2020高考物理第十一章第2讲变压器远距离输电教案鲁科版

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1、第2讲　变压器　远距离输电知识排查理想变压器1.构造和原理(1)构造：如图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。图1(2)原理：电磁感应的互感现象。2.基本关系式(1)功率关系：P入＝P出。(2)电压关系：＝。有多个副线圈时＝＝＝…。(3)电流关系：只有一个副线圈时＝。由P入＝P出及P＝UI推出有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn。远距离输电图21.电压损失：(1)ΔU＝U2－U3。(2)ΔU＝I2R线。2.功率损失：(1)ΔP＝P2－P3。(2)ΔP＝IR线＝。3.功率关系：P1＝

2、P2，P3＝P4，P2＝P损＋P3。4.电压、电流关系：＝＝，＝＝，U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I线。5.输电电流：I线＝＝＝。6.输电线上损耗的电功率：P损＝I线ΔU＝IR线＝R线。小题速练1.思考判断(1)理想变压器的基本关系式中，电压和电流均为有效值。(　　)(2)变压器不但能改变交变电流的电压，还能改变交变电流的频率。(　　)(3)理想变压器能改变交变电压、交变电流，但不改变功率，即输入功率总等于输出功率。(　　)(4)高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热功率。(　　)答案　(1)√　(2)×　(3)√　(

3、4)√2.[鲁科版选修3－2·P74·T3改编]有些机床为了安全，照明电灯用的电压是36V，这个电压是把380V的电压降压后得到的。如果变压器的原线圈是1140匝，副线圈是(　　)A.1081匝B.1800匝C.108匝D.8010匝解析　由题意知U1＝380V，U2＝36V，n1＝1140，则＝得n2＝n1＝108，选项C正确。答案　C3.(多选)理想变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2＝10∶1，原线圈两端接交流电源，则(　　)A.原、副线圈中电流频率之比f1∶f2＝10∶1B.原、副线圈两端电压之比为U1∶U2＝10∶

4、1C.原、副线圈内电流之比I1∶I2＝1∶10D.变压器输入和输出功率之比P1∶P2＝10∶1答案　BC4.[鲁科版选修3－2·P76·例改编]从发电站输出的功率为220kW，输电线的总电阻为0.05Ω，用110V和11kV两种电压输电。两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为(　　)A.100∶1B.1∶100C.1∶10D.10∶1解析　由题意知输电线上的电流I＝，则输电线的总电阻造成的电压损失ΔU＝Ir＝，故＝＝＝＝，故选项A正确。答案　A　理想变压器基本关系的应用1.理想变压器的制约关系制约关系电压副线圈电压U

5、2由原线圈电压U1和匝数比决定U2＝U1功率原线圈的输入功率P入由副线圈的输出功率P出决定P入＝P出电流原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定I1＝I22.几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器，如图A、B所示。(2)互感器【例1】　(多选)(2016·全国卷Ⅲ，19)如图3，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是(　　)图3A.原、副线圈匝数比为9∶1B.原、副线圈匝数比为1∶9C.此时a和b的电功率之比为9∶1D.此时

6、a和b的电功率之比为1∶9解析　设灯泡的额定电压为U0，两灯均能正常发光，所以原线圈输入端电压为U1＝9U0，副线圈两端电压为U2＝U0，故＝，根据＝＝，选项A正确，B错误；根据公式＝可得，＝，由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式P＝UI可得，灯泡a和b的电功率之比为1∶9，选项C错误，D正确。答案　AD1.(2019·福建龙岩模拟)L1和L2是高压输电的两条输电线，现要通过变压器测量L1和L2之间的电压，下图的四种电路连接正确的是(　　)答案　A2.(2017·北京理综，16)如图4所示，理想变压器的原线圈接在u＝22

7、0sin(100πt)V的交流电源上，副线圈接有R＝55Ω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(　　)图4A.原线圈的输入功率为220WB.电流表的读数为1AC.电压表的读数为110VD.副线圈输出交流电的周期为50s解析　由u＝220sin(100πt)V可知，原线圈电压最大值为220V，故原线圈电压的有效值为U1＝220V，根据＝可知，U2＝U1＝110V，故电压表的读数为110V，选项C错误；副线圈电流有效值为I2＝＝2A，根据P＝UI可知，输出功率为220W，则原线圈

8、的输入功率为220W，故选项A错误；原线圈中的电流I1＝＝1A，故选项B正确；因为ω＝＝100πrad/s，所以T＝0.02s，故选项D错误。答案　B3.(2016·全国卷Ⅰ，16)一含有理想变压器的电路如图5所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3Ω、1Ω和4Ω，为理想交流电流表，U为正弦交流电源