10-2变压器和远距离输电

10-2变压器和远距离输电

一、选择题

1．在变电站里，经常要用交流电表监测电网上的强电流．所用的器材叫电流互感器，如下图所示中，能正确反映其工作原理的是

( )

[答案] A

[解析] 电流互感器的工作目的是把大电流变为小电流，因此原线圈的匝数少、副线圈的匝数多，监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中． 2.

如上图，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 ＝U 0sinωt 的交流电源，副线圈接一个R ＝27.5Ω的负载电阻．若U 0＝2202V ，ω＝100πrad/s ，则下述结论正确的是( )

A ．副线圈中电压表的读数为55V

B ．副线圈中输出交流电的周期为1100π

s C ．原线圈中电流表的读数为0.5A

D ．原线圈中的输入功率为1102W

[答案] AC

[解析] 副线圈中电压表读数为副线圈电压的有效值U 2＝n 2U 02n 1

＝55V ，A 对．副线圈中交流电的周期等于原线圈中交流电源电压的

周期T ＝2πω＝150s ，B 错．原线圈中的电流I 1＝I 2n 2n 1＝U 2n 2Rn 1

＝0.5A ，C 对．原线圈中的输入功率P ＝U 0I 12＝110W ，D 错． 3．(2011·浙江)

如上图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n 1＝800和n 2＝200的两个线圈，上线圈两端与u ＝51sin314tV 的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是( )

A ．2.0V

B ．9.0V

C ．12.7V

D ．144.0V

[答案] A

[解析] 本题考查理想变压器和交流电的有效值，意在考查考生对基本概念的理解能力．由题意知原线圈的有效值为U 1＝512V ，若磁通量无损失，则根据U 1n 1＝U 2n 2得U 2＝512×200800

V ＝9.0V .因铁芯不是闭合的，考虑到漏磁的影响，n 2线圈两端电压的有效值应小于9V ，故只有选项A 正确．

4．(2011·连云港模拟)在某交流电路中，有一正在工作的变压器，原、副线圈的匝数分别为n 1＝600匝、n 2＝120匝，电源的电压为U ＝311sin100πt(V)，原线圈中串联一个额定电流为0.2A 的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则( )

A ．副线圈电流的最大值不能超过1A

B ．副线圈电流的有效值不能超过1A

C ．无论副线圈电流有多大，保险丝总不会被烧毁

D ．负载功率不能超过44W

[答案] BD

[解析] 保险丝的额定电流指有效值，由电流与线圈匝数的关系I 1I 2＝n 2n 1

及原线圈中电流的有效值 I 1≤0.2A ，得副线圈中的电流有效值I 2≤1A ，则副线圈电流的最大值不能超过2I 2＝2A.再由电压与线圈

匝数的关系U 1U 2＝n 1n 2及原线圈两端的电压的有效值U 1＝U 1m 2

＝220V ，得副线圈两端电压的有效值U 2＝44V ，则有P ＝U 2I 2<44W ，故A 、C 选项错，B 、D 选项正确．

5. (2011·南通一调)

如上图所示的电路中，A 1、A 2为相同的电流表，电阻R 1、R 2的阻值相同，线圈 L 的电阻不计. 理想变压器原线圈接入u ＝U m sin2πft 的交变电流后，电流表A 1、A 2的示数分别为I 1、I 2，则( )

A ．U m 增大时，I 1增大

B ．f 不变，U m 增大时，I 2减小

C ．U m 不变，f 增大时，I 1增大

D ．U m 不变，f 增大时，I 2减小

[答案] AD

[解析] 根据理想变压器的变压比U 1U 2＝n 1n 2

，当U m 变大，则可知副线圈两端的电压也增大，根据欧姆定律可知I 1增大，A 对，B 错；当交变电流的频率变大时，电感线圈的感抗增大，但是副线圈两端电压保持不变，故根据欧姆定律可判断I 1不变， I 2应变小，C 错，D 对．

6．(2011·新课标全国卷)如下图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1∶2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V ，额定功率为22W ；原线圈电路中接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用U 和I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则

( )

A ．U ＝110V ，I ＝0.2A

B ．U ＝110V ，I ＝0.05A

C ．U ＝1102V ，I ＝0.2A

D ．U ＝1102V ，I ＝0.22A

[答案] A

[解析] 本题考查的是交变电流的有效值、功率及变压器的有关知识，意在考查学生对交变电流知识的理解和综合应用．交流电压表、电流表测得的是交变电流的有效值，由灯泡正常发光可知，变压器的输出电压为220V ，而变压器的输入与输出电压之比等于原副线圈的匝数比，故变压器的输入电压为110V ，电压表的示数为110V ，又因

为变压器的输入功率等于输出功率，因此可知变压器的输入电流为0.2A ，故选项A 正确．

7．(2011·济南模拟)一理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝11∶5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u 随时间t 的变化规律如图所示，副线圈仅接入一个10Ω的电阻．则( )

A ．流过电阻的最大电流是20A

B ．与电阻并联的电压表的示数是141V

C ．变压器的输入功率是1×103W

D ．在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热是2×103J

[答案] C

[解析] 由交流电压u 随时间t 的变化规律可知，输入最大电压

为2202V ，由电压关系可知U 1U 2＝n 1n 2

，可得输出电压的最大值为1002V ，电压有效值为100V ，最大电流为102A ，电流有效值为10A ，选项A 错误；电压表示数应为电压有效值，因此选项B 错误；变压器的输出输入功率相等，可得P ＝UI ＝1×103W ，选项C 正确；在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热为Q ＝I 2Rt ＝20J ，选项D 错误．

8．(2011·南京模拟)如下图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b 是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R ＝10Ω，其余电阻均不计，从某时刻开始在原线圈c 、d 两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法中正确的是( )

