《高三物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 交變電流 傳感器 30 理想變壓器 遠(yuǎn)距離輸電課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高三物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 交變電流 傳感器 30 理想變壓器 遠(yuǎn)距離輸電課件（33頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、基礎(chǔ)自主梳理基礎(chǔ)自主梳理基礎(chǔ)自主梳理基礎(chǔ)自主梳理要點(diǎn)研析突破理想變壓器原副線圈各物理量及其決定關(guān)系1.原副線圈的物理量關(guān)系理想變壓器(1)沒(méi)有能量損失(銅損、鐵損)(2)沒(méi)有磁通量損失(磁感線全部集中在鐵芯中)基本關(guān)系功率P1=P2,即 U1I1=U2I2電壓2121nnUU電流1221nnII(只有一個(gè)副線圈)頻率f1=f2要點(diǎn)一要點(diǎn)一要點(diǎn)研析突破要點(diǎn)研析突破例例1 (多選)(2015海南卷)如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為4 1，原線圈與一可變電阻串聯(lián)后，接入一正弦交流電源；副線圈電路中固定電阻的阻值為R0，負(fù)載電阻的阻值R11R0，是理想電壓表.現(xiàn)將負(fù)載電阻的阻值減小為R5R0，

2、保持變壓器輸入電流不變，此時(shí)電壓表的讀數(shù)為5.0 V，則 ( )A.此時(shí)原線圈兩端電壓的最大值約為34 VB.此時(shí)原線圈兩端電壓的最大值約為24 VC.原線圈兩端原來(lái)的電壓有效值約為68 VD.原線圈兩端原來(lái)的電壓有效值約為48 V要點(diǎn)研析突破思維導(dǎo)引思維導(dǎo)引 理想變壓器的變壓比由什么決定？加在原線圈接線柱兩端的電壓是否可視為加在變壓器繞組上的電壓？解析：當(dāng)電阻阻值減小為5R0時(shí)，根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)，可知R兩端的電壓為R0兩端電壓的5倍，因?yàn)殡妷罕頊y(cè)量R兩端的電壓，所以UR0=1/55 V，故副線圈兩端電壓為U2=6 V，根據(jù)變壓器的變壓比可知，原線圈兩端的電壓為24 V，因此原線圈兩端的最

3、大值約為24 V，約為34 V,A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)樽兓^(guò)程中，變壓器的輸入電流不變，根據(jù)交流比，副線圈中電流也不變，變化前副線圈兩端的電壓U2IR0+11IR0=12IR0，變化后副線圈兩端的電壓U2IR0+5IR0=6IR0，U2=2U2，由變壓比可知，原線圈兩端原來(lái)的電壓有效值約為48 V，D項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤.答案：AD2感悟提升：感悟提升：對(duì)理想變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用要把握好三個(gè)決定關(guān)系：(1)電壓決定關(guān)系：輸入電壓U1決定輸出電壓U2，這是因?yàn)檩敵鲭妷篣2(n2/n1)/U1，當(dāng)U1不變時(shí)，不論負(fù)載電阻R變化與否，U2都不會(huì)改變.(2)電流決定關(guān)系：輸出電流I2決定輸入電流I1.(

4、3)功率決定關(guān)系：輸出功率P2決定輸入功率P1.要點(diǎn)研析突破1如圖所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為3 1，在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側(cè)接在電壓為220 V的正弦交流電源上。設(shè)副線圈回路中電阻兩端的電壓為U，原、副線圈回路中電阻消耗的功率比值為k，則()AU66 V，k 1/9 BU22 V，k1/9CU66 V，k 1/3 DU22 V，k1/3要點(diǎn)研析突破解析：原線圈與電阻R串聯(lián)，接在220 V正弦交流電源上，有220 V=U1+I1R，副線圈回路中R兩端電壓U即為副線圈兩端電壓U=I2R，根據(jù)理想變壓器變壓規(guī)律U1U231，又由理想變壓器變流規(guī)律得I1I2=

