高中物理 第4章 远距离输电本章优化总结学案 鲁科版选修3-2-鲁科版高二选修3-2物理学案VIP免费

本章优化总结[学生用书P57])变压器问题[学生用书P57]1．变压器电路的动态分析问题(1)匝数比不变的情况如图甲所示，不变，负载R变化．①U1不变，根据＝知，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2都不变．②当负载电阻R发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化．③I2变化引起P2变化，P1＝P2，故P1发生变化．(2)负载电阻不变的情况如图乙所示，改变，负载R不变．①U1不变，发生变化，故U2发生变化．②负载电阻R不变，U2改变，故I2发生变化．③根据P2＝，P2发生变化，再根据P1＝P2知P1变化，P1＝U1I1，U1不变，故I1发生变化．2．变压器原线圈中有用电器的问题：变压器的电压关系中的U1和功率关系中的P1是指原线圈的端电压和输入功率，原线圈中有用电器时要注意区分电源电压和原线圈的端电压．3．有两组以上副线圈的变压器问题：由互感现象可知，对有两组以上副线圈的变压器，由于通过每个线圈的磁通量变化率相同，所以＝＝，即U1∶U2∶U3＝n1∶n2∶n3，由能量守恒可知P出＝P入，即P1＝P2＋P3，则U1I1＝U2I2＋U3I3，可求得n1I1＝n2I2＋n3I3.4．铁芯中磁路有分支的变压器问题：先确定哪是原线圈哪是副线圈，再分析磁通量分配关系，结合法拉第电磁感应定律分析计算，切忌生搬硬套＝.(1)如图甲所示，理想变压器铁芯上绕有A、B、C三个线圈，匝数比为nA∶nB∶nC＝4∶2∶1，在线圈B和C的两端各接一个相同的电阻R，当线圈A接交流电源时，交流电流表A2的示数为I0，则交流电流表A1的示数为________．(2)如图乙所示，“日”字形变压器中有两组线圈AB、CD，它们的匝数之比为n1∶n2＝2∶1.若在AB两端输入220V的交变电压，则CD两端的输出电压为________V；若在CD两端输入110V的交变电压，则AB两端的输出电压为________V.[解析](1)由＝和IC＝，得IC＝0.5I0.再利用关系式nAIA＝nBIB＋nCIC，即4IA＝2I0＋1×0.5I0，得IA＝0.625I0.即电流表A1的示数为0.625I0.(2)当在AB两端输入交变电压时，线圈n1中的磁通量发生变化，由于左侧铁芯的存在，通过线圈n2的磁通量始终只为线圈n1中的一半，因此这时AB、CD两端电压的关系应为＝，所以CD两端的输出电压为55V；同理，当在CD两端输入交变电压时，CD、AB两端电压的关系应为＝，所以AB两端的输出电压为110V.[答案](1)0.625I0(2)55110例1题第(1)问中如果用电流与线圈匝数成反比的关系来解，由＝得出IA＝0.5I0就错了．应该注意到变压器有两个副线圈，电流的反比关系不成立，但电压与线圈匝数成正比的关系还是成立的，应先根据这一关系求出线圈C两端的电压，再根据条件求出C中的电流．1.如图所示，两种情况下灯泡L2、L3的功率均为P，且L1、L2、L3为相同的灯泡，匝数比n1∶n2＝3∶1，假设灯泡电阻恒定，则图甲中L1的功率和图乙中L1的功率分别为()A．P，PB．9P，PC．P，9PD．P，9P解析：选B.本题的易错之处是“因不能看透L1与原线圈的连接方式而导致不能正确选择计算题中图甲、乙中L1的功率的公式”．设灯泡的电阻为R、额定电流为I，根据＝及U2＝IR得U1＝3IR，根据功率关系得U1I1＝2I2R，解得I1＝I，故题图甲中灯泡L1的功率PL1＝，又P＝I2R，解得PL1＝9P，题图乙中L1的功率P′L1＝IR，又P＝I2R，解得P′L1＝P，选项B正确．远距离输电问题[学生用书P58]处理远距离输电问题时，应根据具体问题画出类似于如图所示的输电线路示意图，抓住输电的两头——电源和用电器；分析一条线——输电线；研究两次电压变换——升压变换和降压变换．分析方法：(1)理清“三个回路”如图所示为远距离输电的简化电路原理图．我们可以把它划分为三个回路，即图中所示的回路1、回路2和回路3.(2)抓住“两个联系”①在上图中，理想升压变压器联系了回路1和回路2，由变压器原理可以得到线圈1(匝数为n1)和线圈2(匝数为n2)中各相关量之间的关系：＝，＝，P1＝P2②理想降压变压器联系了回路2和回路3，由变压器原理可以得到线圈3(匝数为n3)和线圈4(匝数为n4)中各相关量之间的关系：＝，＝，P3＝P4(3)掌握“一个能量守恒关系”远距离输电过程中，在回路2的输电线上会损耗一小部分电功率，剩余的绝大部分电功率通过降压变压器和回路3输送到用户供其使用．整个输电过程...