A ．当单刀双掷开关与a 连接时，电压表的示数为22V

B ．当单刀双掷开关与a 连接且t ＝0.01s 时，电流表示数为零

C ．当单刀双掷开关由a 拨向b 时，原线圈的输入功率变大

D ．当单刀双掷开关由a 拨向b 时，副线圈输出电压的频率变为25Hz

[答案] AC

[解析] 原线圈输入电压的有效值为U 1＝3112

V ＝220V ，当单刀双掷开关与a 连接时，U 2＝110

U 1＝22V , A 选项正确；当t ＝0.01s 时，电流表示数不为零，电流表测量的是有效值，B 选项错误；当单刀双

掷开关由a 拨向b 时，U 2′＝15

U 1＝44V ，输出功率增大，原线圈的输入功率也增大，此时输出电压的频率不变，C 选项正确，D 选项错误．

二、非选择题

9．在远距离输电时，要尽量考虑减少输电线上的功率损失．有一个电站，输送的电功率P ＝500kW ，当使用U ＝5kV 的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电能表一昼夜表示数相差4800kW·h.求：

(1)输电效率η和输电线总电阻r .

(2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电．

[答案] (1)60% 20Ω (2)22.4kV

[解析] (1)由于输送功率P ＝500kW ，一昼夜输送电能E ＝Pt ＝12000kW·h ，终点得到的电能E ′＝7200kW·h ，因此效率η＝60%.

输电线上的电流可由I ＝P U

计算，I ＝100A ，而输电线损耗功率可由P r ＝I 2

r 计算，其中P r ＝480024kW ＝200kW ，因此可求得r ＝20Ω. (2)输电线上损耗功率P r ＝? ????P U 2r ∝1U 2，原来P r ＝200kW ，现在要求P r ′＝10kW ，计算可得输电电压应调节为U ′＝22.4kV .

10．一台理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，原线圈接u ＝1002sin100πt(V)的交变电压、副线圈两端用导线接规格为“6V 12W ”的小灯．已知导线总电阻r ＝0.5Ω，试求：副线圈应接几盏小灯？这些小灯应如何连接才能使这些小灯都正常发光？

[答案] 4盏 并联

[解析] 由U 1U 2＝n 1n 2

，副线圈两端电压的有效值 U 2＝U n 2n 1＝100×110

V ＝10V 导线上的电压U 线＝10V －6V ＝4V

副线圈中的输出电流I 2＝40.5

A ＝8A 每个小灯的额定电流I ＝P U ＝126

A ＝2A 应接小灯的盏数：n ＝82

＝4(盏) 连接方式为并联．

11．某电站输送电压为U ＝6000V ，输送功率为P ＝500kW ，这时安装在输电线路的起点和终点的电度表一昼夜里读数相差

4800kW·h(即4800度)，试求：

(1)输电线的电阻；

(2)若要使输电损失的功率降到输送功率的2%，电站应使用多高的电压向外输电？

[答案] (1)28.8Ω (2)2.68×104V

[解析] (1)因为两地的电度表读数之差即为线路损失的电能，由此可求线路损失的功率：

P 损＝W 损t ＝4800kW·h 24h

＝200kW 又由P 损＝I 2

R ＝(P U )2R 得： R ＝P 损P 22＝2000005000002×60002Ω＝28.8Ω (2)要使输电损失的功率降到输送功率的2%，则有

P 损′＝500kW ×2%＝10kW

由上面的式子可得：

U ′＝P R P 损′＝500000×28.810000

V ≈2.68×104V 12．三峡水利枢纽工程是长江流域治理开发的关键工程，是中国规模最大的水利工程，枢纽控制流域面积为1.0×106km 2，占长江流域面积的56%，坝址处年平均流量为Q ＝4.51×1011m 3.水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面．在发电方面，三峡电站安装水轮发电机组26组，总装机容量(指26台发电机组同时工作的总发电功率)为P ＝1.82×107kW ，年平均发电量约为W ＝8.40×1010kW·h.该工程已全部竣工，电站主要向华中、华东电网供电，以缓解这两个地区的供电紧张局面．阅读上述资料，解答下列问题(水的密度ρ＝1.0×103kg/m 3，g 取10m/s 2)：

(1)若三峡电站上、下游水位差按h ＝100m 计算，试推导三峡电站将水流的势能转化为电能的效率η的公式，并计算出效率η的数值．

(2)若26台发电机组全部建成并发电，要达到年发电量的要求，每台发电机组平均发电时间t 为多少天？

(3)将该电站的电能输送到华中地区，送电功率P 1＝4.5×105kW ，采用超高压输电，输电电压为U ＝500kV ，而发电机输出的电压约为U 0＝18kV .若输电线上损耗的功率为输电功率为5%，求发电站的升压变压器原、副线圈的匝数比和输电线路的总电阻．

[答案] (1)η＝W Qρgh 67% (2)192.3天 (3)9250

27.8Ω [解析] (1)一年中水流做功(即减少的势能)

W ′＝Qρgh.

水流的势能转化为电能的效率η＝W W ′＝W Qρgh

将数据代入上式得η≈67%.