5、13，整理可得(220 V-I1R)3I1R=31，解得I1R=22 V，因而U=I2R=3I1R=66 V，電阻消耗功率之比k=I12RI22R19，故A項(xiàng)正確.答案：A要點(diǎn)研析突破2.(2016湖南長(zhǎng)郡中學(xué)二模)調(diào)壓變壓器就是一種自耦變壓器，它的構(gòu)造如圖甲所示.線圈AB繞在一個(gè)圓環(huán)形的鐵芯上，CD之間輸入交變電壓，轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)觸頭P就可以調(diào)節(jié)輸出電壓.圖甲中兩電表均為理想交流電表，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器.現(xiàn)在CD兩端輸入圖乙所示正弦式交流電，變壓器視為理想變壓器，那么 (D)A.由乙圖可知CD兩端輸入交流電壓u的表達(dá)式為u=36 sin 100t(V)B.當(dāng)滑動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

6、時(shí)，MN之間輸出交流電壓的頻率變大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)變大，電壓表讀數(shù)也變大D.當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，電阻R2消耗的電功率變小2要點(diǎn)研析突破解析：由圖乙可知u=36 sin 100t(V)，A項(xiàng)錯(cuò)誤;M、N之間輸出交流電壓的頻率由輸入的交流電壓的頻率決定，B項(xiàng)錯(cuò)誤;滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，R3減小，由“串反并同”可知電壓表讀數(shù)減小，電流表讀數(shù)增大，R2消耗的電功率P2=U2/R2減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確.答案：D2要點(diǎn)研析突破3.(2014全國(guó)新課標(biāo)卷) 如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2.原線圈通過(guò)一理想電流表接正弦交流電源，一

7、個(gè)二極管和阻值為 R 的負(fù)載電阻串聯(lián)后接到副線圈的兩端.假設(shè)該二極管的正向電阻為零，反向電阻為無(wú)窮大.用交流電壓表測(cè)得 a、b端和c、d 端的電壓分別為Uab和 Ucd，則（）A.UabUcdn1n2B.增大負(fù)載電阻的阻值 R，電流表的讀數(shù)變小C.負(fù)載電阻的阻值越小，c、d間的電壓 Ucd越大D.將二極管短路，電流表的讀數(shù)加倍要點(diǎn)研析突破解析： 經(jīng)交流電壓表、交流電流表測(cè)得的值分別為交變電壓和交變電流的有效值，根據(jù)變壓器公式212nnUUab得到輸出電壓，而輸出電壓 U2不等于 c、d 端電壓，因二極管具有單向?qū)щ娦裕斎腚妷和ㄟ^(guò)變壓器變壓后經(jīng)二極管整流后有效值發(fā)生變化，1222222nUnU

8、Uabcd，則UabUcd2n1n2，故A 錯(cuò)誤.增大負(fù)載電阻的阻值 R, Uab不變，Ucd也不變，根據(jù) P出RUcd2可知輸出功率減小，根據(jù)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率可知，輸入功率必減小，故電流表讀數(shù)變小，B 正確，C 錯(cuò)誤.二極管短路時(shí)，UcdU2，輸出功率P出RUcd2RU222P出，故輸入功率 P1也加倍，而輸入電壓 U1不變，根據(jù) P1U1I1得電流表讀數(shù)加倍，D 正確.答案：BD要點(diǎn)研析突破遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的探究輸電線上的功率損耗由輸出功率、輸出電壓和導(dǎo)線電阻決定,P=I2R線=(UP)2R線.當(dāng)輸送功率和導(dǎo)線電阻一定時(shí),輸電線上的損耗功率和輸出電壓的平方成反比,這就是采用高

9、壓輸電的原因.要點(diǎn)二要點(diǎn)二要點(diǎn)研析突破例例2 2 (2016貴陽(yáng)市期中測(cè)試)在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，要考慮盡量減少輸電線上的功率損失.有一個(gè)小型發(fā)電站，輸送的電功率為P=500 kW，當(dāng)使用U=5 kV的電壓輸電時(shí)，測(cè)得安裝在輸電線路起點(diǎn)和終點(diǎn)處的兩只電度表一晝夜示數(shù)相差4 800 kWh.求：(1)輸電效率和輸電線的總電阻r；(2)若想使輸電效率提高到98%，又不改變輸電線，那么發(fā)電站應(yīng)使用多高的電壓向外輸電？思維導(dǎo)引思維導(dǎo)引 : :什么是輸電效率？“兩只電度表一晝夜示數(shù)相差4 800 kWh”是什么意義？知道什么條件可計(jì)算輸電線的總電阻？要點(diǎn)研析突破解析：(1)輸送功率 P=500 kW，一晝夜輸

