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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-教科版高二选修3-2物理学案VIP免费

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-教科版高二选修3-2物理学案_第1页
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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=100匝,L1是“6V2W”的小灯泡,L2是“12V4W”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+….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,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...

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