(2)设每台发电机组平均年发电n 天，则W ＝Pt

即P ×n ×24＝W

所以n ＝W 24P ＝8.40×10101.82×107×24

天≈192.3天 (3)升压变压器原、副线圈的匝数比n 1n 2＝U 0U ＝18500＝9250

输电线上的电流I ＝P 1U

＝900A 损失功率P 损＝5%P 1＝I 2r ，所以r ≈27.8Ω

(完整word版)变压器和远距离输电_含答案

变压器和远距离输电 重点突破 知识点一理想变压器的原理及基本关系式 由于理想变压器没有漏磁和能量损失，所以穿过原、副线圈的磁通量ф相等，磁通量的变化率 △ф/△t 也总是相等，这种使原、副线圈产生的感应电动势与原、副线圈的匝数成正比．故变压器的工作原理是电磁感应（互感现象）． 变压器的基本规律可概括为“三变三不变”，即：可改变交流 的电压、电流、等效电阻；不能改变功率、频率和直流的电压。 变压器的变压比: U 1／n 1 = U 2／n 2= U 3／n 3 =… = ΔU ／Δn = k 变压器的变流比: n 1I 1=n 2I 2+n 3I 3+…… 理想变压器的输入功率由输出功率决定： 22 11222 2 22111/R n U n R U U I U I P ??? ? ??==== 【应用1】如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为n 1：n 2=4:1，原线圈回路中的电 阻A 与副线圈回路中的负载电阻B 的阻值相等。a 、b 端加一定交变电流电压后，两电阻消耗的电功率之比P A ：P B = 和电阻两端的电压之比U A ：U B = 。 知识点二远距离输电 1、远距离输电示意图 2、几个常用关系式： 若发电站输出电功率为P ，输出电压为U ，用户得到的电功率为P ’，用户得到的电压为U ’，输电导线的总电阻为R 。（如图） ①导线损失的电压△U=U-U ’=IR 。 ②输电电流I=P/U=（U-U ’）/R 。 ③输电导线上损失的电功率P 损= P-P ’=I 2R=P 2R/U 2 。 由以上公式可知，当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的n 倍，输电导线上损 耗的功率就减少到原来的1/n 2 。 【应用2】 学校有一台应急备用发电机，内阻为r =1Ω，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻为R =4Ω，全校22个教室，每个教室用“220V ，40W ”的灯6盏，要求所有灯都正常发光，则： （1）发电机的输出功率多大？ （2）发电机的电动势多大？ （3）输电线上损耗的电功率多大？ B n 1 n 2 A a b U ~

远距离输电问题的处理思路及基本关系

1 远距离输电问题的处理思路及基本关系 1．远距离输电的处理思路 对高压输电问题，正确画出输电过程示意图并在图上标出各物理量．按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”，或从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析． 2．远距离高压输电的几个基本关系(以图1为例 ) 图1 (1)功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P 损＋P3. (2)电压、电流关系：U1U2＝n1n2＝I2I1，U3U4＝n3n4＝I4I3，U2＝ΔU ＋U3，I2＝I3＝I 线． (3)输电电流：I 线＝P2U2＝P3U3＝U2－U3R 线 . (4)输电线上损耗的电功率：P 损＝I 线·ΔU ＝I2线R 线＝(P2U2)2R 线． 当输送功率一定时，输电电压增大到原来的n 倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的1n2 . 对点例题 发电机输出功率为100 kW ，输出电压是250 V ，用户需要的电压是220 V ，输电线电阻为10 Ω.若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求： (1)画出此输电线路的示意图； (2)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比； (3)用户得到的电功率是多少？ 解题指导 (1)输电线路的示意图如图所示， (2)输电线损耗的功率P 线＝100×4% kW ＝4 kW ， 又P 线＝I22R 线 所以输电线电流I2＝I3＝ P 线R 线 ＝20 A 原线圈中输入电流I1＝P U1＝100 000250 A ＝400 A 所以n1n2＝I2I1＝20400＝120 这样U2＝U1n2n1＝250×20 V ＝5 000 V U3＝U2－U 线＝5 000 －20×10 V ＝4 800 V

变压器与远距离输电电路动态分析+Word版含解析

1．变压器联系着两个电路：原线圈电路、副线圈电路．原线圈在原线圈电路中相当于一用电器．副线圈在副线圈电路中相当于电源． 2．远距离输电示意图中涉及三个电路，在中间的远距离输电线路中升压变压器的副线圈、导线、降压变压器的原线圈相当于闭合回路的电源、电阻、用电器． 1．(多选)(2019·山东泰安市3月第一轮模拟)如图1，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡P和Q.当输入电压U为灯泡额定电压的8倍时，两灯泡均能正常发光．下列说法正确的是() 图1 A．原、副线圈匝数比为1∶7 B．原、副线圈匝数比为7∶1 C．此时P和Q的电功率之比为7∶1 D．此时P和Q的电功率之比为1∶7 2．(多选)(2019·四川广元市第二次统考)如图2所示，一小型发电机与理想变压器连接给两只完全相同的灯泡P、Q供电，电流表A为理想电表，线圈和导线的电阻不计，开关S闭合时两灯泡正常发光．保持其他条件不变，开关由闭合到断开．则() 图2 A．电流表的示数不变，P中电流的频率变为原来的2倍 B．电流表的示数变为原来的一半，P中电流的频率不变 C．带动发电机线圈转动的外力的功率变小，且P灯亮度不变 D．带动发电机线圈转动的外力的功率变大，且P灯变亮 3．(多选)(2020·广东深圳市调研)如图3所示，理想变压器原副线圈匝数之比为1∶2，正弦交流电源电压为U＝12 V，电阻R1＝1 Ω，R2＝2 Ω，滑动变阻器R3最大阻值为20 Ω，滑片P 处于中间位置，则()

