《福建省長(zhǎng)泰一中高三物理 第十章 第2講 變壓器 遠(yuǎn)距離輸電復(fù)習(xí)課件 新人教版選修32》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《福建省長(zhǎng)泰一中高三物理 第十章 第2講 變壓器 遠(yuǎn)距離輸電復(fù)習(xí)課件 新人教版選修32（52頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第2講 變壓器 遠(yuǎn)距離輸電考點(diǎn)考點(diǎn) 1 1 理想變壓器理想變壓器1.1.構(gòu)造：如圖所示構(gòu)造：如圖所示理想變壓器由理想變壓器由_、_和閉合鐵芯組成和閉合鐵芯組成2.2.原理：電流磁效應(yīng)、電磁感應(yīng)原理：電流磁效應(yīng)、電磁感應(yīng)(_(_現(xiàn)象現(xiàn)象) )3.3.基本關(guān)系基本關(guān)系(1)(1)電壓關(guān)系：電壓關(guān)系： =_.=_.(2)(2)功率關(guān)系：功率關(guān)系：P P入入 =_.=_.(3)(3)電流關(guān)系：電流關(guān)系：只有一個(gè)副線(xiàn)圈時(shí)只有一個(gè)副線(xiàn)圈時(shí): =_.: =_.有多個(gè)副線(xiàn)圈時(shí)：有多個(gè)副線(xiàn)圈時(shí)：U U1 1I I1 1=_.=_.原線(xiàn)圈原線(xiàn)圈副線(xiàn)圈副線(xiàn)圈互感互感12nnP P出出21nnU U2 2I I2 2
2、+U+U3 3I I3 3+U+Un nI In n12UU12II4.4.幾種常用的變壓器幾種常用的變壓器(1)(1)自耦變壓器自耦變壓器也叫也叫_變壓器變壓器. .(2)(2)互感器互感器. .電壓互感器，用來(lái)把高電壓變成電壓互感器，用來(lái)把高電壓變成_._.電流互感器，用來(lái)把大電流變成電流互感器，用來(lái)把大電流變成_._. 調(diào)壓調(diào)壓低電壓低電壓小電流小電流1.1.關(guān)于理想變壓器的四點(diǎn)說(shuō)明關(guān)于理想變壓器的四點(diǎn)說(shuō)明(1)(1)變壓器不能改變直流電壓變壓器不能改變直流電壓. .(2)(2)變壓器只能改變交變電流的電壓和電流，不能改變交變電流變壓器只能改變交變電流的電壓和電流，不能改變交變電流的頻率
3、的頻率. .(3)(3)理想變壓器本身不消耗能量理想變壓器本身不消耗能量. .(4)(4)理想變壓器基本關(guān)系中的理想變壓器基本關(guān)系中的U U1 1、U U2 2、I I1 1、I I2 2均為有效值均為有效值. .2.2.理想變壓器的三個(gè)制約關(guān)系理想變壓器的三個(gè)制約關(guān)系(1)(1)輸入電壓輸入電壓U U1 1決定輸出電壓決定輸出電壓U U2 2. .(2)(2)輸出電流輸出電流I I2 2決定輸入電流決定輸入電流I I1 1. .(3)(3)輸出功率輸出功率P P2 2決定輸入功率決定輸入功率P P1 1. .(2013(2013三亞模擬三亞模擬) )如圖所示，理想變壓器初級(jí)線(xiàn)圈的匝數(shù)為如圖所
4、示，理想變壓器初級(jí)線(xiàn)圈的匝數(shù)為n n1 1，次級(jí)線(xiàn)圈的匝數(shù)為次級(jí)線(xiàn)圈的匝數(shù)為n n2 2，初級(jí)線(xiàn)圈的兩端，初級(jí)線(xiàn)圈的兩端a a、b b接正弦交流電源，接正弦交流電源，電壓表電壓表V V的示數(shù)為的示數(shù)為220 V220 V，負(fù)載電阻，負(fù)載電阻R R44 44 ，電流表，電流表A A1 1的示數(shù)的示數(shù)為為0.20 A.0.20 A.下列判斷中正確的是下列判斷中正確的是( )( )A A初級(jí)線(xiàn)圈和次級(jí)線(xiàn)圈的匝數(shù)比為初級(jí)線(xiàn)圈和次級(jí)線(xiàn)圈的匝數(shù)比為2121B B初級(jí)線(xiàn)圈和次級(jí)線(xiàn)圈的匝數(shù)比為初級(jí)線(xiàn)圈和次級(jí)線(xiàn)圈的匝數(shù)比為5151C C電流表電流表A A2 2的示數(shù)為的示數(shù)為0.1 A0.1 AD D電流表電流
5、表A A2 2的示數(shù)為的示數(shù)為0.4 A0.4 A【解析】【解析】選選B.B.由題意可求得初級(jí)線(xiàn)圈的功率，利用理想變壓由題意可求得初級(jí)線(xiàn)圈的功率，利用理想變壓器初、次級(jí)線(xiàn)圈中的功率相等可求得次級(jí)線(xiàn)圈中的電流，再器初、次級(jí)線(xiàn)圈中的功率相等可求得次級(jí)線(xiàn)圈中的電流，再利用初、次級(jí)線(xiàn)圈中的電流之比可求得兩線(xiàn)圈的匝數(shù)比利用初、次級(jí)線(xiàn)圈中的電流之比可求得兩線(xiàn)圈的匝數(shù)比. .由電由電壓表壓表V V的示數(shù)和電流表的示數(shù)和電流表A A1 1的示數(shù)可得初級(jí)線(xiàn)圈中的功率的示數(shù)可得初級(jí)線(xiàn)圈中的功率P P1 1U U1 1I I1 1，P P1 1P P2 2I I2 22 2R R，所以電流表，所以電流表A A2 2
6、的示數(shù)為的示數(shù)為 1.0 A1.0 A，C C、D D錯(cuò)誤；初級(jí)線(xiàn)圈和次級(jí)線(xiàn)圈的匝錯(cuò)誤；初級(jí)線(xiàn)圈和次級(jí)線(xiàn)圈的匝數(shù)比數(shù)比 A A錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，B B正確正確. .1 12U IIR220 0.2 A441221nI5nI1 ，考點(diǎn)考點(diǎn) 2 2 遠(yuǎn)距離輸電遠(yuǎn)距離輸電1.1.輸電過(guò)程輸電過(guò)程( (如圖所示如圖所示) )2.2.電壓損失電壓損失(1)U=U-U.(1)U=U-U.(2)U=_.(2)U=_.3.3.功率損失功率損失(1)P=P-P.(1)P=P-P.(2)P=_=_.(2)P=_=_.4.4.輸送電流輸送電流(1)I= . (2)I= .(1)I= . (2)I= .IRIRI I2 2
