2014复习课教学案例

高中物理复习课课例

《交流电——变压器及远距离输电》

本章知识网络

考纲要求 内容 交变电流、交变电流的图象 正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值 理想变压器 远距离输电

学习目标（导入课题，引领目标）

1、 通过自主学习，合作探究，生生师生互动等多种学习方式熟练说出变压器的原理、远距离

输电中线路损耗原因

2、 通过典型例题的训练与反馈解决实际生活问题 学习过程（自主梳理，整体建构） 【学习环节一】变压器原理及应用 知识点梳理 1．主要构造

由闭合铁芯、原线圈和副线圈组成。 2．工作原理

3．理想变压器

理想变压器条件：

理想变压器的基本规律及关系式：

（1）电压关系：原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数比。

公式：

有若干个副线圈时：

（2）电流关系：只有一个副线圈时，原副线圈的电流跟它们的匝数成反比。

公式：

（3）功率关系：输入功率等于输出功率．

由

要求 I I I I 及

1

有若干副线圈时：

或。I1n1I2n2I3n3......Innn

理想变压器的原副线圈制约关系

4．几种常见的变压器

（1）自藕变压器—－调压变压器

（2）互感器

电压互感器：如图所示，原线圈并联在高压电路中，副线圈接电压表。互感器将高电压变为低电压，通过电压表测低电压，结合匝数比可计算出高压电路的电压。

电流互感器：如图所示，原线圈串联在待测高电流电路中，副线圈接电流表。互感器将大电流变成小电流，通过电流表测出小电流，结合匝数比可计算出大电流电路的电流。

（深化完善，典例导练）

2

1、一台理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440匝，连接一个100Ω的负载电阻，如图

（1） 当原线圈接在44 V直流电源上时，电压表示数为多少？电流表示数为多少？

（2）当原线圈接在220 V交变电源上时，电压表示数为多少？电流表示数为多少？此时输入功率为多大？变压器效率为多大？

（应用感悟，变式训练）

【课堂评价1-1】下列有关理想变压器的说法正确的是： A．原、副线圈中交变电流的频率一定相等 B．穿过原、副线圈的磁通量的变化率一定相等 C．副线圈的输出功率和原线圈的输入功率一定相等 D.原线圈的导线比副线圈导线细

E．变压器是一种能够改变交流电压的设备 F．凡是能改变交流电压的设备，都是变压器

G．原线圈中输入功率随着副线圈中的负载阻值增大而增大 H．负载空载时，原线圈中的电流为零

I.当副线圈空载时，原线圈上的电压为零

J．原线圈中的输入电流随着副线圈中的输出电流的增大而增大 【课堂评价1-2】一理想变压器原、副线圈的匝数比为

V，原线圈电路中接入一熔断电流

，电源电压

=1A的保险丝，副线圈中接入一可变

电阻R，如图所示，为了使保险丝不致熔断，调节R时，其阻值最低不能小于（ ） A．440Ω B. 440C．880Ω D．880

Ω Ω

=1 000匝，次级有两个线圈，匝数

【课堂评价1-3】如图所示电路，变压器初级线圈匝数分别为圈上接入

= 500匝，

=200匝，分别接一个R=55Ω的电阻，在初级线

=220 V交流电。求：

（1）两次级线圈输出电功率之比；

（2）初级线圈中的电流。

【学习环节二】远距离输电 知识点梳理

1．几个常用关系式

（1）如图所示，若发电站输出电功率为P，输出电压为U，用户得到的电功率为

，

用户的电压为，则输出电流为：

。

（2）输电导线损失的电压：

（3）输电导线损耗的电功率：

由以上公式可知，当输送的电能一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电导线上损

耗的功率就减少到原来的。

2．远距离输电过程的示意图

特别提醒：

（1）有关远距离输电的问题，应首先画出远距离输电的电路图，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置。 （2）以变压器为界将整个输电电路划分为几个的回路，每个回路都可以用欧姆定律、串并联电路的特点和电功、电功率的公式等进行计算，联系各回路的桥梁是原、副线圈电压、电流与匝数的关系及输入功率和输出功率的关系。

（3）理解远距离输电中功率及电压的损失 ，并能写出常用的关系式

2、远距离输电线路的示意图如图所示，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是

A．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关 B．输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决定 C．当用户用电器的总电阻减少时，输电线上损失的功率增大 D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压

【课堂评价2-1】

（09年广东物理）图为远距离高压输电的示意图。关于远距离输电，下列表述正确的是

A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失 B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗

C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小 D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好

【课堂评价2-2】发电机的端电压220 V，输出电功率为44 kW，输电导线的电阻为0. 2Ω，如果用初、次级匝数之比为1:10的升压变压器升压，经输电线路后，再用初、次级匝数比为10:1的降压变压器降压供给用户． （1）画出全过程的线路图。 （2）求用户得到的电压和功率。

（3）若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的功率和电压。

【学习环节三】典型题型——理想变压器的动态分析问题 规律总结：理想变压器的动态分析问题，大致有两种情况： 第一类：负载电阻不变，原副线圈的电压

，电流

，输入和输出功率

随匝数 比变化而变化的情况。

第二类：匝数比不变，上述各量随负载电阻变化而变化的情况。 不论哪种情况都要注意：

（1）根据题意弄清变量与不变量。

（2）要弄清“谁决定于谁”的制约关系，即理想变压器各物理量变化的决定因素。 动态分析问题的思路程序可表示为：

3、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。P是滑动变阻器R的滑动触头，

为加在原线圈两端的交变电压，

、

分别为原线圈和副线圈中的电流。下

列说法正确的是（ ） A．保持P的位置及 B．保持P的位置及 C．保持P的位置及 D．保持

不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小 不变，S由a切换到b，则不变，S由b切换到a，则

减小 增大 减小

n2不变，S接在b端，将P向上滑动，则U

电源U1n1U2R2I2I2U2P出P入I1

（归纳链接，拓展提升）

总结升华：本题主要考查了变压器的有关知识。做题的关键是要注意输入电压不变，而输入功率随输出功率的变化而变化。

【课堂评价3-1】 一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图所示。在副线圈输出端连接了定值电阻在原线圈上加一电压恒为U的交流电，则 ( )

A、保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大； B、保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小； C、保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大； D、保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小。

（综合检测，达标演练） 【能力提升】

1、如图示,利用一理想变压器给用电器供电, 在其它条件不变时,若增加副线圈匝数,则: ( ) A. 灯亮度减小; B. 电流表示数增大; C. 电压表示数增加; D. 变压器输入功率不变.

和滑动变阻器R，