图3 A．R1与R2消耗的电功率相等 B．通过R1的电流为3 A C．若向上移动P，电源输出功率将变大 D．若向上移动P，电压表读数将变大 4．(多选)(2019·湖北4月份调研)如图4所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2＝2∶1，输入端接在u＝302sin 100πt(V)的交流电源上，R1为电阻箱，副线圈连在电路中的电阻R＝10 Ω，电表均为理想电表．下列说法正确的是() 图4 A．当R1＝0时，电压表的读数为30 V B．当R1＝0时，若将电流表换成规格为“5 V 5 W”的灯泡，灯泡能够正常发光 C．当R1＝10 Ω时，电流表的读数为1.2 A D．当R1＝10 Ω时，电压表的读数为6 V 5．(2020·重庆一中月考)调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图5所示，线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间加上输入电压，当滑动触头P转动时，改变了副线圈匝数，从而调节输出电压．图中A为交流电流表，V为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C、D两端接恒压交流电源，变压器可视为理想变压器，则() 图5 A．当滑动变阻器滑片向下滑动时，电压表读数变大 B．当滑动变阻器滑片向下滑动时，电流表读数变小 C．当变压器滑动触头P逆时针转动时，M、N之间的电压变大 D．当变压器滑动触头P顺时针转动时，变压器输出功率变大 6．(2019·河南名校联盟高三下学期2月联考)在海外旅游时，某游客从J国带回一把标有“110 V60 Hz880 W”的电咖啡壶，该电咖啡壶利用电热丝加热．在我国，为使电咖啡壶能正常工作，需要通过变压器与市电相连．下列说法正确的是()

变压器动态和远距离输送(精简)

1、减小输电导线上电能损失的两种方法。① 。② 。 2、在远距离送电时，如果输送电压为U ，输送功率为P ，输电线的电阻为r ，则输电线上损失功率为______，损失电压为______，用户得到电压为______，用户得到的功率为______． 3用理想变压器给负载（所有负载都是并联的）供电，下列措施哪些可以增加变压器的输入功率（ ） A ．只增加原线圈的匝数 B. 只减少负载 C. 只增加负载 D. 只增加副线圈的匝数 4.如图，一理想变压器原线圈接入一交变电源，副线圈电路中R 1、R 2、R 3和R 4均为固定电阻，开关S 是闭合的.V 1和V 2为理想电压表，读数分别为U 1和U 2；、A 1,A 2和A 3为理想电流表，读数分别为I 1、I 2和I 3.现断开S ，U 1数值不变，下列推断中正确的是( ) A ．U 2变小，I 3变小 B ．U 2不变、I 3变大 C ．I 1变小、I 2变小 D ．I 1变大、I 2变大 5.图3示为一理想变压器的电路图，图中S 为单刀双掷开关，P 为滑动变阻器R 的滑动头，U l 为加在原线圈两端的交变电压，I 1为原线圈中的电流，则下列说法中正确的是（ ） A ．若保持U 1及P 的位置不变，S 由a 合到b 时，I 1将增大 B ．若保持U 1及P 的位置不变，S 由b 合到a 时，R 消耗的功率将增大 C ．若保持U 1不变，S 接在a 处，使P 向上滑时，I 1将增大 D ．若保持P 位置不变，S 接在a 处，使U l 增大时，I 1将增大 6、如图中变压器原线圈接交流高压，降压后通过输电线给用电器供电，当电键S 断开时图中两电表示数电压U 和电流I 变化为 （ ） A ．均变大 B ．U 变大，I 变小 C ．均变小 D ．U 变小，I 变大 7.如图所示电路中的变压器为理想变压器,S 为单刀双掷开关,P 是滑动变阻器R 的滑动触头,U 1为加在原线圈两端的交变电压,I 1、I 2分别为原线圈和副线圈中的电流,下列说法正确的是 （ ） A.保持P 的位置及U 1不变,S 由b 切换到a,则R 上消耗的功率减小 B.保持P 的位置及U 1不变,S 由a 切换到b,则I 2减小 C.保持P 的位置及U 1不变,S 由b 切换到a,则I 1增大 D.保持U 1不变,S 接在b 端,将P 向上滑动,则I 1减小 8．输电线的电阻共计r ，输送的电功率是P ，用电压U 送电，则用户能得到的电功率是（ ） A 、P B 、2()P P r U - C 、2 U P r - D 、2()P r U 9．关于减少远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是( )． A ．由功率P ＝U 2 R ，应降低输电电压，或增大导线电阻 B ．由P ＝IU ，应降低输电电压，或减小 电流输电 C ．由P ＝I 2 R ，应减小导线电阻，或减小输电电流 D ．上述说法均不对 10．某发电机的端电压为U ，经总电阻为R 的输电线向远方用户输送功率为P 的电能，则下列说 法中不正确的是( ) A ．输电线上的电流为P U B ．输电线上消耗的电功率为P 2R U 2 C ．输电线用户一端的电压为U －P U R D ．输电线上消耗的电功率为U 2 R 11．发电厂发电机的输出电压为U 1，发电厂至用户的输电导线的总电阻为R ，通过输电导线的电 流为I ，输电线末端的电压为U 2，下面选项表示输电导线上损耗的功率的是( ) A . U 21R B . U 1－U 2 2R C ．I 2R D ．I(U 1－U 2) 12．在如图2所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有( ) A ．升压变压器的输出电压增大 B ．降压变压器的输出电压增大 C ．输电线上损耗的功率减小 D ．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 13．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机的输出电压为200 V ，输电线总电阻为r ，升压变压器原副线圈匝数分别为n 1、n 2，降压变压器原副线圈匝数分别为n 3、n 4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V 的用电器正常工作，则( ) A .n 2n 1>n 3n 4 B .n 2n 1

远距离输电电路的分析与计算.