7、R R2P() RUPUU-UR1.1.降低輸電損耗的兩個(gè)途徑降低輸電損耗的兩個(gè)途徑(1)(1)減小輸電線(xiàn)的電阻，由電阻定律減小輸電線(xiàn)的電阻，由電阻定律R= R= 可知，在輸電距離可知，在輸電距離一定的情況下，為減小電阻，應(yīng)采用電阻率小的材料，也可以一定的情況下，為減小電阻，應(yīng)采用電阻率小的材料，也可以增加導(dǎo)線(xiàn)的橫截面積增加導(dǎo)線(xiàn)的橫截面積. .(2)(2)減小輸電導(dǎo)線(xiàn)中的輸電電流，由減小輸電導(dǎo)線(xiàn)中的輸電電流，由P=UIP=UI可知，當(dāng)輸送功率一可知，當(dāng)輸送功率一定時(shí)，提高輸電電壓，可以減小輸電電流定時(shí)，提高輸電電壓，可以減小輸電電流. .Sl2.2.遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的四個(gè)關(guān)鍵遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的四個(gè)
8、關(guān)鍵(1)(1)畫(huà)出一個(gè)模型畫(huà)出一個(gè)模型遠(yuǎn)距離輸電模型圖遠(yuǎn)距離輸電模型圖. .(2)(2)抓住輸電的兩端抓住輸電的兩端電源和用電器電源和用電器. .(3)(3)分析兩條導(dǎo)線(xiàn)分析兩條導(dǎo)線(xiàn)輸電導(dǎo)線(xiàn)輸電導(dǎo)線(xiàn). .(4)(4)研究?jī)纱坞妷鹤儞Q研究?jī)纱坞妷鹤儞Q升壓和降壓升壓和降壓. .(2012(2012寧德模擬寧德模擬) )在如圖所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中，升壓在如圖所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠(chǎng)的輸出電壓和輸變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠(chǎng)的輸出電壓和輸電線(xiàn)的電阻均不變，隨著發(fā)電廠(chǎng)輸出功率的增大，下列說(shuō)法中電線(xiàn)的電阻均不變，隨著發(fā)電廠(chǎng)輸出功率的增大，下列
9、說(shuō)法中正確的有正確的有( )( )A.A.升壓變壓器的輸出電壓增大升壓變壓器的輸出電壓增大B.B.降壓變壓器的輸出電壓增大降壓變壓器的輸出電壓增大C.C.輸電線(xiàn)上損耗的功率增大輸電線(xiàn)上損耗的功率增大D.D.輸電線(xiàn)上損耗的功率占總功率的比例減小輸電線(xiàn)上損耗的功率占總功率的比例減小【解析】【解析】選選C.C.由題意可知升壓變壓器的輸入電壓不變，則輸出由題意可知升壓變壓器的輸入電壓不變，則輸出電壓不變，電壓不變，A A錯(cuò)誤；在電能輸出過(guò)程中有：錯(cuò)誤；在電能輸出過(guò)程中有：I I2 2= U= U線(xiàn)線(xiàn)=I=I2 2R R線(xiàn)線(xiàn), ,U U3 3=U=U2 2-U-U線(xiàn)線(xiàn)，因，因P P變大，變大，I I2
10、2變大，所以變大，所以U U線(xiàn)線(xiàn)變大，所以降壓變壓變大，所以降壓變壓器初級(jí)電壓器初級(jí)電壓U U3 3變小，則降壓變壓器的輸出電壓變小，變小，則降壓變壓器的輸出電壓變小，B B錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；根據(jù)根據(jù)P P線(xiàn)線(xiàn)=( )=( )2 2R R線(xiàn)線(xiàn)，因，因P P變大，所以變大，所以P P線(xiàn)線(xiàn)變大，變大，C C正確；根據(jù)正確；根據(jù) , ,因因P P變大，所以比值變大，變大，所以比值變大，D D錯(cuò)誤錯(cuò)誤. .2PU，2PU2222P() RPPRU=PPU線(xiàn)線(xiàn)線(xiàn)熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向 1 1 理想變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用理想變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用【例證【例證1 1】(2011(2011江蘇高考江蘇高考)(15)(15分分
11、) )圖甲為一理想變壓器，圖甲為一理想變壓器，abab為原線(xiàn)圈，為原線(xiàn)圈，cece為副線(xiàn)圈，為副線(xiàn)圈，d d為副線(xiàn)圈引出的一個(gè)接頭，原線(xiàn)圈為副線(xiàn)圈引出的一個(gè)接頭，原線(xiàn)圈輸入正弦式交變電壓的輸入正弦式交變電壓的u -tu -t圖象如圖乙所示圖象如圖乙所示. .若只在若只在cece間接一間接一只只R Rcece400 400 的電阻，或只在的電阻，或只在dede間接一只間接一只R Rdede225 225 的電阻，的電阻，兩種情況下電阻消耗的功率均為兩種情況下電阻消耗的功率均為80 W.80 W.(1)(1)請(qǐng)寫(xiě)出原線(xiàn)圈輸入電壓瞬時(shí)值請(qǐng)寫(xiě)出原線(xiàn)圈輸入電壓瞬時(shí)值u uabab的表達(dá)式；的表達(dá)式；(2
12、)(2)求只在求只在cece間接間接400 400 電阻時(shí)，原線(xiàn)圈中的電流電阻時(shí)，原線(xiàn)圈中的電流I I1 1；(3)(3)求求cece和和dede間線(xiàn)圈的匝數(shù)比間線(xiàn)圈的匝數(shù)比 . .cedenn【解題指南】【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn)：解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn)：(1)(1)根據(jù)圖象得出瞬時(shí)值表達(dá)式、電壓最大值和有效值根據(jù)圖象得出瞬時(shí)值表達(dá)式、電壓最大值和有效值. .(2)(2)利用理想變壓器的利用理想變壓器的P P、U U、I I的關(guān)系計(jì)算原線(xiàn)圈中的電流的關(guān)系計(jì)算原線(xiàn)圈中的電流. .(3)(3)根據(jù)電壓關(guān)系求線(xiàn)圈的匝數(shù)比根據(jù)電壓關(guān)系求線(xiàn)圈的匝數(shù)比. .【規(guī)范解答】【規(guī)范解答】(1)(1
