變壓器和電能的輸送

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1、第2講變壓器電能的輸送★考情直播1.考綱要求考綱內(nèi)容能力要求考向定位1．理想變壓器2．遠(yuǎn)距離輸電1．了解變壓器的構(gòu)造，理解變壓器的工作原理。2．理解理想變壓器原、副線圈中電壓與匝數(shù)的關(guān)系，能應(yīng)用它分析解決有關(guān)問題。3．知道遠(yuǎn)距離輸電過程，知道降低輸電損耗的兩個(gè)途徑。了解電網(wǎng)供電的優(yōu)點(diǎn)和意義。新課標(biāo)考綱對(duì)理想變壓器的的要求由舊考綱的Ⅱ級(jí)降為Ⅰ級(jí)，對(duì)遠(yuǎn)距離輸電的要求也為Ⅰ級(jí)．但變壓器與遠(yuǎn)距離輸電是高考的熱點(diǎn)傾向，因?yàn)樵搯栴}與人們的生活息息相關(guān)，而密切聯(lián)系生活是新課標(biāo)的重要理念，故要一如既往予以重視．2．考點(diǎn)整合考點(diǎn)1理想變壓器1．變壓器的工作原理：在原、副線圈上由于有交變

2、電流而發(fā)生的互相感應(yīng)現(xiàn)象，即是變壓器工作的基礎(chǔ).2．理想變壓器：磁通量全部集中在鐵芯內(nèi)，變壓器沒有能量損失，輸入功率輸出功率.3．原、副線圈對(duì)應(yīng)關(guān)系：電壓關(guān)系；電流關(guān)系或；電功率關(guān)系：[特別提醒]：根據(jù)變壓器的原理可知，變壓器對(duì)直流電不起作用。當(dāng)變壓器有多個(gè)副線圈時(shí)，原、副線圈的電流關(guān)系不再是與匝數(shù)成簡(jiǎn)單的正、反比關(guān)系。當(dāng)原線圈之前接有用電器時(shí)，用電器的電壓、電功率獨(dú)立于變壓器。VAR~u[例1]（2009北京西城區(qū)）如圖所示，理想變壓器的原線圈接在u＝220sin（100πt）（V）的交流電源上，副線圈接有R＝55Ω的負(fù)載電阻。原、副線圈匝數(shù)之比為2∶1。電流表、電

3、壓表均為理想電表。下列說法正確的是（）A．原線圈中電流表的讀數(shù)為1AB．原線圈中的輸入功率為C．副線圈中電壓表的讀數(shù)為110VD．副線圈中輸出交流電的周期為50s[解析]根據(jù)可知副線圈電壓為110V，則其有效值即電壓表示數(shù)為110V，C錯(cuò)。副線圈中電流，可知原線圈電流為1A，A選項(xiàng)正確。根據(jù)原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，B錯(cuò)。變壓器不改變交變電流的周期，故【答案】A[規(guī)律總結(jié)]變壓器的輸出功率決定輸入功率，且變壓器不會(huì)改變電流的周期和頻率?？键c(diǎn)2動(dòng)態(tài)變壓電路分析1．電壓及匝數(shù)比決定電壓．只有負(fù)載變化時(shí)輸出電壓．2．的功率、電流決定的功率、電流．故負(fù)載變化引起輸

4、入的變化．[特別提醒]：理解變壓器“決定與制約”關(guān)系，就要弄清其因果關(guān)系：對(duì)電壓而言，有輸入才有輸出，故輸入決定輸出；對(duì)電流、電功（率）而言，有輸出才有輸入，故輸出決定輸入．[例2]（2009華師附中）調(diào)壓變壓器就是一種自耦變壓器，它的構(gòu)造如圖所示．線圈AB繞在一個(gè)圓環(huán)形的鐵芯上，CD之間加上輸入電壓，轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)觸頭P就可以調(diào)節(jié)輸出電壓．圖中A為交流電流表，V為交流電壓表，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器，CD兩端接恒壓交流電源，變壓器可視為理想變壓器（）A.當(dāng)動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大，電壓表讀數(shù)變大B.當(dāng)動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀

5、數(shù)變大C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí),電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大D.當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí),電流表讀數(shù)變大，電壓表讀數(shù)變小[解析]當(dāng)動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于增加了副線圈的匝數(shù)，而原線圈匝數(shù)保持不變，根據(jù)可知，輸出電壓增大，其它因素不變時(shí)，電壓表讀數(shù)變大，電流表讀數(shù)變大。當(dāng)線圈匝數(shù)不變化而將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí),輸出電壓不變，總電阻減小，則總電流增大，R1兩端電壓增大，R2兩端電壓減小，流過R2的電流減小，因此，流過R3的電流增大，電流表示數(shù)變大?！敬鸢浮緼、D[規(guī)律總結(jié)]分析動(dòng)態(tài)變化問題，首先要弄清什么量沒有發(fā)生變化，什么量發(fā)生了變化。其次

6、要對(duì)各物理量間的制約關(guān)系非常清楚。這樣才能準(zhǔn)確判斷變化的物理量會(huì)引起另外有哪些物理量變化及其變化情況?？键c(diǎn)3遠(yuǎn)距離輸電1．遠(yuǎn)距離輸電的經(jīng)典模型如圖13-2-5所示．2．遠(yuǎn)距離輸電的三組關(guān)系及兩種損耗如下：電壓關(guān)系：，，電流關(guān)系：，，電功率關(guān)系：，，兩種損耗：功率損耗，輸送電壓損耗[特別提醒]：輸電線上的能量損耗是熱損耗，計(jì)算時(shí)只能用或，而不能亂用．[例3]（2009華師附中）某小型水電站，水以3m/s的速度流入水輪機(jī)，而以lm/s的速度流出。流出水位比流入水位低1.6m，水流量為2m3/s。如果水流能量的75％供給發(fā)電機(jī)。求：⑴若發(fā)電機(jī)效率為80％，則發(fā)電機(jī)的輸出功率

7、為多大?⑵發(fā)電機(jī)的輸出電壓為240V，輸電線路的電阻為19.2Ω，許可損耗功率為2％，用戶所需電壓為220V，則所用升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)的比各是多少?[解析]⑴每秒鐘流過發(fā)電機(jī)的水的質(zhì)量為每秒鐘水流機(jī)械能的損失為,發(fā)電機(jī)的輸出功率（2）發(fā)電機(jī)經(jīng)變壓器到用戶的供電線路如圖所示．圖中T1為升壓變壓器．T2為降壓變壓器。輸電線上損失功率為，而所以A，因?yàn)锳,所以升壓變壓器T1原、副線圈的匝數(shù)比為：又因?yàn)椤?07A所以降壓變壓器T2的原、副線圈的匝數(shù)比為【答案】⑴（2）升壓變壓器，降壓變壓器[規(guī)律總結(jié)]由于遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，輸電電流與升壓器副線