入电流、功 率的变化．
【答案(dáàn)】1∶8 12∶1
【方法与知识感悟】由于(yóuyú)远距离输电时，输电电流 与升压器副线圈电流、降压器原线圈电流相等，因此，电 流往往是解决输电问题的突破口.
第十九页，共45页。
*1．理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，以下说法中正确 (zhèngquè)的BD是( )
A．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比为10∶1
高考物理一轮复习教学最新精品课件第29讲 变压器 远距离输电
2 2 2
U=U'1+4IR1=4I
������ 1 2 ������ 1 +12I,解得 =3,选项 ������ 2 ������ 2
B 正确.
考点互动探究
考点二 变压器电路的动态分析
考向一 匝数比不变,负载变化的情况
例 2 [2016· 天津卷] 如图 29-4 所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各 电表均为理想电表.下列说法正确的是 ( )
=
I1=1 A,选项 B 正确.由功率 P1=U1I1 可 知,P1=220 W,选项 A 错误.由电源电压 瞬时值表达式 u=220 2sin 100πt (V), 可知 ω=100π rad/s,由
2π T= 可 ������
知,T=0.02 s,选项 D 错误.
考点互动探究
变式题 [2016· 全国卷Ⅰ] 一含有理想变压 器的电路如图 29-3 所示,图中电阻 R1、R2 和 R3 的阻值分别为 3 Ω、1 Ω 和 4 Ω,A 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 ( A．2 ) B．3 图 29-3 C．4 D．5
2 Q=I Rt
.
(2)采用 高压
输电.
教材知识梳理
3．高压输电过程:如图29-1所示.
图29-1 (1)输电线电压损失:ΔU= U2-U3 = (2)输电线功率损失:ΔP= P2-P3 = I2R
2 ������2 R
; .
教材知识梳理
【思维辨析】 (1)变压器只对变化的电流起作用,对恒定电流不起作用. ( √ ) (2)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. ( × ) (3)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. ( × ) (4)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. ( × ) (5)增大输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失. ( √ ) (6)高压输电是通过减小输电电流来减少电路的热损耗. ( √ )
U=U'1+4IR1=4I
������ 1 2 ������ 1 +12I,解得 =3,选项 ������ 2 ������ 2
B 正确.
考点互动探究
考点二 变压器电路的动态分析
考向一 匝数比不变,负载变化的情况
例 2 [2016· 天津卷] 如图 29-4 所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各 电表均为理想电表.下列说法正确的是 ( )
=
I1=1 A,选项 B 正确.由功率 P1=U1I1 可 知,P1=220 W,选项 A 错误.由电源电压 瞬时值表达式 u=220 2sin 100πt (V), 可知 ω=100π rad/s,由
2π T= 可 ������
知,T=0.02 s,选项 D 错误.
考点互动探究
变式题 [2016· 全国卷Ⅰ] 一含有理想变压 器的电路如图 29-3 所示,图中电阻 R1、R2 和 R3 的阻值分别为 3 Ω、1 Ω 和 4 Ω,A 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 ( A．2 ) B．3 图 29-3 C．4 D．5
2 Q=I Rt
.
(2)采用 高压
输电.
教材知识梳理
3．高压输电过程:如图29-1所示.
图29-1 (1)输电线电压损失:ΔU= U2-U3 = (2)输电线功率损失:ΔP= P2-P3 = I2R
2 ������2 R
; .