13、)由原線(xiàn)圈中交變電流的由原線(xiàn)圈中交變電流的u-tu-t圖象可知圖象可知=200 rad/s200 rad/s，電壓瞬時(shí)值電壓瞬時(shí)值u uabab=400sin200t(V) (3=400sin200t(V) (3分分) )(2)(2)電壓有效值電壓有效值U U1 1= (2= (2分分) )理想變壓器理想變壓器P P1 1=P=P2 2 (2(2分分) )原線(xiàn)圈中的電流原線(xiàn)圈中的電流I I1 1= =0.28 A (2= =0.28 A (2分分) )(3)(3)設(shè)設(shè)abab間匝數(shù)為間匝數(shù)為n n1 1，根據(jù)變壓器規(guī)律有，根據(jù)變壓器規(guī)律有 (4(4分分) )mU=2002(V)211PUced
14、e111ce1deUUUU=nnnn，由題意有：由題意有：聯(lián)立可得：聯(lián)立可得： (2(2分分) )答案：答案：(1)u(1)uabab=400sin200t (V)=400sin200t (V) (2)0.28 A (3) (2)0.28 A (3)22cedecedeUU=RR，ceden4n343【總結(jié)提升】【總結(jié)提升】理想變壓器問(wèn)題的規(guī)范求解理想變壓器問(wèn)題的規(guī)范求解1.1.一般解題思路一般解題思路(1)(1)分析題干條件找出不變量和變量分析題干條件找出不變量和變量. .(2)(2)利用原、副線(xiàn)圈之間的功率關(guān)系確定原、副線(xiàn)圈中的電流利用原、副線(xiàn)圈之間的功率關(guān)系確定原、副線(xiàn)圈中的電流. .(
15、3)(3)根據(jù)電磁感應(yīng)原理，分析電壓、電流與原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比根據(jù)電磁感應(yīng)原理，分析電壓、電流與原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比之間的關(guān)系之間的關(guān)系. .2.2.應(yīng)注意的問(wèn)題應(yīng)注意的問(wèn)題(1)(1)對(duì)于電源，原線(xiàn)圈相當(dāng)于用電器；對(duì)于用電器，副線(xiàn)圈相對(duì)于電源，原線(xiàn)圈相當(dāng)于用電器；對(duì)于用電器，副線(xiàn)圈相當(dāng)于電源當(dāng)于電源. .(2)(2)解決變壓器問(wèn)題的三種切入法：解決變壓器問(wèn)題的三種切入法：電壓切入法：變壓器原、副線(xiàn)圈的電壓之比為電壓切入法：變壓器原、副線(xiàn)圈的電壓之比為 ；當(dāng)；當(dāng)變壓器有多個(gè)副線(xiàn)圈時(shí)，變壓器有多個(gè)副線(xiàn)圈時(shí)， = =功率切入法：理想變壓器的輸入、輸出功率為功率切入法：理想變壓器的輸入、輸出功率為P P入
16、入=P=P出出，當(dāng)變，當(dāng)變壓器有多個(gè)副線(xiàn)圈時(shí)，壓器有多個(gè)副線(xiàn)圈時(shí)，P P1 1=P=P2 2+P+P3 3+ +電流切入法：由電流切入法：由 知，對(duì)只有一個(gè)副線(xiàn)圈的變壓器有知，對(duì)只有一個(gè)副線(xiàn)圈的變壓器有 當(dāng)變壓器有多個(gè)副線(xiàn)圈時(shí)有當(dāng)變壓器有多個(gè)副線(xiàn)圈時(shí)有n n1 1I I1 1=n=n2 2I I2 2+n+n3 3I I3 3+ + 1122Un=Un312123UUU=nnnPI=U1221In=In，【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】(2012(2012新課標(biāo)全國(guó)卷新課標(biāo)全國(guó)卷) )自耦變壓器鐵芯上只繞有自耦變壓器鐵芯上只繞有一個(gè)線(xiàn)圈一個(gè)線(xiàn)圈, ,原、副線(xiàn)圈都只取該線(xiàn)圈的某部分原、副線(xiàn)圈都只取該線(xiàn)圈
17、的某部分. .一升壓式自耦調(diào)一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖所示壓變壓器的電路如圖所示, ,其副線(xiàn)圈匝數(shù)可調(diào)其副線(xiàn)圈匝數(shù)可調(diào). .已知變壓器線(xiàn)圈已知變壓器線(xiàn)圈總匝數(shù)為總匝數(shù)為1 9001 900匝匝, ,原線(xiàn)圈為原線(xiàn)圈為1 1001 100匝匝, ,接在有效值為接在有效值為220 V220 V的交的交流電源上流電源上. .當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時(shí)，負(fù)載當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時(shí)，負(fù)載R R上的功率為上的功率為2.0 kW.2.0 kW.設(shè)此時(shí)原線(xiàn)圈中電流有效值為設(shè)此時(shí)原線(xiàn)圈中電流有效值為I I1 1, ,負(fù)載兩端電壓的有效負(fù)載兩端電壓的有效值為值為U U2 2, ,且變壓器是理想的且變壓器是
