2017-2018学年高中物理第二章交变电流习题课变压器的应用及远距离输电问题学案教科版选修3-2.doc

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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

2、出交变电流的周期为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(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n1I1＝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＝1

3、00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I

4、1＝＝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＋….二、理想变压器电路的动态问题分析例3　如图3所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表．下列说法正确的是(　　)图3A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数

5、变大D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大解析　当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，接入电路的阻值变大，变压器副线圈两端电压不变，副线圈中的电流减小，则R1消耗的功率及其两端电压均变小，故电压表的示数变大，选项A错误，B正确；当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，副线圈中的电流减小，则原线圈中的电流也减小，电流表A1示数变小，选项C错误；若闭合开关S，副线圈电路中总电阻减小，副线圈中的电流变大，R1两端电压变大，R2两端电压减小，电流表A2示数减小；原线圈中的电流也变大，电流表A1示数变大

6、，选项D错误．答案　B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：针对训练　(多选)如图4所示为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈上的电压，则(　　)图4A.保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，I1将增大B.保持U1及不变P的位置，K由b合到a时，R消耗的功率将减小C.保持U1不变，K合在a处，使P上

7、滑，I1将增大D.保持P的位置不变，K合在a处，若U1增大，I1将增大答案　ABD解析　K由a合到b时，n1减小而U1不变，由＝可知，副线圈上的电压增大，流过负载R的电流I2增大，P2增大，又由于P1＝P2＝U1I1，故I1增大，故选项A正确.同理K由b合到a时，P2减小，故选项B正确.P上滑时，负载电阻R增大，而U1、U2均不变，由I2＝可知I2减小，又由于n1、n2均不变，由＝可知I1将减小，故选项C错误；当U1增大时，由＝可知U2也增大，I2＝增大，再由＝可知I1增大，故选项D正确.三、远距离高

8、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？它占输出功率的几分之几？(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