高三物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 交變電流 傳感器 30 理想變壓器 遠(yuǎn)距離輸電課件.ppt

1、基礎(chǔ)自主梳理,基礎(chǔ)自主梳理,基礎(chǔ)自主梳理,基礎(chǔ)自主梳理,要點(diǎn)研析突破,要點(diǎn)一,要點(diǎn)研析突破,要點(diǎn)研析突破,例1 (多選)(2015海南卷)如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為41，原線圈與一可變電阻串聯(lián)后，接入一正弦交流電源；副線圈電路中固定電阻的阻值為R0，負(fù)載電阻的阻值R11R0，是理想電壓表.現(xiàn)將負(fù)載電阻的阻值減小為R5R0，保持變壓器輸入電流不變，此時(shí)電壓表的讀數(shù)為5.0 V，則 ( ) A.此時(shí)原線圈兩端電壓的最大值約為34 V B.此時(shí)原線圈兩端電壓的最大值約為24 V C.原線圈兩端原來(lái)的電壓有效值約為68 V D.原線圈兩端原來(lái)的電壓有效值約為48 V,要點(diǎn)研析突破,思維導(dǎo)

2、引 理想變壓器的變壓比由什么決定？加在原線圈接線柱兩端的電壓是否可視為加在變壓器繞組上的電壓？ 解析：當(dāng)電阻阻值減小為5R0時(shí)，根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)，可知R兩端的電壓為R0兩端電壓的5倍，因?yàn)殡妷罕頊y(cè)量R兩端的電壓，所以UR0=1/55 V，故副線圈兩端電壓為U2=6 V，根據(jù)變壓器的變壓比可知，原線圈兩端的電壓為24 V，因此原線圈兩端的最大值約為24 V，約為34 V,A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)樽兓^(guò)程中，變壓器的輸入電流不變，根據(jù)交流比，副線圈中電流也不變，變化前副線圈兩端的電壓U2IR0+11IR0=12IR0，變化后副線圈兩端的電壓U2IR0+5IR0=6IR0，U2=2U2，由變壓比

3、可知，原線圈兩端原來(lái)的電壓有效值約為48 V，D項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤. 答案：AD,感悟提升：對(duì)理想變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用要把握好三個(gè)決定關(guān)系： (1)電壓決定關(guān)系：輸入電壓U1決定輸出電壓U2，這是因?yàn)檩敵鲭妷篣2(n2/n1)/U1，當(dāng)U1不變時(shí)，不論負(fù)載電阻R變化與否，U2都不會(huì)改變. (2)電流決定關(guān)系：輸出電流I2決定輸入電流I1. (3)功率決定關(guān)系：輸出功率P2決定輸入功率P1.,要點(diǎn)研析突破,1如圖所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為31，在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側(cè)接在電壓為220 V的正弦交流電源上。設(shè)副線圈回路中電阻兩端的電壓為U，原、副線圈回路中電

4、阻消耗的功率比值為k，則() AU66 V，k 1/9 BU22 V，k1/9 CU66 V，k 1/3 DU22 V，k1/3,要點(diǎn)研析突破,解析：原線圈與電阻R串聯(lián)，接在220 V正弦交流電源上，有 220 V=U1+I1R，副線圈回路中R兩端電壓U即為副線圈兩端電壓U=I2R，根據(jù)理想變壓器變壓規(guī)律U1U231，又由理想變壓器變流規(guī)律得I1I2=13，整理可得(220 V-I1R)3I1R=31，解得I1R=22 V，因而U=I2R=3I1R=66 V，電阻消耗功率之比k=I12RI22R19，故A項(xiàng)正確. 答案：A,要點(diǎn)研析突破,2.(2016湖南長(zhǎng)郡中學(xué)二模)調(diào)壓變壓器就是一種自耦變

5、壓器，它的構(gòu)造如圖甲所示.線圈AB繞在一個(gè)圓環(huán)形的鐵芯上，CD之間輸入交變電壓，轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)觸頭P就可以調(diào)節(jié)輸出電壓.圖甲中兩電表均為理想交流電表，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器.現(xiàn)在CD兩端輸入圖乙所示正弦式交流電，變壓器視為理想變壓器，那么 (D) A.由乙圖可知CD兩端輸入交流電壓u的表達(dá)式為u=36 sin 100t(V) B.當(dāng)滑動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，MN之間輸出交流電壓的頻率變大 C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大，電壓表讀數(shù)也變大 D.當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，電阻R2消耗的電功率變小,要點(diǎn)研析突破,解析：由圖乙可知u=36 sin 100t(V)，A項(xiàng)

6、錯(cuò)誤;M、N之間輸出交流電壓的頻率由輸入的交流電壓的頻率決定，B項(xiàng)錯(cuò)誤;滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，R3減小，由“串反并同”可知電壓表讀數(shù)減小，電流表讀數(shù)增大，R2消耗的電功率P2=U2/R2減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確. 答案：D,要點(diǎn)研析突破,要點(diǎn)研析突破,要點(diǎn)研析突破,要點(diǎn)二,要點(diǎn)研析突破,例2 (2016貴陽(yáng)市期中測(cè)試)在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，要考慮盡量減少輸電線上的功率損失.有一個(gè)小型發(fā)電站，輸送的電功率為P=500 kW，當(dāng)使用U=5 kV的電壓輸電時(shí)，測(cè)得安裝在輸電線路起點(diǎn)和終點(diǎn)處的兩只電度表一晝夜示數(shù)相差4 800 kWh.求： (1)輸電效率和輸電線的總電阻r； (2)若想使輸電效率