18、理想的, ,則則U U2 2和和I I1 1分別約為分別約為( )( )A.380 VA.380 V和和5.3 A B.380 V5.3 A B.380 V和和9.1 A9.1 AC.240 VC.240 V和和5.3 A D.240 V5.3 A D.240 V和和9.1 A9.1 A【解析】【解析】選選B.B.由理想變壓器原、副線(xiàn)圈中電壓、電流及功率關(guān)由理想變壓器原、副線(xiàn)圈中電壓、電流及功率關(guān)系可得：系可得： U U1 1I I1 1=P=P2 2. .所以所以, ,當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時(shí)，副線(xiàn)圈的匝數(shù)也最大為最大時(shí)，副線(xiàn)圈的匝數(shù)也最大為n n2 2=1 900=1
19、 900匝，負(fù)載匝，負(fù)載R R上的功率也上的功率也最大，為最大，為2.0 kW2.0 kW，則，則 故選項(xiàng)故選項(xiàng)B B正確正確. .11122221UnInUnIn，2211n1 900UU220380 (V)n1 100，3211P2.0 10I9.1 (A)U220，【變式備選】【變式備選】(2012(2012青島模擬青島模擬) )如圖如圖所示為一理想變壓器，原、副線(xiàn)圈的所示為一理想變壓器，原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)之比為匝數(shù)之比為1n1n，副線(xiàn)圈接一定值電，副線(xiàn)圈接一定值電阻阻R R，則，則( )( )A.A.若若abab之間接直流電壓之間接直流電壓U U，則，則R R中的電流為中的電流為B.B.
20、若若abab之間接直流電壓之間接直流電壓U U，則原、副線(xiàn)圈中的電流均為零，則原、副線(xiàn)圈中的電流均為零C.C.若若abab之間接交流電壓之間接交流電壓U,U,則原線(xiàn)圈中的電流為則原線(xiàn)圈中的電流為D.D.若若abab之間接交流電壓之間接交流電壓U U，則副線(xiàn)圈中的電流為，則副線(xiàn)圈中的電流為nUR2n URUnR【解析】【解析】選選C.C.若若abab之間接直流電壓之間接直流電壓U U，則副線(xiàn)圈兩端的電壓為，則副線(xiàn)圈兩端的電壓為零，則零，則R R中的電流為零，但原線(xiàn)圈中的電流不為零，選項(xiàng)中的電流為零，但原線(xiàn)圈中的電流不為零，選項(xiàng)A A、B B均錯(cuò)；若均錯(cuò)；若abab之間接交流電壓之間接交流電壓U
21、U，則副線(xiàn)圈兩端的電壓為，則副線(xiàn)圈兩端的電壓為U U2 2=nU=nU，副線(xiàn)圈中的電流為副線(xiàn)圈中的電流為I I2 2= = 則原線(xiàn)圈中的電流為則原線(xiàn)圈中的電流為I I1 1=nI=nI2 2= = 選項(xiàng)選項(xiàng)C C正確而正確而D D錯(cuò)誤錯(cuò)誤. .nUR，2n U,R熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向 2 2 變壓器的動(dòng)態(tài)分析變壓器的動(dòng)態(tài)分析【例證【例證2 2】(2012(2012福建高考福建高考) )如圖如圖, ,理想變壓器原線(xiàn)圈輸入電壓理想變壓器原線(xiàn)圈輸入電壓u=Uu=Um msint,sint,副線(xiàn)圈電路中副線(xiàn)圈電路中R R0 0為定值電阻為定值電阻,R,R是滑動(dòng)變阻器是滑動(dòng)變阻器. .和和 是理想交流電壓表
22、是理想交流電壓表, ,示數(shù)分別用示數(shù)分別用U U1 1和和U U2 2表示表示; ; 和和 是是理想交流電流表理想交流電流表, ,示數(shù)分別用示數(shù)分別用I I1 1和和I I2 2表示表示. .下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是( )( )A.IA.I1 1和和I I2 2表示電流的瞬時(shí)值表示電流的瞬時(shí)值B.UB.U1 1和和U U2 2表示電壓的最大值表示電壓的最大值C.C.滑片滑片P P向下滑動(dòng)過(guò)程中向下滑動(dòng)過(guò)程中,U,U2 2不變、不變、I I1 1變大變大D.D.滑片滑片P P向下滑動(dòng)過(guò)程中向下滑動(dòng)過(guò)程中,U,U2 2變小、變小、I I1 1變小變小【解題指南】【解題指南】解答本題時(shí)可按以
23、下思路分析：解答本題時(shí)可按以下思路分析： 變壓比變壓比 歐姆定律歐姆定律U U1 1U U2 2I I2 2P P2 2P P1 1I I1 1【自主解答】【自主解答】選選C.C.交流電壓表和交流電流表顯示的示數(shù)都為交流電壓表和交流電流表顯示的示數(shù)都為有效值，有效值，A A、B B錯(cuò)錯(cuò). .由于輸入端電壓由于輸入端電壓U U1 1和理想變壓器匝數(shù)比不變，和理想變壓器匝數(shù)比不變，所以所以U U2 2不變不變. .滑片滑片P P向下滑動(dòng)過(guò)程中，電阻變小，電流向下滑動(dòng)過(guò)程中，電阻變小，電流I I2 2變大，變大，輸出功率變大，則輸入功率變大，電流輸出功率變大，則輸入功率變大，電流I I1 1變大，變
24、大，C C對(duì)、對(duì)、D D錯(cuò)，錯(cuò)，故選故選C.C.【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】(2011(2011福建高考福建高考) )圖甲中理想變壓器原、副線(xiàn)圈圖甲中理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)之比的匝數(shù)之比n n1 1nn2 2=51=51，電阻，電阻R=20 R=20 ，L L1 1、L L2 2為規(guī)格相同的兩為規(guī)格相同的兩只小燈泡，只小燈泡，S S1 1為單刀雙擲開(kāi)關(guān)為單刀雙擲開(kāi)關(guān). .原線(xiàn)圈接正弦交變電源，輸入電原線(xiàn)圈接正弦交變電源，輸入電壓壓u u隨時(shí)間隨時(shí)間t t的變化關(guān)系如圖乙所示的變化關(guān)系如圖乙所示. .現(xiàn)將現(xiàn)將S S1 1接接1 1、S S2 2閉合，此時(shí)閉合，此時(shí)L L2 2正常發(fā)光正常發(fā)光.