专题复习：远距离输电电路的分析与计算 适用学科物理适用年级高二 适用区域人教版课时时长（分钟）60分钟 知识点1.高压输电 2.远距离输电线路的基本构成 教学目标一．知识与技能 1. 了解交变电流从变电站到用户的输电过程． 2．知道远距离输电时输电线上的损失与哪些因素有关，理解高压输电的道理．3．知道远距离输电线路的基本构成，会对简单的远距离输电线路进行定量计算二．过程与方法 通过高压输电的计算分析，掌握电能损失和计算

三．情感态度价值观 通过高压输电的计算，体验电能转化为内能的思想教学重点远距离输电时输电线上的损失与哪些因素有关 教学难点对简单的远距离输电线路进行定量计算

教学过程 一、复习预习 理想变压器的特点及规律 1．理想变压器的特点 2．电动势关系 3．电压关系 4．功率关系 5．电流关系 理想变压器的制约关系和动态分析 1．电压制约 2 . 电流制约 3．负载制约4．对理想变压器进行动态分析的两种常见情况

二、知识讲解 课程引入： 电能从发电厂到远方用户的传输过程，可用下图表示，其中r表示输电线的总电阻，I表示输电线上的电流．用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗？

考点/易错点1 输电线上的电压损失和功率损失 1．输电电流 输电电压为U ，输电功率为P ，则输电电流I ＝P U . 2．电压损失 输电线始端电压U 与输电线末端电压U ′的差值． ΔU ＝U －U ′＝IR. 3．功率损失 远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损失，损失的电功率 (1)ΔP ＝I 2R (2)ΔP ＝I ΔU (3)ΔP ＝ΔU 2R

变压器和远距离输电--专题复习

第2讲 变压器 电能的输送 1.如图所示，理想变压器有两个副线圈，L 1、L 2是两盏规格为“8 V ,10 W”的灯泡，L 3、L 4是两盏规格为“6 V ,12 W”的灯泡，当变压器的输入电压为U 1＝220 V 时，四盏灯泡恰好都能正常发光，如果原线圈的匝数n 1＝1100匝，求： (1)副线圈的匝数n 2、n 3? (2)电流表的读数？ 2. (多选)如图所示，理想变压器输入端接在电动势随时间变化、内阻为r 的交流电源上，输出端接理想电流表及阻值为R 的负载，变压器原、副线圈匝数的比值为 r ∶R 。如果要求负载上消耗的电功率最大，则下列说法正确的是( AB ) A ．交流电源的效率为50% B ．电流表的读数为 E m 22Rr C ．负载上消耗的热功率为E 2m 4r D ．该交流电源电动势的瞬时值表达式为e ＝ E m sin100πt V 考点2 理想变压器的动态分析

常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。 1．匝数比不变的情况(如图所示) (1)U 1不变，根据 U 1U 2＝n 1 n 2 ，输入电压U 1决定输出电压U 2，可以得出不论负载电阻R 如何变化，U 2不变。 (2)当负载电阻发生变化时，I 2变化，根据输出电流I 2 决定输入电流I 1，可以判断I 1的变化。 (3)I 2变化引起P 2变化，根据P 1＝P 2，可以判断P 1的变化。 2．负载电阻不变的情况(如图所示) (1)U 1不变，n 1 n 2发生变化，U 2变化。 (2)R 不变，U 2变化，I 2发生变化。 (3)根据P 2＝U 22 R 和P 1＝P 2，可以判断P 2变化时，P 1发生变化，U 1不变时，I 1发生变化。 3．分析动态问题的步骤 3.有一种调压变压器的构造如图所示。线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上，C 、D 之间加上输入电压，转动滑动触头P 就可以调节输出电压。图中为交流电流表， 为交流电压表， R 1、R 2为定值电阻，R 3为滑动变阻器，C 、D 两端接正弦交流电源，变压器可视为理想变压 器，则下列说法正确的是 ( A ) A ．当R 3不变，滑动触头P 顺时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小 B ．当R 3不变，滑动触头P 逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小 C ．当P 不动，滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电流表读数变小，电压表读数变小 D ．当P 不动，滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流 表的读数变大，电压表的读数变大 4.[2017·湖南长沙模拟](多选)如图，一理想变 压器

高中物理【变压器 远距离输电】典型题(带解析)

高中物理 【变压器 远距离输电】典型题 1．如图所示，半径为L ＝1 m 的金属圆环，其半径Oa 是铜棒，两者电阻均不计且接触良好．今让Oa 以圆心O 为轴，以角速度ω＝10 rad/s 匀速转动，圆环处于垂直于环面、磁感应强度为B ＝2 T 的匀强磁场中．从圆心O 引出导线，从圆环上接出导线，并接到匝数比为n 1∶n 2＝1∶4的理想变压器原线圈两端．则接在副线圈两端的理想电压表的示数为 ( ) A ．40 V B ．20 V C ．80 V D ．0 解析：选D ．由于Oa 以圆心O 为轴，以角速度ω＝10 rad/s 匀速转动，产生恒定的感应电动势，变压器铁芯中磁通量不变，接在副线圈两端的理想电压表的示数为0，选项D 正确． 2.在如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝22∶1，原线圈接u 1＝2202sin 100πt (V)的交变电流，电阻R ＝10 Ω，电流表、电压表均为理想电表，则( ) A ．电压表的读数为10 2 V B ．电流表的读数为22 A C ．电阻R 消耗的功率为10 2 W D ．变压器的输入功率为10 W 解析：选D ．输入电压的有效值为U 1＝E m 2 ＝220 V ，根据U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2n 1U 1＝10 V ，故选项A 错误；电流表的示数为I 2＝U 2R ＝1 A ，故选项B 错误；电阻消耗的功率为P 2＝U 2I 2＝10 W ，故选项C 错误；理想变压器的输入电功率等于副线圈回路负载消耗功率，故选项D 正确． 3.如图所示，理想变压器原、副线圈中分别接有电阻R 1、R 2，R 1＝R 2＝10 Ω，原、副

