高中物理 第3章 电能的输送与变压器章末分层突破教师用书 沪科版选修3-2-沪科版高二选修3-2物理学案VIP专享VIP免费

第3章电能的输送与变压器[自我校对]①②I线R线③I线U损④⑤⑥U2I2＋U3I3理想变压器问题1.电压思路理想变压器的输入电压U1，输出电压U2与原、副线圈匝数之间关系：＝.2.功率思路理想变压器的输入，输出功率关系为：P入＝P出，即P1＝P2；当变压器有多个副绕组时：P1＝P2＋P3＋….3.电流思路由I＝P/U知，对只有一个副绕组的变压器有：I1∶I2＝n2∶n1；当变压器有多个副绕组时：1n1I1＝n2I2＋n3I3＋….4.制约思路(变压器动态问题)(1)电压制约：当变压器原、副线圈匝数比(n1/n2)一定时，输出电压U2由输入电压U1决定，即U2＝n2U1/n1，可简述为“原制约副”.(2)电流制约：当变压器、原副线圈的匝数比(n1/n2)一定，且输入电压U1确定时，原线圈中的输入电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即I1＝n2I2/n1，可简述为“副制约原”.(3)负载制约：①变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2＝P负1＋P负2＋…；②变压器副线圈中的电流I2由用户负载及输出电压U2决定，I2＝P2/U2.5.原理思路变压器原线圈中磁通量发生变化，铁心中ΔΦ/Δt相等，即＝.此式适用于交流电或电压(电流)变化的直流电，但不适用于稳定或恒定电流的情况.(多选)(2014·山东高考)如图31，将额定电压为60V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上.闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220V和2.2A.以下判断正确的是()图31A.变压器输入功率为484WB.通过原线圈的电流的有效值为0.6AC.通过副线圈的电流的最大值为2.2AD.变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶3【解析】变压器的输入功率P1＝P2＝I2U2＝2.2×60W＝132W，选项A错误；由＝得＝＝＝，选项D正确；由＝得I1＝I2＝×2.2A＝0.6A，选项B正确；根据I＝得副线圈上的电流的最大值I2m＝I2＝2.2A，选项C错误.【答案】BD远距离高压输电1.输电示意图(如图32)图322.正确理解几个基本关系(1)功率关系：P1＝P2，P2＝P损＋P3，P3＝P4.(2)电压关系：＝，U2＝U线＋U3，＝.(3)电流关系：＝，I2＝I线＝I3，＝.(4)输电电流：I线＝＝＝.(5)输电导线上损耗的电功率：P损＝P2－P3＝IR线＝＝U线I线.(6)输电导线上的电压损失：2U线＝I线·R线＝U2－U3.如图33所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝4∶1，原线圈输入电压U1＝1410sin100πt(V)，副线圈通过电阻r＝1Ω的输电线对用户供电，则用户处最多接多少盏“220V40W”的电灯可保证正常发光？图33【解析】由题意知原线圈的输入电压为U1＝＝V≈1000V根据原、副线圈的匝数比得副线圈的电压为U2＝U1＝×1000V＝250V用电器正常工作电压U用＝220V，则线路损失电压为ΔU＝U2－U用＝250V－220V＝30V输电线上的电流为I＝＝A＝30A每只灯泡的正常工作电流为I额＝＝A＝A用户最多可接电灯的盏数为n＝＝盏＝165盏.【答案】165盏1解答理想变压器问题离不开三个关系：电压关系、电流关系、功率关系，在输入电压不变的情况下，输入电流、输入功率随负载的变化而变化.2远距离高压输电问题中，损耗功率产生在高压输电线上，一般不计变压器上的功率损失.1.(多选)如图34所示，理想变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2＝1∶10，副线圈与阻值R＝20Ω的电阻相连，原线圈两端所加的电压u＝20sin20πt(V)，则()图34A.交流电压表的示数为20VB.副线圈输出交流电的频率为10HzC.电阻R上消耗的电功率为2kWD.原线圈中电流的最大值为100A【解析】交流电压表的示数为交流电电压的有效值，应为20V，选项A错误；原线圈交流电的频率为10Hz，变压器不改变交流电的频率，故选项B正确；副线圈两端的电压有效值为U2＝U1＝200V，则P＝＝U2I2＝U1I1，解得P＝2000W，选项C正确；I1＝100A，原线圈中电流的最大值为100A，选项D错误.【答案】BC32.(多选)(2015·海南高考)如图，一理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R0，负载电阻的阻值R＝11R0，是理想电压表；现将负载电阻的阻值减小为R＝5R0，保持变压器输入电流不变，此时电压表的读数为5.0V，则()图35A.此时原线圈两端电压的最大值约为34VB.此时原线圈两端电压的最大值约为24VC.原线圈两端原来的电压有效...