2019届一轮复习人教版 变压器 课件(共31张)
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2019版高考物理大一轮复习第11单元交变电流传感器第29讲变压器远距离输电课件
第29讲 PART 29
变压器 远距离
输电
教材知识梳理│考点互动探究│教师备用习题
教材知识梳理
一、变压器
1．变压器的构造:变压器由原线圈、副线圈和闭合 铁芯组成.
2．理想变压器:不考虑铜损(线圈电阻产生的热量)、铁损(涡流产生的热量)和漏
磁的变压器,即理想变压器原、副线圈的电阻均为
零,变压器的输入功率和
2
,则
U=U'1+4IR1=4I
������ 1 ������ 2
2
+12I,解得������������
1 2
=3,选项
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 ( ) A．当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时,R1 消耗的功率变大
������2
=
������1可得原线圈两端的电
������ 2
压������1 = 5������
������ 1 ������ 2
2
,则 U=U1+IR1=5I
������ 1 ������ 2
2
+3I;开关闭
合时,原、副线圈的电流比���4���'2������
=
������ ������
2 1
B．3
图 29-3
C．4
D．5
[答案] B
[解析]
开关断开时,原、副线圈的电流比���������2���
=
������ ������
变压器 远距离
输电
教材知识梳理│考点互动探究│教师备用习题
教材知识梳理
一、变压器
1．变压器的构造:变压器由原线圈、副线圈和闭合 铁芯组成.
2．理想变压器:不考虑铜损(线圈电阻产生的热量)、铁损(涡流产生的热量)和漏
磁的变压器,即理想变压器原、副线圈的电阻均为
零,变压器的输入功率和
2
,则
U=U'1+4IR1=4I
������ 1 ������ 2
2
+12I,解得������������
1 2
=3,选项
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 ( ) A．当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时,R1 消耗的功率变大
������2
=
������1可得原线圈两端的电
������ 2
压������1 = 5������
������ 1 ������ 2
2
,则 U=U1+IR1=5I
������ 1 ������ 2
2
+3I;开关闭
合时,原、副线圈的电流比���4���'2������
=
������ ������
2 1
B．3
图 29-3
C．4
D．5
[答案] B
[解析]
开关断开时,原、副线圈的电流比���������2���
=
������ ������
2019届高考物理大一轮复习第11章第2讲变压器远距离输电课件
考点二 理想变压器的动态分析
解析：闭合开关 S，不影响变压器副线圈两端电压，副线圈所接负载的电阻变小， 根据欧姆定律，电流表的读数变大，输电线上的电压变大，导致电压表的读数变 小，选项 A 正确；根据 P＝UI，副线圈输出功率变大，理想变压器的输入功率 等于输出功率，故原线圈输入功率增大，选项 B 错误；开关 S1 从接 a 变到接 b， 理想变压器的原线圈的匝数变小，副线圈两端电压变大，电流表的读数变大，选 项 C 错误；根据 P＝UI，副线圈输出功率变大，理想变压器的输入功率等于输 出功率，故原线圈输入功率增大，选项 D 正确。
解析：开关 S 闭合，原负载电路增加 一并联电路，总电阻减小，所以副线 圈电流增大，根据变流规律II12＝nn21，可 知原线圈电流 I1 增大，L1 变亮，所以 A 正确；灯泡 L1 的电压 UL1＝I1R 增大， 由于输入的正弦式交流电压稳定，根 据 U＝UL1＋U1，可知原线圈的电压 U1 减小，则副线圈电压 U2 随着减小， L2 变暗，所以 B、C、D 错误。 答案：A
解析：由图可知变压器的原线圈匝 数 n1 大于副线圈匝数 n2，因Un11＝ Un22，则 U2＜U1；在将滑动触头从 M 点顺时针转到 N 点的过程中，n2 减小，U2 降低，选项 C 正确，选 项 A、B、D 错误。 答案：C
考点一 理想变压器原理和基本关系的应用
3.(2017·北京理综·16)如图所示，理想变压器的原线圈接在 u＝220 2sin 100 πt (V) 的交流电源上，副线圈接有 R＝55 Ω 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为 2∶1， 电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是( ) A．原线圈的输入功率为 220 2 W B．电流表的读数为 1 A C．电压表的读数为 110 2 V D．副线圈输出交流电的周期为 50 s
2019版高考物理一轮复习专题十交变电流第2讲变压器电能的输送课件
构造图
图 10-2-1
2.变压器的原理：电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，
大小 、________ 方向 在不断变化，铁芯中的磁场也 由于电流的________ 感应电动势 在不断变化.变化的磁场在副线圈中产生__________ ，所以尽管
互感现象 两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电流._____.变压器的构造：如图 10-2-1 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. 初级 线圈. (1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫________ 次级 线圈. (2)副线圈：与________ 负载 连接的线圈，也叫________
(续表)
电压
制约 关系 功率 电流
原线圈电压U1和匝数比决定副线圈电压U2 副线圈的输出功率 P 出 决定原线圈的输入功 率P入
副线圈电流I2和匝数比决定原线圈电流I1
考向 1 基本关系的应用 【典题 1】(2017 年北京卷)如图 10-2-6 所示，理想变压器
的原线圈接在 u＝220
2sin 100πt(V)的交流电源上，副线圈接
是变压器工作的基础. 3.理想变压器中的参数关系
理想变压器：不考虑铜损(线圈电阻产生的焦耳热)、铁损(涡 等于 输出 流产生的焦耳热)和磁漏的变压器，它的输入功率________ 功率.
