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

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...