25、.下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是( )( ) A.A.輸入電壓輸入電壓u u的表達(dá)式的表達(dá)式u=20 sin(50t)Vu=20 sin(50t)VB.B.只斷開(kāi)只斷開(kāi)S S2 2后，后，L L1 1、L L2 2均正常發(fā)光均正常發(fā)光C.C.只斷開(kāi)只斷開(kāi)S S2 2后，原線(xiàn)圈的輸入功率增大后，原線(xiàn)圈的輸入功率增大D.D.若若S S1 1換接到換接到2 2后，后，R R消耗的電功率為消耗的電功率為0.8 W0.8 W【解析】【解析】選選D.D.由圖乙知周期為由圖乙知周期為0.02 s0.02 s，因此輸入電壓的表達(dá)式，因此輸入電壓的表達(dá)式u=20 sin(100t)Vu=20 sin(100t
26、)V，A A錯(cuò)；只斷開(kāi)錯(cuò)；只斷開(kāi)S S2 2，L L1 1、L L2 2兩端的電壓小于兩端的電壓小于額定電壓，都不能正常發(fā)光，額定電壓，都不能正常發(fā)光，B B錯(cuò)；只斷開(kāi)錯(cuò)；只斷開(kāi)S S2 2，負(fù)載電阻變大，負(fù)載電阻變大，功率變小，功率變小，C C錯(cuò)；錯(cuò)；S S1 1換接到換接到2 2后，據(jù)后，據(jù) 和和 得得R R消耗的消耗的功率為功率為0.8 W0.8 W，故選，故選D.D.222UP=R出12Un=Un入出熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向 3 3 “模型法模型法”處理遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題處理遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題【例證【例證3 3】一臺(tái)發(fā)電機(jī)最大輸出功率為一臺(tái)發(fā)電機(jī)最大輸出功率為4 000 kW4 000 kW，電壓為，
27、電壓為4 000 V4 000 V，經(jīng)變壓器，經(jīng)變壓器T T1 1升壓后向遠(yuǎn)方輸電升壓后向遠(yuǎn)方輸電. .輸電線(xiàn)路總電阻為輸電線(xiàn)路總電阻為R=1 k.R=1 k.到目的地經(jīng)變壓器到目的地經(jīng)變壓器T T2 2降壓，負(fù)載為多個(gè)正常發(fā)光的降壓，負(fù)載為多個(gè)正常發(fā)光的燈泡燈泡(220 V(220 V、60 W).60 W).若在輸電線(xiàn)路上消耗的功率為發(fā)電機(jī)輸若在輸電線(xiàn)路上消耗的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的出功率的10%10%，變壓器，變壓器T T1 1和和T T2 2的耗損可忽略，發(fā)電機(jī)處于滿(mǎn)負(fù)的耗損可忽略，發(fā)電機(jī)處于滿(mǎn)負(fù)荷工作狀態(tài)，則下列說(shuō)法不正確的是荷工作狀態(tài)，則下列說(shuō)法不正確的是( )( )A.TA.T1
28、 1原、副線(xiàn)圈電流分別為原、副線(xiàn)圈電流分別為10103 3 A A和和20 A20 AB.TB.T2 2原、副線(xiàn)圈電壓分別為原、副線(xiàn)圈電壓分別為1.81.810105 5 V V和和220 V220 VC.TC.T1 1和和T T2 2的變壓比分別為的變壓比分別為150150和和401401D.D.有有6 610104 4盞燈泡盞燈泡(220 V(220 V、60 W)60 W)正常發(fā)光正常發(fā)光【解題指南】【解題指南】解答本題應(yīng)從以下三點(diǎn)重點(diǎn)把握：解答本題應(yīng)從以下三點(diǎn)重點(diǎn)把握：(1)(1)畫(huà)出遠(yuǎn)距離輸電的模型圖，并在圖上標(biāo)出各個(gè)參量畫(huà)出遠(yuǎn)距離輸電的模型圖，并在圖上標(biāo)出各個(gè)參量. .(2)(2)
29、根據(jù)根據(jù)P=UIP=UI計(jì)算輸電電流計(jì)算輸電電流. .(3)(3)根據(jù)升壓變壓器和降壓變壓器原、副線(xiàn)圈的電壓、電流和根據(jù)升壓變壓器和降壓變壓器原、副線(xiàn)圈的電壓、電流和功率關(guān)系列式求解功率關(guān)系列式求解. .【自主解答】【自主解答】選選C.C.遠(yuǎn)距離輸電的模型如圖所示遠(yuǎn)距離輸電的模型如圖所示. .T T1 1原線(xiàn)圈的電流為原線(xiàn)圈的電流為I I1 1= =1= =110103 3 A,A,輸電線(xiàn)上輸電線(xiàn)上損失的功率為損失的功率為P P損損=I=I2 22 2R=10%PR=10%P1 1, ,所以所以311P4 000 10= AU4 000312310%P4 000 100.1I =AR1 10