4.基本关系式
(1)功率关系：对于理想变压器不考虑能量损失，总有 P入 P出 ＝______. (2)电压关系
n1 U1 ①在同一铁芯上只有一组副线圈时： ＝________. n2 U2
图 10-2-4
A.副线圈输出电压的有效值为 22 V B.滑片 P 向左移动时，变压器的输出功率增加 C.滑片 P 向右移动时，为保证灯泡亮度不变，需将滑片 M 向上移 D.滑片 M 向上移动时，为保证灯泡亮度不变，需将滑片 P 向左移 答案：AD
变压器(课件)-高中物理课件(人教版2019选择性必修第二册)
I1
U1
n1 n2
I2
U2 R
例2：一理想变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2＝11∶5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电 压u如图所示。副线圈仅接入一个R=10 Ω的电阻，则
(1)变压器的输出电压表达式 u2 = 100 2cos1000πt V
(2)交流电压表的示数 U = Um = 100 V
(1)保持Q位置不动，说明了哪些物理不发生变
审 化？
题
设 疑
(2)保持P位置不动，表明哪些物理量不会变化？
【变式训练】 如图所示，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( B )
A．当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，R1 消耗的功率变大 B．当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，电压表 示数变大 C．当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，电流表 示数变大 D．若闭合开关 S，则电流表 示数变大， 示数变大,
二.变压器的工作原理
1. 原副线圈不相通，给原线圈接交变电压U1后，副线圈电压U2 是如何产生的？ 2. 若给原线圈接直流电，副线圈还能否产生电压？ 3. 一定要有铁芯，副线圈才能产生电动势？铁芯起着怎样的作用？
U1
n1 n2
U2 R
I
B原 变化
B感 变化
工作原理：互感现象（电磁感应）
铁芯作用：磁感线经过铁芯构成磁回路,使整个磁路的磁场强度达到最大。（由于磁化，绝 大部分磁感线集中在铁芯内部，大大提高了变压器的效率）
解析 交流电表的示数为有效值，故 A、B 两项均错误；P 向下滑 动过程中，R 变小，由于审交题流导电析源、原副线圈匝数不变，U1、U2 均不12..交可变流用，电变所压压以（器I2流的＝）知R0U表识＋2只结R变能合大表欧，示姆由交定II变律21＝电来nn流判21，的断得有电I效压1＝值（nn21流.I2）变表大，故 C 项正的确变、化D. 项错误． 答案 C
变压器 课件 (人教版)
压与匝数成正比，可得n1∶n2＝U1∶U2＝11∶3，选项D正
确．理想变压器的输入功率等于输出功率，P入＝P出＝
60×2.2 W＝132 W，选项A错误．根据理想变压器的电流与匝
数成反比，即I1∶I2＝n2∶n1，可得通过原线圈的电流的有效 值为I1＝ I2＝0.6 A，选项B正确．通过变压器的是正弦交 流电，所以副线圈的电流的最大值为Im＝ I2＝2.2 A，
源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为 2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有 效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为( B )
A．380 V和5.3 A B．380 V和9.1 A C．240 V和5.3 A D．240 V和9.1 A 【审题指导】(1)当变压器输出电压调至最大时，副线圈匝数
