基礎(chǔ)課2變壓器遠(yuǎn)距離輸電 理想變壓器 1 構(gòu)造和原理 1 構(gòu)造 如圖1所示 變壓器是由和繞在鐵芯上的組成的 知識(shí)排查 閉合鐵芯 2 原理 電磁感應(yīng)的互感現(xiàn)象 圖1 兩個(gè)線圈 2 基本關(guān)系式 P入 P出 U2I2 U3I3 UnIn 遠(yuǎn)距離輸電 圖2 U2 U3 I2R線 P損 U 答案C 小題速練 1 人教版選修3 2 P44 T2改編 有些機(jī)床為了安全 照明電燈用的電壓是36V 這個(gè)電壓是把380V的電壓降壓后得到的 如果變壓器的原線圈是1140匝 副線圈是 A 1081匝B 1800匝C 108匝D 8010匝 2 多選 如圖3所示是通過(guò)變壓器給用戶供電的示意圖 變壓器的輸入電壓是電網(wǎng)電壓 基本穩(wěn)定 輸出電壓通過(guò)輸電線輸送給用戶 輸電線的電阻用R0表示 用變阻器的電阻R表示用戶用電器的總電阻 當(dāng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上移動(dòng)時(shí) 以下說(shuō)法正確的是 圖3 A 相當(dāng)于增加用電器的個(gè)數(shù)B V1的示數(shù)隨V2示數(shù)的增大而增大C A1的示數(shù)隨A2示數(shù)的減小而減小D 變壓器的輸入功率減小解析當(dāng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上移動(dòng)時(shí) 用電器的總電阻增大 相當(dāng)于并聯(lián)的用電器數(shù)目減少 故選項(xiàng)A錯(cuò)誤 D正確 同時(shí)變壓器的輸入功率減小 由于電網(wǎng)電壓u不變 所以兩個(gè)電壓表的示數(shù)不變 故選項(xiàng)B錯(cuò)誤 由于變壓器的輸出功率決定輸入功率 所以A1的示數(shù)隨A2示數(shù)的減小而減小 故選項(xiàng)C正確 答案CD 3 人教版選修3 2 P50 T3改編 從發(fā)電站輸出的功率為220kW 輸電線的總電阻為0 05 用110V和11kV兩種電壓輸電 兩種情況下輸電線上由電阻造成的電壓損失之比為 A 100 1B 1 100C 1 10D 10 1 答案A 理想變壓器基本關(guān)系的應(yīng)用 1 理想變壓器的制約關(guān)系 2 幾種常用的變壓器 1 自耦變壓器 調(diào)壓變壓器 如圖A B所示 1 2016 江蘇單科 4 一自耦變壓器如圖4所示 環(huán)形鐵芯上只繞有一個(gè)線圈 將其接在a b間作為原線圈 通過(guò)滑動(dòng)觸頭取該線圈的一部分 接在c d間作為副線圈 在a b間輸入電壓為U1的交變電流時(shí) c d間的輸出電壓為U2 在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中 圖4 A U2 U1 U2降低B U2 U1 U2升高C U2 U1 U2降低D U2 U1 U2升高 答案C 2 在變電站里 經(jīng)常要用交流電表監(jiān)測(cè)電網(wǎng)上的強(qiáng)電流 所用的器材叫電流互感器 如圖所示 能正確反映其工作原理的是 答案A 圖5 答案B 4 2018 天津和平質(zhì)量調(diào)查 如圖6甲所示電路中 L1 L2 L3為三只 6V3W 的燈泡 變壓器為理想變壓器 各電表均為理想電表 當(dāng)ab端接如圖乙所示的交變電壓時(shí) 三只燈泡均正常發(fā)光 下列說(shuō)法正確的是 A 變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1 2B 副線圈兩端輸出的交流電頻率為50HzC 電流表的示數(shù)為0 5AD 電壓表的示數(shù)為18V 圖6 答案B 理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析 常見(jiàn)的兩種情況常見(jiàn)的理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題一般有兩種 匝數(shù)比不變的情況和負(fù)載電阻不變的情況 A 副線圈交變電流的頻率是100HzB 電壓表的示數(shù)為4VC 滑動(dòng)變阻器兩端的電壓先變大后變小D 電流表的示數(shù)變大 圖7 答案BD 2 2018 山東濟(jì)寧一模 如圖8所示 理想變壓器的輸入端通過(guò)燈泡L1與輸出電壓穩(wěn)定的正弦式交流電源相連 副線圈通過(guò)導(dǎo)線與兩個(gè)相同的燈泡L2和L3相連 開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S處于斷開(kāi)狀態(tài) 當(dāng)S閉合后 所有燈泡都能發(fā)光 下列說(shuō)法正確的是 A 燈泡L1變亮B 燈泡L2變亮C 原線圈兩端電壓不變D 副線圈兩端電壓變大 圖8 答案A 3 多選 如圖9所示 發(fā)電機(jī)中線圈的匝數(shù)為N 面積為S 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 電流表和電壓表為理想電表 定值電阻的阻值為R 其余電阻均不計(jì) 當(dāng)變壓器副線圈上的滑片P在圖示位置時(shí) 變壓器的匝數(shù)比n1 n2 1 2 開(kāi)始時(shí)發(fā)電機(jī)線圈與磁場(chǎng)垂直 下列判斷正確的是 圖9 答案BC 4 2018 廣東東莞市聯(lián)考 多選 如圖10所示 電源輸出電壓不變 要使電路中電流表示數(shù)變大 可采用的方法有 A 將R上的滑片向上移動(dòng)B 將R上的滑片向下移動(dòng)C 將開(kāi)關(guān)S擲向1D 將開(kāi)關(guān)S擲向2 圖10 解析輸入的電壓和匝數(shù)比不變 輸出的電壓也不變 當(dāng)滑片向上移動(dòng)時(shí) 副線圈所在電路的電阻變小 