高中物理-远距离输电

远距离输电 前面我们学习了电磁感应现象和交流电发电机，我们就可以大量地生产电能，以供民用和企业生产使用。 比如，葛洲坝电站通过发电机把水的机械能转化为电能，发电功率可达271.5万千瓦。可这么多的电能当然要输到用电的地方去，下面我们来研究电能的输送有关知识。 电能的输送 问题：发电站发出的电能是怎样输送到远方的呢？ 如：葛洲坝电站发出的电是怎样输送到武汉、上海等地的呢？ 答案是，通过电线输送的。而且是，通过架设很高的（考虑危险性）、很粗的高压电线输送的，这是为什么呢？ 因为电能的输送电能损失很大。电能为何损失呢？ 电能的输送电能损失 如果不考虑升压变压器与降压变压器的使用，电能按照发电厂的电压进行输送，那么，最基本的输送电能模式如图所示：

由于发电厂和用电端距离很远，比如陕北榆林发电供京津冀地区使用，线路特别长。我们根据电阻与电阻率关系式： 可知，总的电阻非常大，因此会有很大的能量（功率）损失，转化为电线上的焦耳热。 不难得出损耗的功率为： 根据欧姆定律可知，输电线上还会有很大的电压降低。 输电要用导线，导线当然有电阻，如果导线很短，电阻很小可忽略，而远距离输电时，导线很长，电阻大不能忽略。 电流通过很长的导线要发出大量的热，如：河南平顶山至湖北武昌的高压输电线电阻约400欧，如果通的电流是100安，每秒钟导线发热就是400万焦耳。这些热都散失到大气中，白白损失了电能。所以，输电时，必须设法减小导线发热损失。 为什么采用高压输电 问题：如何减小导线发热（能量消耗）呢？

由焦耳定律的公式Q=I2Rt，减小发热Q有以下三种方法： 一是减小输电时间t， 二是减小输电线电阻R， 三是减小输电电流I。 哪种方法能被实际使用呢？第一种方法等于停电，没有实际价值。第二种方法从材料、长度、粗细三方面来说都有实际困难。适用的超导材料还没有研究出来。排除了前面两种方法，就只能考虑第三种方法了。 从焦耳定律公式Q=I2Rt可以看出，第三种办法是很有效的：电流减小一半，损失的电能就降为原来的四分之一。通过后面的学习，我们将会看到这种办法也是很可行的。 因此，减小电能的损失，必须减小输电电流。 但从另一方面讲，输电就是要输送电能，输送的功率必须足够大，才有实际意义。 怎样才能满足上述两个要求呢？根据公式P=UI，要使输电电流I减小，而输送功率P不变（足够大），就必须提高输电电压U。 所以说通过高压输电可以保证在输送功率不变，减小输电电流来减小输送电的电能损失。输送电能流程

变压器+远距离输电)

精锐教育学科教师辅导教案 学员编号：年级：高二课时数：1 学员姓名：辅导科目：物理学科教师：授课内容变压器远距离输电 星级★★★ 授课日期及时段 教学内容 ＜建议用时5分钟！＞ 世界最大的水电站 Ⅰ.课堂导入

在输电过程中，电压必须进行调整才能符合各用户的要求 ＜建议用时20分钟！＞ 一、要点提纲： 1.变压器的电动势、电压、电流与匝数的关系 (1)电动势关系：由于互感现象，且没有漏磁，则原、副线圈中每一匝线圈都具有相同的ΔΦ Δt ，根据法拉第电磁感应定 律，有E 1＝n 1ΔΦΔt ，E 2＝n 2ΔΦΔt ，所以E 1E 2＝n 1 n 2 . (2)电压关系：由于不计原、副线圈的电阻，因此原线圈两端的电压U 1＝E 1，副线圈两端的电压U 2＝E 2，所以U 1U 2＝n 1 n 2 . ① U 1U 2＝n 1 n 2 ，无论副线圈一端是空载还是有负载，都是适用的． ②输出电压U 2由输入电压U 1和原、副线圈的匝数比共同决定．由U 1U 2＝n 1n 2，得U 1n 1＝U 2n 2＝ΔΦ Δt . ③若变压器有两个副线圈，则有U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3＝ΔΦΔt .所以有U 1U 2＝n 1n 2，U 1U 3＝n 1n 3或U 2U 3＝n 2 n 3 . ④据U 1U 2＝n 1 n 2 知，当n 2>n 1时，U 2>U 1，这种变压器称为升压变压器；当n 2

(完整word版)2018高考物理变压器和远距离输电

10-2变压器和远距离输电 一、选择题 1．在变电站里，经常要用交流电表监测电网上的强电流。所用的器材叫电流互感器，如下图所示中，能正确反映其工作原理的是() [答案] A [解析]电流互感器的工作目的是把大电流变为小电流，因此原线圈的匝数少、副线圈的匝数多，监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中。 2. 如图，理想变压器原副线圈匝数之比为41，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＝2202V，ω＝100πrad/s，则下述结论正确的是() A．副线圈中电压表的读数为55V B．副线圈中输出交流电的周期为1 100πs C．原线圈中电流表的读数为0.5A D．原线圈中的输入功率为1102W [答案]AC [解析]副线圈中电压表读数为副线圈电压的有效值U2＝n2U0 2n1 ＝55V，A对。副线圈中