化的磁通量，在原、副线圈中都要产生感应电动势．如果 副线圈是闭合的，则副线圈中将产生交变的感应电流，它 也在铁芯中产生交变磁通量，在原、副线圈中同样要引起 感应电动势．由于这种互相感应的互感现象，原、副线圈 间虽然不相连，电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线 圈．其能量转换方式为：
原线圈电能→磁场能→副线圈电能．
知识点二 理想变压器的规律
1．理想变压器的特点． (1)变压器铁芯内无漏磁． (2)原、副线圈不计内阻，即不产生焦耳热． 注意：①因为理想变压器不计一切电磁能量损失，因此， 理想变压器的输入功率等于输出功率． ②实际变压器(特别是大型变压器)一般都可以看成是理想 变压器． 2．电动势关系．
知识点三 几种常用的变压器 1．自耦变压器． 特点：只有1个线圈，3个抽头，可升压，也可降压． 2．调压变压器． 特点：属于自耦变压器，但电压可连续调节． 3．互感器． 分类：电压互感器(如图左)和电流互感器(如图右)．
确．理想变压器的输入功率等于输出功率，P入＝P出＝
60×2.2 W＝132 W，选项A错误．根据理想变压器的电流与匝
数成反比，即I1∶I2＝n2∶n1，可得通过原线圈的电流的有效 值为I1＝ I2＝0.6 A，选项B正确．通过变压器的是正弦交 流电，所以副线圈的电流的最大值为Im＝ I2＝2.2 A，
源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为 2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有 效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为( B )
A．380 V和5.3 A B．380 V和9.1 A C．240 V和5.3 A D．240 V和9.1 A 【审题指导】(1)当变压器输出电压调至最大时，副线圈匝数
化的磁通量，在原、副线圈中都要产生感应电动势．如果 副线圈是闭合的，则副线圈中将产生交变的感应电流，它 也在铁芯中产生交变磁通量，在原、副线圈中同样要引起 感应电动势．由于这种互相感应的互感现象，原、副线圈 间虽然不相连，电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线 圈．其能量转换方式为：
原线圈电能→磁场能→副线圈电能．
知识点二 理想变压器的规律
1．理想变压器的特点． (1)变压器铁芯内无漏磁． (2)原、副线圈不计内阻，即不产生焦耳热． 注意：①因为理想变压器不计一切电磁能量损失，因此， 理想变压器的输入功率等于输出功率． ②实际变压器(特别是大型变压器)一般都可以看成是理想 变压器． 2．电动势关系．
知识点三 几种常用的变压器 1．自耦变压器． 特点：只有1个线圈，3个抽头，可升压，也可降压． 2．调压变压器． 特点：属于自耦变压器，但电压可连续调节． 3．互感器． 分类：电压互感器(如图左)和电流互感器(如图右)．
变压器 课件(人教版)
＝0.1 A，根据 I1∶I2＝n2∶n1 得 I1＝0.2 A.所以正确答案是 A.
答案 A
例3 如图5所示，理想变压器三个线圈的匝数之比为 n1∶n2∶n3＝10∶5∶1，其中n1接到220 V的交流电源上， n2和n3分别与电阻R2、R3组成闭合回路. 已知通过电阻R3的电流I3＝2 A，电阻 R2＝110 Ω，求通过电阻R2的电流I2和 通过原线圈的电流I1.
一、变压器的原理 1.变压器的结构：如图1所示，为变压器的示意图和在电路 图中的符号.
图1
(1)变压器的构造：闭合铁芯、原线圈(匝数用n1表示)、副 线圈(匝数用n2表示).输入电压是U1，输出电压是U2，两个 线圈都绕在 闭合铁芯上. (2)原线圈：与交流电源相连接的线圈，又叫做 初级线圈 . (3)副线圈：与负载相连的另一个线圈，又叫做 次级线圈 .
外壳和副线圈应接地.
(3)作用：将高电压变为低电压，
通过测量低电压，计算出高压电
图7
路的电压.
3.电流互感器 (1)构造：小型升压变压器，如图乙所示. (2)接法：原线圈串联在被测电路中，副线圈接电流表.为了 安全，外壳和副线圈应接地. (3)作用：将大电流变成小电流，通过测量小电流，计算出 被测电路中的大电流.