10、送電能E=Pt=12 000 kWh，輸電線上損失的電能 E=4 800 kWh，終點(diǎn)得到的電能E=E E=7 200 kWh，所以，輸電效率=E/E=60%.輸電線上的電流 I=P/U=100 A,輸電線損耗功率 Pr=I 2r，其中Pr=E/t=200 kW,得r=20 . (2)輸電線上損耗功率Pr=(P/U) 2r1/U2，原來(lái)Pr=200 kW，現(xiàn)在要求Pr=10 kW，解得輸電電壓應(yīng)調(diào)節(jié)為U=22.4 kV. 答案：(1)60% 20 (2)22.4 kV要點(diǎn)研析突破感悟提升：感悟提升：遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題中，需要輸送的電功率是由用戶決定的，在題目中一般是確定的，輸電導(dǎo)線上的電流便決定于

11、輸電的電壓，即I=P/U;導(dǎo)線上的功率損耗則決定于輸電電流和導(dǎo)線電阻，即P=I2r.解題過(guò)程中要抓住這兩個(gè)基本關(guān)系.要點(diǎn)研析突破4.(2015福建卷)圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，在T的原線圈兩端接入一電壓u=Umsin t的交流電源，若輸送電功率為P，輸電線的總電阻為2r，不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率為( ) 解析：因?yàn)閡=Umsin t，所以有U1=Um/ ，根據(jù)變壓器變壓規(guī)律有：U2=(n2u1)/n1，根據(jù)P=U2I2得 線路損失的功率為 ，所以C項(xiàng)正確，A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤.答案：C2速效提升訓(xùn)練1.(2015

12、廣東卷)如圖為氣流加熱裝置的示意圖，使用電阻絲加熱導(dǎo)氣管.視變壓器為理想變壓器，原線圈接入電壓有效值恒定的交流電并保持匝數(shù)不變.調(diào)節(jié)觸頭P，使輸出電壓有效值由220 V降至110 V，調(diào)節(jié)前后( )A.副線圈中的電流比為12B.副線圈輸出功率比為21C.副線圈的接入匝數(shù)比為21D.原線圈輸入功率比為12解析：設(shè)原線圈輸入電壓為U1，原線圈的匝數(shù)為n1，副線圈輸出電壓為U2，副線圈的匝數(shù)為n2，則U1/U2=n/n2，當(dāng)副副線圈的輸出電壓降為原來(lái)的一半時(shí)，副線圈的匝數(shù)減為原來(lái)的1/2，C項(xiàng)正確；由I2=U2/R可知，副線圈的電流減為原來(lái)的一半，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由P=U2/R可知，副線圈輸出的功率減為原

13、來(lái)的1/4，原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，因此原線圈的輸入功率也減為原來(lái)的1/4，B、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤.答案：C速效提升訓(xùn)練2.(2014山東卷)如圖所示，將額定電壓為 60V 的用電器，通過(guò)一理想變壓器接在正弦交變電源上.閉合開(kāi)關(guān) S 后， 用電器正常工作， 交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為 220V 和 2.2A.以下判斷正確的是（）A.變壓器輸入功率為 484WB.通過(guò)原線圈的電流的有效值為0.6AC.通過(guò)副線圈的電流的最大值為2.2AD.變壓器原、副線圈匝數(shù)比 n1n2113解析：理想電流表沒(méi)有電阻，顯示的 2.2A 是理想變壓器的輸出電流的有效值，理想電壓表的電阻

14、無(wú)窮大，顯示的 220V 是理想變壓器的輸入電壓的有效值.用電器正常工作， 所以， 理想變壓器的輸出電壓的有效值為 60V.根據(jù)理想變壓器的電壓與匝數(shù)成正比，可得 n1n2U1U2113 ，選項(xiàng)D正確.理想變壓器的輸入功率等于輸出功率， P入P出602.2W132W ， 選項(xiàng)A 錯(cuò)誤.根據(jù)理想變壓器的電流與匝數(shù)成反比， 即 I1I2n2n1，可得通過(guò)原線圈的電流的有效值為 I1212Inn0.6A ，選項(xiàng) B正確.通過(guò)變壓器的是正弦交流電，所以副線圈的電流的最大值為 Im2I22.22A，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤.答案：BD速效提升訓(xùn)練3.(多選)如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為112，原線圈兩