所以電流要增加 電流表示數(shù)增大 故選項(xiàng)A正確 當(dāng)滑片向下移動(dòng)時(shí) 副線圈所在電路的電阻變大 所以電流要變小 故選項(xiàng)B錯(cuò)誤 將開(kāi)關(guān)S擲向1 原線圈的匝數(shù)變大 由電壓與匝數(shù)成正比可得 副線圈的輸出電壓要減小 副線圈所在電路的電阻不變 所以電流要減小 故選項(xiàng)C錯(cuò)誤 將開(kāi)關(guān)S擲向2時(shí) 原線圈的匝數(shù)減小 副線圈的輸出電壓要變大 副線圈所在電路的電阻不變 所以電流要增大 故選項(xiàng)D正確 答案AD 變壓器與電路動(dòng)態(tài)分析相結(jié)合問(wèn)題的分析方法 1 分清不變量和變量 2 弄清理想變壓器中電壓 電流 功率之間的聯(lián)系和相互制約關(guān)系 3 利用閉合電路歐姆定律 串并聯(lián)電路特點(diǎn)進(jìn)行分析判定 遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的 三二一 1 理清三個(gè)回路 遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題 1 一臺(tái)該型號(hào)的柴油發(fā)電機(jī)給災(zāi)民臨時(shí)安置區(qū)供電 如圖11所示 發(fā)電機(jī)到安置區(qū)的距離是400m 輸電線路中的火線和零線均為GBCZ60型單股銅導(dǎo)線 該型號(hào)導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電阻為2 5 10 4 安置區(qū)家用電器的總功率為44kW 當(dāng)這些額定電壓為220V的家用電器都正常工作時(shí) 圖11 A 輸電線路中的電流為20AB 發(fā)電機(jī)的實(shí)際輸出電壓為300VC 在輸電線路上損失的電功率為8kWD 如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)出的是正弦式交變電流 則其輸出電壓最大值是300V 答案C 2 2018 湖北黃岡中學(xué)模擬 多選 如圖12所示 為了減少輸電線路中的電力損失 發(fā)電廠發(fā)出的電通常是經(jīng)過(guò)變電所升壓后通過(guò)遠(yuǎn)距離輸送 再經(jīng)過(guò)變電所將高壓變?yōu)榈蛪?某變電所將電壓u0 11000sin100 t V 的交流電降為220V供居民小區(qū)用電 則該變電所變壓器 圖12 A 原 副線圈匝數(shù)比為50 1B 原線圈中電流的頻率是50HzC 原線圈的導(dǎo)線比副線圈的要粗D 輸入原線圈的電流等于居民小區(qū)各用電器電流的總和 答案AB 3 2018 湖南株洲一模 多選 某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中研究遠(yuǎn)距離輸電 由于輸電線太長(zhǎng) 他將每100米導(dǎo)線卷成一卷 共卷成8卷來(lái)代替輸電線路 忽略輸電線路的自感作用 第一次直接將輸電線與學(xué)生電源及用電器相連 測(cè)得輸電線上損失的功率為P1 第二次采用如圖13所示的電路輸電 其中理想變壓器T1與電源相連 其原 副線圈的匝數(shù)比為n1 n2 理想變壓器T2與用電器相連 測(cè)得輸電線上損失的功率為P2 下列說(shuō)法正確的是 圖13 答案BC 理想變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用 題源 人教版選修3 2 P44 T3 當(dāng)變壓器一個(gè)線圈的匝數(shù)已知時(shí) 可以用下面的方法測(cè)量其他線圈的匝數(shù) 把被測(cè)線圈作為原線圈 用匝數(shù)已知的線圈作為副線圈 通入交流 測(cè)出兩線圈的電壓 就可以求出被測(cè)線圈的匝數(shù) 已知副線圈有400匝 把原線圈接到220V的線路中 測(cè)得副線圈的電壓是55V 求原線圈的匝數(shù) 拓展1 2015 江蘇單科 1 一電器中的變壓器可視為理想變壓器 它將220V交變電流改變?yōu)?10V 已知變壓器原線圈匝數(shù)為800 則副線圈匝數(shù)為 A 200B 400C 1600D 3200 答案B 拓展2如圖14所示 理想變壓器原線圈的匝數(shù)為n1 副線圈的匝數(shù)為n2 原線圈的兩端a b接正弦交流電源時(shí) 電壓表的示數(shù)為220V 電流表的示數(shù)為0 20A 已知負(fù)載電阻R 44 則下列判斷正確的是 A 原線圈和副線圈的匝數(shù)比為2 1B 原線圈和副線圈的匝數(shù)比為5 1C 電流表的示數(shù)為0 1AD 電流表的示數(shù)為0 4A答案B 圖14 拓展3 2016 全國(guó)卷 19 多選 如圖15 理想變壓器原 副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b 當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時(shí) 兩燈泡均能正常發(fā)光 下列說(shuō)法正確的是 A 原 副線圈匝數(shù)比為9 1B 原 副線圈匝數(shù)比為1 9C 此時(shí)a和b的電功率之比為9 1D 此時(shí)a和b的電功率之比為1 9 圖15 答案AD 拓展4 2016 全國(guó)卷 16 一含有理想變壓器的電路如圖16所示 圖中電阻R1 R2和R3的阻值分別為3 1 和4 為理想交流電流表 U為正弦交流電源 輸出電壓的有效值恒定 當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí) 電流表的示數(shù)為I 當(dāng)S閉合時(shí) 電流表的示數(shù)為4I 該變壓器原 副線圈匝數(shù)比為 A 2B 3C 4D 5 圖16 答案B 甲乙