图5
解析 由变压器原、副线圈电压比等于其匝数比可得，加在
R2 上的电压
U2＝nn21 U1＝150×220 V＝110 V 通过电阻 R2 的电流 I2＝UR22＝111100 A＝1 A 加在 R3 上的电压 U3＝nn31 U1＝110×220 V＝22 V
根据输出功率等于输入功率得：U1I1＝U2I2＋U3I3 代入数据解得通过原线圈的电流为：I1＝0.7 A. 答案 1 A 0.7 A
答案 A
例3 如图5所示，理想变压器三个线圈的匝数之比为 n1∶n2∶n3＝10∶5∶1，其中n1接到220 V的交流电源上， n2和n3分别与电阻R2、R3组成闭合回路. 已知通过电阻R3的电流I3＝2 A，电阻 R2＝110 Ω，求通过电阻R2的电流I2和 通过原线圈的电流I1.
一、变压器的原理 1.变压器的结构：如图1所示，为变压器的示意图和在电路 图中的符号.
图1
(1)变压器的构造：闭合铁芯、原线圈(匝数用n1表示)、副 线圈(匝数用n2表示).输入电压是U1，输出电压是U2，两个 线圈都绕在 闭合铁芯上. (2)原线圈：与交流电源相连接的线圈，又叫做 初级线圈 . (3)副线圈：与负载相连的另一个线圈，又叫做 次级线圈 .
外壳和副线圈应接地.
(3)作用：将高电压变为低电压，
通过测量低电压，计算出高压电
图7
路的电压.
3.电流互感器 (1)构造：小型升压变压器，如图乙所示. (2)接法：原线圈串联在被测电路中，副线圈接电流表.为了 安全，外壳和副线圈应接地. (3)作用：将大电流变成小电流，通过测量小电流，计算出 被测电路中的大电流.
图5
解析 由变压器原、副线圈电压比等于其匝数比可得，加在
R2 上的电压
U2＝nn21 U1＝150×220 V＝110 V 通过电阻 R2 的电流 I2＝UR22＝111100 A＝1 A 加在 R3 上的电压 U3＝nn31 U1＝110×220 V＝22 V
根据输出功率等于输入功率得：U1I1＝U2I2＋U3I3 代入数据解得通过原线圈的电流为：I1＝0.7 A. 答案 1 A 0.7 A
变压器 课件(人教版)
• 特别提醒：
• (1)变压器的电动势关系、电压关系和电流关系是有效值 (或最大值)间的关系，对于某时刻的瞬时值其关系不成立。
• (2)变压器高压圈匝数多而导线细，低压圈匝数少而导线粗， 这是区别高、低压线圈的方法。
• 二、变压器工作时的制约关系及动态分析
• 1．电压制约
• 当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定时，输出电压U2 由输入电压决定，即U2＝n2U1/n1
关S从闭合到突然断开，可为火花塞提供瞬时高电压，产
生电火花。蓄电池提供的是直流电，为什么变压器的副线
圈也能得到高电压呢？
• 答案：当开关S闭合后，变压器的原线圈中是恒定电流， 铁芯中的磁通量不变，副线圈中没有感应电动势，火花塞 上电压为零。当开关从闭合到突然断开，铁芯中磁通量突 然变小，在副线圈中会产生一个瞬时高电压(脉冲高电压 可达104V左右)，使火花塞产生电火花。
• 3．电流互感器
• (1)构造：小型升压变压器，如图所示。
• (2)接法：原线圈串联在被测电路中，副线圈接电流表，为 了安全，外壳和副线圈应接地。
• (3)作用：将大电流变成小电流，通过测量小电流，计算出 被测电路中的大电流。
理想变压器规律的应用
图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载 电路中 R＝55Ω， 、 为理想电流表和电压表，若原线圈接 入如图乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为 110V，下列表 述正确的是( )
压器。 • (2)升压变压器：副线圈的电压比Βιβλιοθήκη 线圈的电压__高__的变压器。
• 2．工作原理
• 原线圈上加交变电压时铁芯中产生交变磁场，即在副线圈 中产生交变磁通量，从而在副线圈中产生交变电动势；当 副线圈接负载时，副线圈相当于交流电源向外界负载供电。 从能量转化角度看，变压器是把电能转化为磁场能，再将 磁场能转化为电能的装置，一般地说，经过转化后电压、 电流均发生了变化。