15、端的輸入電壓u=220 sin 100t(V)，電表均為理想電表，滑動(dòng)變阻器R接入電路部分的阻值為10 .下列敘述中正確的是 ( )A.該交流電的頻率為50 HzB.電壓表的讀數(shù)為40 VC.電流表的讀數(shù)為4 AD.若滑動(dòng)變阻器的滑片P向a端移動(dòng)，電流表的讀數(shù)變大22解析：根據(jù)原線圈兩端輸入電壓的表達(dá)式可知，交流電的頻率f=/(2)=(100)/(2) Hz=50 Hz，A項(xiàng)正確；變壓器原線圈電壓的有效值為U1=220 V，利用變壓器的變壓比U1U2=n1n2，可求得U2=40 V，電壓表的讀數(shù)為40 V,B項(xiàng)錯(cuò)誤；電流表的讀數(shù)為I=U2/R=4 A,C項(xiàng)正確；若滑動(dòng)變阻器的滑片P向a端移動(dòng)，

16、接入電路的電阻增大，而U2不變，電流表示數(shù)變小，D項(xiàng)錯(cuò)誤.答案：D速效提升訓(xùn)練4.(2014福建卷)下圖為模擬遠(yuǎn)距離輸電實(shí)驗(yàn)電路圖，兩理想變壓器的匝數(shù) n1n42R，忽略燈絲電阻隨溫度的變化.當(dāng) A、B 端接入低壓交流電源時(shí)（）A.A1、A2兩表的示數(shù)相同B.L1、L2兩燈泡的亮度相同C.R1消耗的功率大于 R3消耗的功率D.R2兩端的電壓小于 R4兩端的電壓速效提升訓(xùn)練解析：由于 n1n2，所以左邊的理想變壓器為升壓變壓器，低壓交流電源經(jīng)過(guò)理想升壓變壓器后，由于功率不變，所以電流變小，則A1表的示數(shù)小于A2表的示數(shù)， 故A 項(xiàng)錯(cuò)誤； 由2121nnUU， U3U2-IA12R 及43UU43

17、nn可知，L1兩端的電壓 UL1U4U1-34nnIA12R，又 L2兩端的電壓UL2U1-IA22R，因34nnIA1UL2，由 PRU2可知，L1的功率大于 L2的功率，所以 L1的亮度大于 L2，故B 項(xiàng)錯(cuò)誤；由于 A1表的示數(shù)小于 A2表的示數(shù)，由PI2R 可知，R1消耗的功率小于 R3消耗的功率，故 C 項(xiàng)錯(cuò)誤；由于A1表的示數(shù)小于 A2表的示數(shù)，由 UIR 可知，R2兩端的電壓小于 R4兩端的電壓，故 D 項(xiàng)正確.答案：D速效提升訓(xùn)練5.(2016濟(jì)南市學(xué)業(yè)水平測(cè)試)某水電站，用總電阻為2.5 的輸電線輸電給500 km外的用戶，其輸出電功率是3106 kW.現(xiàn)用500 kV電壓輸

18、電，則下列說(shuō)法正確的是 ( )A.輸電線上輸送的電流大小為2.010 5 AB.輸電線上由電阻造成的損失電壓為15 kVC.若改用5 kV電壓輸電，則輸電線上損失的功率為910 8 kWD.輸電線上損失的功率為PU2/r，U為輸電電壓，r為輸電線的電阻解析：由P=IU得輸電線上輸送的電流I=P/U=(3106103)/(500103 )A=6103 A，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由UIr得輸電線路上的電壓損失U=61032.5 V=15103 V，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；輸電線上損失的功率為P=I2r=(P2/U2)r=(3106）/522.5 W=9107 W，選項(xiàng)C錯(cuò)誤.答案：B速效提升訓(xùn)練速效提升訓(xùn)練