高中物理 第五章 交变电流 习题课 变压器的应用及远距离输电问题学案 新人教版选修3-2

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1、习题课变压器的应用及远距离输电问题[目标定位]　1.进一步理解变压器的原理及规律.2.熟练应用变压器原、副线圈的决定因素解决动态分析问题.3.熟悉远距离输电中的各物理量关系和损耗问题，熟练解决远距离高压输电中的实际问题.一、理想变压器中的规律分析例1　如图1所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1.原线圈接入一电压为u＝U0sinωt的交流电源，副线圈接一个R＝27.5Ω的负载电阻.若U0＝220V，ω＝100πrad/s，则下述结论正确的是(　　)图1A.副线圈中电压表的读数为55VB.副线圈中输出交变电

2、流的周期为sC.原线圈中电流表的读数为0.5AD.原线圈中的输入功率为110W解析　原线圈电压有效值为U＝220V，电压表读数为U2＝V＝55V，周期T＝＝s，副线圈中电流I2＝＝2A，原线圈中电流I1＝＝0.5A，P＝I1U＝110W.答案　AC非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。(1)功率关系：P入＝P出.(2)电压关系：＝＝＝…….(3)电流关系：若只有一个副线圈＝.若有多组副线圈n1

3、I1＝n2I2＋n3I3＋…….(4)变压器不改变频率.例2　如图2所示，理想变压器原线圈的匝数为1000匝，两个副线圈的匝数分别为n2＝50匝和n3＝100匝，L1是“6V　2W”的小灯泡，L2是“12V　4W”的小灯泡.当原线圈接上交变电压时，L1、L2都正常发光，那么，原线圈中的电流为(　　)图2A.AB.AC.AD.解析　对多个副线圈，其电压关系有＝＝.由于输入功率和输出功率相等有n1I1＝n2I2＋n3I3.两灯泡正常发光，对L1有U2＝6V，I2＝＝A，对L2有U3＝12V，I3＝＝A.原线圈上的

4、电压U1＝U2＝×6V＝120V.副线圈上总的输出功率P出＝PL1＋PL2＝2W＋4W＝6W.原线圈上的输入功率P入＝P出＝6W.原线圈中的电流I1＝＝A＝A.故选项C正确.答案　C若理想变压器的次级有两组或多组线圈时：(1)电压仍与匝数成正比，如(2)求电流要根据P入＝P出，即U1I1＝U2I2＋U3I3＋…或n1I1＝n2I2＋n3I3＋….非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。二、理想变

5、压器电路的动态问题分析例3　如图3所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合开关S，下列说法正确的是(　　)图3A.P向下滑动时，灯L变亮B.P向下滑动时，变压器的输出电压不变C.P向上滑动时，变压器的输入电流变小D.P向上滑动时，变压器的输出功率变大解析　由于理想变压器输入电压U1不变，原、副线圈匝数不变，所以输出电压U2也不变，灯L亮度不随P的滑动而改变，故选项A错误，选项B正确.P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，负载总电阻R总减小，由I2＝知，通过副线圈的电流I

6、2增大，输出功率P2＝U2I2增大，再由＝知输入电流I1也增大，故选项C错误，D正确.答案　BD负载发生变化时，电流和电压如何变化的判断，先要由判断U2是否变化，再根据U2及负载电阻的变化，由欧姆定律确定副线圈中的电流I2的变化，最后再由P入＝P出判断原线圈中电流的变化.动态问题的分析思路可表示为：三、远距离高压输电中的损耗问题例4　三峡电站某机组输出的电功率为50万千瓦.(1)若输出的电压为20万伏，则输电线上的电流为多少？(2)某处与电站间每根输电线的电阻为10欧，则输电线上损失的功率为多少？它占输出功率

7、的几分之几？非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。(3)若将电压升高至50万伏，输电线上的电流为多少？输电线上损失的功率又为多少？它占输出功率的几分之几？解析　(1)由P＝UI得I＝＝＝2500A(2)输电线上损失的功率ΔP＝I2·2r＝25002×2×10W＝1.25×108W损失功率与输出功率之比为＝＝(3)将电压升高至50万伏时，I′＝＝＝1000A输电线上损失的功率ΔP′＝I′2·2r

8、＝10002×2×10W＝2×107W损失功率与输出功率之比为＝＝答案　(1)2500A　(2)1.25×108W　(3)1000A　2×107W　1.(变压器基本规律的应用)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，如图4所示.设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则(