教材知识梳理
【思维辨析】 (1)变压器只对变化的电流起作用,对恒定电流不起作用. ( √ ) (2)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. ( × ) (3)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. ( × ) (4)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. ( × ) (5)增大输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失. ( √ ) (6)高压输电是通过减小输电电流来减少电路的热损耗. ( √ )
物理高三总复习 课件11.2变压器 远距离输电 1
例1. 如图所示,一理想变压器原、副线圈的匝数比为1:2；副线圈 电路中接有灯泡, 灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W； 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( A )
A. U＝110 V，I＝0.2 A B. U＝110 V，I＝0.05 A C. U＝110 2V，I＝0.2 A D. U＝110 2V，I＝0.2 2A
C．4
Hale Waihona Puke D．5考点4、理想变压器的动态分析
【热点探究】
1.常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：
（1）匝数比不变的情况； （2）负载电阻不变的情况。
U2.1解题UU12关＝键nn12：（（（123U）））2根弄分I据清析2＝题“方R意谁U法负分2决载与清定直变谁I流2量”电和的路II不制12＝动变约nn态量关21 分；系析；I1方P法1＝相I1似U。1 P1
A．输电线上的电压增大
B．通过原线圈的电流增大
C．通过灯泡L1的电流减小 D．变压器的输入功率减小
【考点探究】
例13.如图所示，电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷 开关，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原、副线 圈中的电流。下列说法中正确的是( BC) A. 保持U1不变，S由b切换到a，
A. 电压表V1示数增大 B. 电压表V2、V3示数均增大 C. 该变压器起升压作用
D. 变阻器滑片是沿c→d的方向滑动
【考点探究】 例11.【2015.天津】如图所示，理想变压器的原线圈连接一只 理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在 副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动 变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触 头。在原线圈上加一电压为U的正弦 交流电，则( BC )
A. U＝110 V，I＝0.2 A B. U＝110 V，I＝0.05 A C. U＝110 2V，I＝0.2 A D. U＝110 2V，I＝0.2 2A
C．4
Hale Waihona Puke D．5考点4、理想变压器的动态分析
【热点探究】
1.常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：
（1）匝数比不变的情况； （2）负载电阻不变的情况。
U2.1解题UU12关＝键nn12：（（（123U）））2根弄分I据清析2＝题“方R意谁U法负分2决载与清定直变谁I流2量”电和的路II不制12＝动变约nn态量关21 分；系析；I1方P法1＝相I1似U。1 P1
A．输电线上的电压增大
B．通过原线圈的电流增大
C．通过灯泡L1的电流减小 D．变压器的输入功率减小
【考点探究】
例13.如图所示，电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷 开关，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原、副线 圈中的电流。下列说法中正确的是( BC) A. 保持U1不变，S由b切换到a，
A. 电压表V1示数增大 B. 电压表V2、V3示数均增大 C. 该变压器起升压作用
D. 变阻器滑片是沿c→d的方向滑动
【考点探究】 例11.【2015.天津】如图所示，理想变压器的原线圈连接一只 理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在 副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动 变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触 头。在原线圈上加一电压为U的正弦 交流电，则( BC )
高中物理精品课件：变压器及远距离输电专题复习
变压器与远距离输电
大致框架
理想变压器
1.构造和原理 (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。 (2)原理：电磁感应的互感现象。
变压器与远距离输电
大致框架
1.输电过程
远距离输电
2.电压损失 (1)ΔU＝U－U′ (2)ΔU＝IR 3.功率损失 (1)ΔP＝P－P′ (2)ΔP＝I2R＝(ΔU2)/R 4.输送电流 (1)I＝P/U。 (2)I＝(U-U')/R
远距离输电
远距离输电问题的“三二二” 1.理清三个回路 回路1：发电机回路。该回路中，通过线圈1的电流I1等于发电机中的电 流I机；线圈1两端的电压U1等于发电机的路端电压U机；线圈1输入的电 功率P1等于发电机输出的电功率P机。 回路2：输送电路。I2＝I3＝IR，U2＝U3＋ΔU，P ＝ΔP＋P3。 回路3：输出电路。I4＝I用，U4＝U用，P4＝P用。 2
变压器与远距离输电
大致框架
理想变压器以及原、副线圈基本量的关系
理想变压器基本规律 的应用变压器与远距离输电大致框架
常见的两种情况 常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种： 匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。
理想变压器的动态分析
含有变压器的动态电路问题的解题思路：
变压器与远距离输电
大致框架
大致框架
理想变压器
1.构造和原理 (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。 (2)原理：电磁感应的互感现象。
变压器与远距离输电
大致框架
1.输电过程
远距离输电
2.电压损失 (1)ΔU＝U－U′ (2)ΔU＝IR 3.功率损失 (1)ΔP＝P－P′ (2)ΔP＝I2R＝(ΔU2)/R 4.输送电流 (1)I＝P/U。 (2)I＝(U-U')/R
远距离输电
远距离输电问题的“三二二” 1.理清三个回路 回路1：发电机回路。该回路中，通过线圈1的电流I1等于发电机中的电 流I机；线圈1两端的电压U1等于发电机的路端电压U机；线圈1输入的电 功率P1等于发电机输出的电功率P机。 回路2：输送电路。I2＝I3＝IR，U2＝U3＋ΔU，P ＝ΔP＋P3。 回路3：输出电路。I4＝I用，U4＝U用，P4＝P用。 2
变压器与远距离输电
大致框架
理想变压器以及原、副线圈基本量的关系
理想变压器基本规律 的应用变压器与远距离输电大致框架
常见的两种情况 常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种： 匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。
理想变压器的动态分析
含有变压器的动态电路问题的解题思路：
变压器与远距离输电
大致框架