交流电的周期等于原线圈中交流电源电压的周期T ＝2πω＝150s ，B 错。原线圈中的电流I 1＝ I 2n 2 n 1＝U 2n 2Rn 1＝0.5A ，C 对。原线圈中的输入功率P ＝U 0I 1 2 ＝110W ，D 错。 3．(2012·大连四所重点中学联考)如图所示，M 为理想变压器，电表均可视为理想电表，电源电压U 不变，输电线电阻忽略不计。当变阻器滑片P 向上移动时，读数发生变化的电表是( ) A ．A 1 B ．A 2 C ．V 1 D ．V 2 [答案] AB [解析] 本题考查变压器及电路动态分析。由于电源电压U 不变，根据理想变压器工作原理可知两电压表示数不变，CD 错误；当变阻器滑片P 向上移动时，变阻器连入电路的电阻减小，右侧电路中电流增大，B 正确；根据P 入＝P 出可知原线圈中电流也增大，A 正确。 4．(2012·辽宁丹东四校摸底)如图所示，两种情况下变压器灯泡L 2、L 3的功率均为P ，且L 1、L 2、L 3为相同的灯泡，匝数比为n 1 ∶n 2＝3 ∶1，则图甲中L 1的功率和图乙中L 1的功率分别为( ) A ．P 、P B ．9P 、4P 9 C.4P 9、9P D.4P 9 、P [答案] B [解析] 由题意可知，两种情况下变压器输出功率均为2P ，设灯泡L 2、L 3的电压为U ，电流为I ，电阻为R ，两种情况下变压器的输入电压为3U ，变压器输入电流为2 3I ；图甲中 L 1的功率为P 1＝(3U )2R ＝9P ；图乙中L 1的功率为P 2＝(23I )2R ＝4P 9 ，选项B 正确。

高中物理专题：变压器及远距离输电

高中物理专题：变压器及远距离输电 一、 教法建议 本单元双基学习目标 物理知识方面 1． 了解变压器的构造及工作原理。 2． 掌握变压器的电压、电流与匝数的关系式及功率关系。 3． 了解远距离输电原理。 能力培养方面 通过远距离输电原理分析，培养学生分析问题解决实际问题的能力。 指点迷津 本单元重点内容点拨 本单元介绍了理想变压器构造及工作原理，电压比、电流比与匝数的关系，远距离输电原理。要掌握电压与匝数成正比 2 1 21n n U U =恒成立，电流与匝数成反比即1 2 21n n I I =只对一个副线圈成立，对多个副线圈不成立，代之由输出功率等于输入功率求得++=332111n I n I n I ……。远距离输电要解决是如何减少输电损耗，可采用两种途径：一是减小电阻，即增大截面积，此方法减少损耗是有限的，且多用金属材料；二是采用高压输电，因为功率定时，U 越大，I 越小，据P 损=I 2R 可知线路损耗越小。要会画出远距离输电线路图，对变压器及远距离输电要紧紧抓住能传递和守恒这一基本关系。 二、 学海导航 学法指要 本节理论、原理明晰 （一） 变压器 1． 理想变压器构造及工作原理 ① 理想变压器 忽略漏磁，忽略原、副线圈内阻，忽略能量损失的变压器。 ② 基本构造 铁芯和原、副线圈线成。 ③ 工作原理 依靠交变电流产生的变化磁通，把原、副线圈紧密联系实现电

能的传递，即)()(221i U i U i →→φ 具体说：原线圈通入交流电，线圈中产生交变磁通量，此交变磁通量通过副线圈，穿过副线圈磁通量发生变化，副线圈产生感应电动势。 ④ 作用 改变交变电流的电压（电流） 2． 理想变压器的基本关系式 ① 功率关系 由理想变压器概念知P 入=P 出。 ② 电压关系 2 1 21n n U U =。 图5-31 推导：如图5-31所示原线圈（n 1）加上交变电压U 1，原线圈产生感应电动势ε1穿过副线圈（n 2）磁通量发生变化产生电动势ε2。 由法接第第四磁感应定律：对原线圈有 t n ??=φε11 对副线圈有 t n ??=2 2 2φε 由理想变压器概念知：11U =ε 22U =ε 21φφ?=? 综合有： 2 1 21n n U U = 此关系对多个副线圈多个亦成立。 ③电流关系： a.副线圈只有一个： 2121n n I I =，由P 入=P 出知，2211U I U I =即1 21221n n U U I I == b.副线圈有多个：332211n I n I n I +=+……

(完整版)高中物理远距离输电

输电过程（如图所示） 、输送电流 P ⑴ 1 =U ； 三、输电导线上的能量损失和电压损失： 主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为 Q= U2Rt. 1、电压损失：（1） △ U = U- U ; （2） △ U= IR. P 2、功率损失：⑴△ P = P - P'; (2) △ P = (U )2R 3、降低输电损耗的两个途径 ⑴减小输电线的电阻，由电阻定律 R = p S 可知，在输电距离一定的情况下，为了减小电阻， 应采 用电阻率小的材料，也可以增加导线的横截面积. ⑵ 减小输电导线中的输电电流，由 P = UI 可知，当输送功率一定时，提高输电电压，可以减 小输电电流. 四、 远距离输电的处理思路 对高压输电问题，应按“发电机一升压变压器一远距离输电线一降压变压器一用电器” ，或按 从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析. 五、 远距离高压输电的几个基本关系（以图为例） (1) 功率关系：Pi = B, P3 = P4，P2= P 损+ R. Ui ni 12 U3 n3 14 (2) 电压、电流关系：U =n =匚，U = n = h ， U2=A U + U3，12= 13= I 线. P2 P3 U2- U3 ⑶输电电流：I 线=U = U3=IT. P 2 ⑷ 输电线上损耗的电功率：P 损=I 线A U = I 线R 线=（辽）粽线. 在远距离输电问题中，计算线路功率的损耗时 应用P 损=I 线R 线，其原因是I 线可以由公式P 输入 U 线 =I 线U 输入求出，而P 损=U 线I 线和P 损= 则不常用，其原因是在一般情况下，U 线不易求出，且易将 R 线 U 线和U 输入相混而造成错误. 第四节 远距离输电 l tr Jr / L/P 曄不变器 A L ! ■