30、=20 A=20 A，選項(xiàng)，選項(xiàng)A A正確；正確；T T1 1的匝數(shù)比為的匝數(shù)比為 T T1 1上副線(xiàn)上副線(xiàn)圈的電壓為圈的電壓為U U2 2=50U=50U1 1=2=210105 5 V,T V,T2 2原線(xiàn)圈的電壓為原線(xiàn)圈的電壓為U U3 3=U=U2 2-I-I2 2R=R=2 210105 5 V-20 V-2010103 3 V=1.8 V=1.810105 5 V, V,選項(xiàng)選項(xiàng)B B正確；正確；T T2 2上原、副線(xiàn)上原、副線(xiàn)圈的變壓比為圈的變壓比為 選項(xiàng)選項(xiàng)C C錯(cuò)誤；能正常錯(cuò)誤；能正常發(fā)光的燈泡的盞數(shù)為：發(fā)光的燈泡的盞數(shù)為： 選項(xiàng)選項(xiàng)D D正確，故正確，故選選C.C.1232
31、1nI201=nI1050；533344nU1.8 109 10=,nU220114190%PN6 10 ,60【總結(jié)提升】【總結(jié)提升】應(yīng)用應(yīng)用“模型法模型法”解題時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題解題時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題模型法是分析、解決物理問(wèn)題的常見(jiàn)方法，該方法是舍去表面模型法是分析、解決物理問(wèn)題的常見(jiàn)方法，該方法是舍去表面的、次要的條件，抓住主要的本質(zhì)因素，得出一種能反映原事的、次要的條件，抓住主要的本質(zhì)因素，得出一種能反映原事件本質(zhì)特性的理想模型、理想過(guò)程、理想狀態(tài)等，能使一些復(fù)件本質(zhì)特性的理想模型、理想過(guò)程、理想狀態(tài)等，能使一些復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化、形象化、具體化，在使用模型法處理問(wèn)題時(shí)，雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化、形象化、
32、具體化，在使用模型法處理問(wèn)題時(shí)，需注意以下三點(diǎn)：需注意以下三點(diǎn)：(1)(1)要熟練掌握各種常見(jiàn)的物理模型要熟練掌握各種常見(jiàn)的物理模型. .(2)(2)能判斷出所遇到的問(wèn)題屬于哪種物理模型能判斷出所遇到的問(wèn)題屬于哪種物理模型. .(3)(3)能把物理模型和實(shí)際問(wèn)題正確地結(jié)合起來(lái)能把物理模型和實(shí)際問(wèn)題正確地結(jié)合起來(lái). .【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】(2012(2012天津高考天津高考) )通過(guò)一理想變壓器通過(guò)一理想變壓器, ,經(jīng)同一線(xiàn)經(jīng)同一線(xiàn)路輸送相同的電功率路輸送相同的電功率P,P,原線(xiàn)圈的電壓原線(xiàn)圈的電壓U U保持不變保持不變, ,輸電線(xiàn)路的總輸電線(xiàn)路的總電阻為電阻為R.R.當(dāng)副線(xiàn)圈與原線(xiàn)圈的匝數(shù)
33、比為當(dāng)副線(xiàn)圈與原線(xiàn)圈的匝數(shù)比為k k時(shí)時(shí), ,線(xiàn)路損耗的電功率線(xiàn)路損耗的電功率為為P P1 1, ,若將副線(xiàn)圈與原線(xiàn)圈的匝數(shù)比提高到若將副線(xiàn)圈與原線(xiàn)圈的匝數(shù)比提高到nk,nk,線(xiàn)路損耗的電功線(xiàn)路損耗的電功率為率為P P2 2, ,則則P P1 1和和 分別為分別為( )( )21PP2222PR 1P1A.,B.() R,kU nkUnPR1P1C.,D.() R,kU nkUn【解析】【解析】選選D.D.原線(xiàn)圈的電流為原線(xiàn)圈的電流為 由于由于P P、U U不變，故不變，故I I1 1不不變，由變，由 得得 由由得得P P2 2=I=I2 22 2R= R= 則則 故選項(xiàng)故選項(xiàng)D D正確正確.