7、提高到98%，又不改變輸電線，那么發(fā)電站應(yīng)使用多高的電壓向外輸電？ 思維導(dǎo)引 :什么是輸電效率？“兩只電度表一晝夜示數(shù)相差4 800 kWh”是什么意義？知道什么條件可計(jì)算輸電線的總電阻？,要點(diǎn)研析突破,解析：(1)輸送功率 P=500 kW，一晝夜輸送電能E=Pt=12 000 kWh， 輸電線上損失的電能 E=4 800 kWh， 終點(diǎn)得到的電能E=E E=7 200 kWh， 所以，輸電效率=E/E=60%. 輸電線上的電流 I=P/U=100 A, 輸電線損耗功率 Pr=I 2r， 其中Pr=E/t=200 kW, 得r=20 . (2)輸電線上損耗功率Pr=(P/U) 2r1/U2，

8、 原來(lái)Pr=200 kW，現(xiàn)在要求Pr=10 kW， 解得輸電電壓應(yīng)調(diào)節(jié)為U=22.4 kV. 答案：(1)60% 20 (2)22.4 kV,要點(diǎn)研析突破,感悟提升：遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題中，需要輸送的電功率是由用戶(hù)決定的，在題目中一般是確定的，輸電導(dǎo)線上的電流便決定于輸電的電壓，即I=P/U;導(dǎo)線上的功率損耗則決定于輸電電流和導(dǎo)線電阻，即P=I2r.解題過(guò)程中要抓住這兩個(gè)基本關(guān)系.,要點(diǎn)研析突破,4.(2015福建卷)圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，在T的原線圈兩端接入一電壓u=Umsin t的交流電源，若輸送電功率為P，輸電線的總電阻為

9、2r，不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率為( ),解析：因?yàn)閡=Umsin t，所以有U1=Um/ ，根據(jù)變壓器變壓規(guī)律有：U2=(n2u1)/n1，根據(jù)P=U2I2得 線路損失的功率為 ，所以C項(xiàng)正確，A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤. 答案：C,速效提升訓(xùn)練,1.(2015廣東卷)如圖為氣流加熱裝置的示意圖，使用電阻絲加熱導(dǎo)氣管.視變壓器為理想變壓器，原線圈接入電壓有效值恒定的交流電并保持匝數(shù)不變.調(diào)節(jié)觸頭P，使輸出電壓有效值由220 V降至110 V，調(diào)節(jié)前后( ) A.副線圈中的電流比為12 B.副線圈輸出功率比為21 C.副線圈的接入匝數(shù)比為21 D.原線圈輸入功率比為12,解析：設(shè)原線圈

10、輸入電壓為U1，原線圈的匝數(shù)為n1，副線圈輸出電壓為U2，副線圈的匝數(shù)為n2，則U1/U2=n/n2，當(dāng)副副線圈的輸出電壓降為原來(lái)的一半時(shí)，副線圈的匝數(shù)減為原來(lái)的1/2，C項(xiàng)正確；由I2=U2/R可知，副線圈的電流減為原來(lái)的一半，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由P=U2/R可知，副線圈輸出的功率減為原來(lái)的1/4，原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，因此原線圈的輸入功率也減為原來(lái)的1/4，B、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤. 答案：C,速效提升訓(xùn)練,速效提升訓(xùn)練,3.(多選)如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為112，原線圈兩端的輸入電壓u=220 sin 100t(V)，電表均為理想電表，滑動(dòng)變阻器R接入電路部分的阻值為10

11、.下列敘述中正確的是 ( ) A.該交流電的頻率為50 Hz B.電壓表的讀數(shù)為40 V C.電流表的讀數(shù)為4 A D.若滑動(dòng)變阻器的滑片P向a端移動(dòng)，電流表的讀數(shù)變大,解析：根據(jù)原線圈兩端輸入電壓的表達(dá)式可知，交流電的頻率f= /(2)=(100)/(2) Hz=50 Hz，A項(xiàng)正確；變壓器原線圈電壓的有效值為U1=220 V，利用變壓器的變壓比U1U2=n1n2，可求得U2=40 V，電壓表的讀數(shù)為40 V,B項(xiàng)錯(cuò)誤；電流表的讀數(shù)為I=U2/R=4 A,C項(xiàng)正確；若滑動(dòng)變阻器的滑片P向a端移動(dòng)，接入電路的電阻增大，而U2不變，電流表示數(shù)變小，D項(xiàng)錯(cuò)誤. 答案：D,速效提升訓(xùn)練,速效提升訓(xùn)練,速效提升訓(xùn)練,5.(2016濟(jì)南市學(xué)業(yè)水平測(cè)試)某水電站，用總電阻為2.5 的輸電線輸電給500 km外的用戶(hù)，其輸出電功率是3106 kW.現(xiàn)用500 kV電壓輸電，則下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.輸電線上輸送的電流大小為2.010 5 A B.輸電線上由電阻造成的損失電壓為15 kV C.若改用5 kV電壓輸電，則輸電線上損失的功率為910 8 kW D.輸電線上損失的功率為PU2/r，U為輸電電壓，r為輸電