34、 . 1PIU，1221InkIn2212PPI R() RkU；1221InnkIn2P() RnkU，221P1Pn，考查內(nèi)容考查內(nèi)容變壓器有多個(gè)副線(xiàn)圈的情況變壓器有多個(gè)副線(xiàn)圈的情況【例證】【例證】如圖所示，接于理想變壓器中的四個(gè)規(guī)格相同的燈泡如圖所示，接于理想變壓器中的四個(gè)規(guī)格相同的燈泡都正常發(fā)光，那么，理想變壓器的匝數(shù)比都正常發(fā)光，那么，理想變壓器的匝數(shù)比n n1 1nn2 2nn3 3為多少？為多少？【規(guī)范解答】【規(guī)范解答】燈泡正常發(fā)光，可得燈泡正常發(fā)光，可得U UA A=U=UB B=U=UC C=U=UD D, ,所以所以U U2 2=2U=2U3 3. .由變壓器的電壓比公式由
35、變壓器的電壓比公式所以所以n n2 2=2n=2n3 3. .同理，燈泡正常發(fā)光，功率相等，即同理，燈泡正常發(fā)光，功率相等，即P PA A=P=PB B=P=PC C=P=PD D. .由由P=IP=I2 2R R，得，得I IA A=I=IB B=I=IC C=I=ID D，即，即I I1 1=I=I2 2=I=I3 3. .由由U U1 1I I1 1=U=U2 2I I2 2+U+U3 3I I3 3得得n n1 1I I1 1=n=n2 2I I2 2+n+n3 3I I3 3，即，即n n1 1=n=n2 2+n+n3 3=2n=2n3 3+n+n3 3=3n=3n3 3, ,所所以
36、以n n1 1nn2 2nn3 3=321.=321.答案：答案：3213213223332UnU2=,nUU11.1.如圖所示，理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為如圖所示，理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為112112，原線(xiàn)，原線(xiàn)圈兩端的輸入電壓圈兩端的輸入電壓u=220 sin100t(V),u=220 sin100t(V),電表均為理想電電表均為理想電表，滑動(dòng)變阻器表，滑動(dòng)變阻器R R接入電路部分的阻值為接入電路部分的阻值為10 .10 .下列敘述中正下列敘述中正確的是確的是( )( )2A.A.該交流電的頻率為該交流電的頻率為100Hz100HzB.B.電壓表的讀數(shù)為電壓表的讀數(shù)為40 V40
37、 VC.C.電流表的讀數(shù)為電流表的讀數(shù)為4 A4 AD.D.若滑動(dòng)變阻器的滑片若滑動(dòng)變阻器的滑片P P向向a a端移動(dòng)，電流表的讀數(shù)變大端移動(dòng)，電流表的讀數(shù)變大【解析】【解析】選選C.C.根據(jù)原線(xiàn)圈兩端輸入電壓的表達(dá)式可知，交流電根據(jù)原線(xiàn)圈兩端輸入電壓的表達(dá)式可知，交流電的頻率的頻率 Hz,AHz,A錯(cuò)誤；變壓器原線(xiàn)圈電壓的有效錯(cuò)誤；變壓器原線(xiàn)圈電壓的有效值為值為U U1 1=220 V=220 V，利用變壓器的變壓比，利用變壓器的變壓比U U1 1UU2 2=n=n1 1nn2 2，可求得，可求得U U2 2= =40 V40 V，電壓表的讀數(shù)為，電壓表的讀數(shù)為40 V40 V，B B錯(cuò)誤；
38、電流表的讀數(shù)為錯(cuò)誤；電流表的讀數(shù)為I= =I= =4 A,C4 A,C正確；若滑動(dòng)變阻器的滑片正確；若滑動(dòng)變阻器的滑片P P向向a a端移動(dòng)，接入電路的電端移動(dòng)，接入電路的電阻增大，而阻增大，而U U2 2不變，電流表示數(shù)變小，不變，電流表示數(shù)變小，D D錯(cuò)誤錯(cuò)誤. . 100f= Hz=50 222UR22.(20132.(2013泉州模擬泉州模擬) )如圖所示，理如圖所示，理想變壓器原副線(xiàn)圈匝數(shù)之比為想變壓器原副線(xiàn)圈匝數(shù)之比為4141，原線(xiàn)圈接入一電壓為原線(xiàn)圈接入一電壓為u=Uu=U0 0sintsint的的交流電源，副線(xiàn)圈接一個(gè)交流電源，副線(xiàn)圈接一個(gè)R=27.5 R=27.5 的負(fù)載電阻
39、的負(fù)載電阻. .若若=100 rad/s,=100 rad/s,則下述結(jié)論正確的是則下述結(jié)論正確的是( )( )A.A.副線(xiàn)圈中電壓表的讀數(shù)為副線(xiàn)圈中電壓表的讀數(shù)為B.B.副線(xiàn)圈中輸出交流電的周期為副線(xiàn)圈中輸出交流電的周期為C.C.原線(xiàn)圈中電流表的讀數(shù)為原線(xiàn)圈中電流表的讀數(shù)為0.5 A0.5 AD.D.原線(xiàn)圈中的輸入功率為原線(xiàn)圈中的輸入功率為0U220 2 V，55 2 V1 s100110 2 W【解析】【解析】選選C.C.原線(xiàn)圈中的輸入電壓的有效值為原線(xiàn)圈中的輸入電壓的有效值為由變壓器的變壓原理可知由變壓器的變壓原理可知, ,副線(xiàn)圈輸出電壓的有效值為副線(xiàn)圈輸出電壓的有效值為U=U=55 V
40、,A55 V,A錯(cuò)誤；副線(xiàn)圈中的電流錯(cuò)誤；副線(xiàn)圈中的電流 原線(xiàn)圈中原線(xiàn)圈中的電流的電流 C C正確；原線(xiàn)圈中的輸入功率正確；原線(xiàn)圈中的輸入功率P=UI=220P=UI=2200.5 W=110 W,D0.5 W=110 W,D錯(cuò)誤；交流電的周期錯(cuò)誤；交流電的周期B B錯(cuò)誤錯(cuò)誤. .0UU220 V,2U55IA2 AR27.5 ，1II0.5 A,4 22T s0.02 s,1003.(20123.(2012寧德模擬寧德模擬) )如圖所示，有一如圖所示，有一理想變壓器，原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為理想變壓器，原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為n.n.原線(xiàn)圈接正弦交流電壓原線(xiàn)圈接正弦交流電壓U U，輸出端，輸出端接有
41、一個(gè)交流電流表和一個(gè)電動(dòng)機(jī)接有一個(gè)交流電流表和一個(gè)電動(dòng)機(jī). .電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈電阻為電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈電阻為R.R.當(dāng)輸入端接通電源后，電流表讀數(shù)為當(dāng)輸入端接通電源后，電流表讀數(shù)為I I，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一重物勻速上升電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一重物勻速上升, ,下列判斷正確的是下列判斷正確的是( )( )A.A.電動(dòng)機(jī)兩端電壓為電動(dòng)機(jī)兩端電壓為IRIRB.B.電動(dòng)機(jī)消耗的功率為電動(dòng)機(jī)消耗的功率為I I2 2R RC.C.原線(xiàn)圈中的電流為原線(xiàn)圈中的電流為nInID.D.變壓器的輸入功率為變壓器的輸入功率為UIn【解析】【解析】選選D.D.因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)是非純電阻電路，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)是非純電阻電路，UIR,PIUIR,PI2 2R R，A
42、 A、B B錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)兩端電壓為錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)兩端電壓為 故電動(dòng)機(jī)消耗的功率為故電動(dòng)機(jī)消耗的功率為即為變壓器的輸入功率，原線(xiàn)圈中的電流即為變壓器的輸入功率，原線(xiàn)圈中的電流I I0 0= D= D正確，正確，C C錯(cuò)誤錯(cuò)誤. .Un，In，IUn，4.4.利用如圖所示的電流互感器可以測(cè)利用如圖所示的電流互感器可以測(cè)量被測(cè)電路中的大電流，若互感器原、量被測(cè)電路中的大電流，若互感器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比副線(xiàn)圈的匝數(shù)比n n1 1nn2 2=1100=1100，交流，交流電流表電流表A A的示數(shù)為的示數(shù)為50 mA50 mA，則，則( )( )A.A.被測(cè)電路的電流有效值為被測(cè)電路的電流有效值為0.5 A
43、0.5 AB.B.被測(cè)電路的電流平均值為被測(cè)電路的電流平均值為0.5 A0.5 AC.C.被測(cè)電路的電流最大值為被測(cè)電路的電流最大值為5 A5 AD.D.原、副線(xiàn)圈中的電流同時(shí)達(dá)到最大值原、副線(xiàn)圈中的電流同時(shí)達(dá)到最大值 2【解析】【解析】選選C.C.交流電流表示數(shù)為副線(xiàn)圈中電流的有效值，即交流電流表示數(shù)為副線(xiàn)圈中電流的有效值，即I I2 2=50 mA=0.05 A=50 mA=0.05 A，根據(jù)，根據(jù) 得，得，I I1 1=5 A=5 A，A A、B B均錯(cuò)誤；原均錯(cuò)誤；原線(xiàn)圈線(xiàn)圈( (被測(cè)電路被測(cè)電路) )中電流的最大值中電流的最大值 C C項(xiàng)正確；原項(xiàng)正確；原線(xiàn)圈中電流最大時(shí)，線(xiàn)圈中磁通
44、量的變化率等于零，此時(shí)副線(xiàn)線(xiàn)圈中電流最大時(shí)，線(xiàn)圈中磁通量的變化率等于零，此時(shí)副線(xiàn)圈中的電流最??；原線(xiàn)圈中電流等于圈中的電流最??；原線(xiàn)圈中電流等于0 0時(shí)，磁通量的變化率最時(shí)，磁通量的變化率最大，副線(xiàn)圈中電流最大大，副線(xiàn)圈中電流最大. .所以原、副線(xiàn)圈電流有相位差，故不所以原、副線(xiàn)圈電流有相位差，故不能同時(shí)達(dá)到最大值，能同時(shí)達(dá)到最大值，D D項(xiàng)錯(cuò)誤項(xiàng)錯(cuò)誤. .1221In=In1 m1I=2I =52 A,5.5.一個(gè)理想變壓器原線(xiàn)圈輸入功率為一個(gè)理想變壓器原線(xiàn)圈輸入功率為P P0 0=1 200 W,=1 200 W,原、副線(xiàn)圈匝原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為數(shù)比為n n1 1nn2 2=21,=21,其
45、副線(xiàn)圈兩端接一內(nèi)阻為其副線(xiàn)圈兩端接一內(nèi)阻為r=4 r=4 的電動(dòng)的電動(dòng)機(jī)機(jī), ,此電動(dòng)機(jī)正以速度此電動(dòng)機(jī)正以速度v=0.8 m/sv=0.8 m/s勻速向上提升質(zhì)量為勻速向上提升質(zhì)量為m=100 kgm=100 kg的重物的重物, ,已知重力加速度已知重力加速度g=10 m/sg=10 m/s2 2, ,則變壓器原線(xiàn)圈兩端的電則變壓器原線(xiàn)圈兩端的電壓為多大壓為多大? ?【解析】【解析】由能量守恒知由能量守恒知, ,理想變壓器原線(xiàn)圈輸入功率等于輸出理想變壓器原線(xiàn)圈輸入功率等于輸出功率功率, ,又等于電動(dòng)機(jī)的輸入功率又等于電動(dòng)機(jī)的輸入功率. .據(jù)題意知據(jù)題意知P P0 0-mgv=I-mgv=I2 2r,r,式中式中I I為變壓器的輸出電流為變壓器的輸出電流, ,即電動(dòng)機(jī)的輸即電動(dòng)機(jī)的輸入電流入電流, , 得得變壓器的輸出電壓為變壓器的輸出電壓為 . .設(shè)變壓器原線(xiàn)圈兩端的電壓為設(shè)變壓器原線(xiàn)圈兩端的電壓為U U1 1, ,據(jù)題意知據(jù)題意知?jiǎng)t則U U1 1= =240 V.= =240 V.答案：答案：240 V240 V 0P -mgvI=10 A,r02PU =120 VI1122Un2=,Un1122nUn
福建省長(zhǎng)泰一中高三物理 第十章 第2講 變壓器 遠(yuǎn)距離輸電復(fù)習(xí)課件 新人教版選修32