高中物理全套讲义 选修3-2 第8讲 远距离输电(拔高版) 学生版习题

随堂练习 一、单项选择题（共12小题；共48分） 1. “西电东送”是我国实现经济跨地区可持续发展的重要保证。为了减少输电线上的损耗，需要采用 高压输电。若金沙江流域上的向家坝电站输出的功率不变，输出电压提高到原来的20倍，则输电线上的电能损耗将减少为原来的 A. 1 20B. 1 100 C. 1 200 D. 1 400 2. 长江三峡水利枢纽是当今世界上最大的水利工程，它的装机总功率为2×107kW，是西部开发的 特大重点工程，也是“西电东送”的能源基地之一。若用总电阻为100Ω的输电线将功率5×105kW的电能从三峡输送到用电区域，输电电压为5×102kV，输电线上损失的功率为 A. 1×104kW B. 1×105kW C. 2.5×104kW D. 2.5×105kW 3. 远距离输送交变电流都采用高压输电。我国正在研究用比330kV高得多的电压进行输电。采用 高压输电的优点是 A. 可节省输电线材料 B. 根据需要调节电流的频率 C. 可减少电能损失 D. 可提高输电的速度 4. 输电线的电阻为r，输送的电功率为P。若用电压U送电，则用户得到的功率为 A. P B. P?(P U ) 2 r C. P?U2 r D. (P U ) 2 r 5. “西电东送”工程中为了减少输电损耗，必须提高电压。从洪家渡水电站向华东某地输送106kW 的电能，输电电压为1000kV，输电线电阻为100Ω。若采用超导材料作为输电线，可减少的电功率损失为 A. 106kW B. 105kW C. 104kW D. 103kW 6. 远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R．变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是 A. I1 I2=n1 n2 B. I2=U2 R C. I1U1=I22R D. I1U1=I2U2 7. 如图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压u=U m sinωt的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为

变压器、远距离输电

变压器 [教学目标] 1、 了解变压器的构造与原理、理解变压器的电压关系与功率关系。 2、 用演示可拆变压器得到变压器变压规律。 3、 体验实验动手的乐趣，培养动手和观察能力。 [教学重点难点] 电压关系与功率关系的理解与应用 [教学过程] 一、变压器 变压器的构造: 原线圈 、副线圈 、铁芯 2．电路图中符号 二、变压器的工作原理 在变压器原、副线圈中由于有交变电流而发生互相感应的现象，叫互感现象 铁芯的作用：使绝大部分磁感线集中在铁芯内部，提高变压器的效率 三、理想变压器的规律 理想变压器特点：（1）变压器铁芯内无漏磁（2）原、副线圈不计内阻 2、电压关系 （1）无论副线圈一端空载还是有负载都适用 （2）输出电压U 2由输入电压U 1和原、副线圈的匝数比共同决定 若n 1＞n 2，则U 1＞U 2为降压变压器 若n 1＜n 2， 则U 1＜U 2 为升压变压器 3、功率关系P 入=P 出 补充 1、一个原线圈多个副线圈的理想变压器的电压、电流关系 （1）电压关系： （2）电流关系 根据P 入=P 出，I 1U 1=I 2U 2+I 3U 3 I 1n 1=I 2n 2+I 3n 3 2、U 、I 、P 的决定关系 一个确定的变压器，输出电压U 2由输入电压U 1决定 输入功率P 1由输出功率P 2决定，用多少电能就输入多少电能 若副线圈空载，输出电流为零，输出功率为零，则输入电流为零，输入功率也为零 3、负载发生变化引起变压器电压、电流变化的判断方法 （1）先要由U 1/U 2=n 1/n 2，判断U 2变化情况 （2）判断负载电阻变大或变小 （3）由欧姆定律确定副线圈中的电流I 2的变化情况 （4）最后由P 入=P 出判断原线圈中电流I 1的变化情况 [例题] 例1：一台变压器原线圈输入380V 电压后，副线圈输出电压为19V ，若副线圈增加150匝，输出电压增加到38V ，则变压器原线圈的匝数为多少匝？ 例2、如图27—3所示，理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2=4∶1，当导线AB 在匀强磁 21 21n n U U =2121n n U U =2121n n U U =3131n n U U =32 32n n U U =

高中物理远距离输电(可编辑修改word版)

一、 输电过程(如图所示) 第四节 远距离输电 二、输送电流 P U －U ′ (1)I ＝ ；(2)I ＝ . U R 三、输电导线上的能量损失和电压损失： 主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为 Q ＝I 2Rt . 1、电压损失 ：(1)ΔU ＝U －U ′；(2)ΔU ＝IR . P 2、 功率损失：(1)ΔP ＝P －P ′；(2)ΔP ＝I 2R ＝( )2R U 3、 降低输电损耗的两个途径 l (1) 减小输电线的电阻，由电阻定律 R ＝ρ 可知，在输电距离一定的情况下，为了减小电阻， S 应采用电阻率小的材料，也可以增加导线的横截面积． (2) 减小输电导线中的输电电流，由 P ＝UI 可知，当输送功率一定时，提高输电电压，可以减小输电电流． 四、 远距离输电的处理思路 对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”，或按从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析． 五、 远距离高压输电的几个基本关系(以图为例) (1)功率关系：P 1＝P 2，P 3＝P 4，P 2＝P 损＋P 3. U 1 n 1 I 2 U 3 n 3 I 4 (2)电压、电流关系： ＝ ＝ ， ＝ ＝ ，U 2＝ΔU ＋U 3，I 2＝I 3＝I 线． U 2 n 2 I 1 U 4 n 4 I 3 P 2 P 3 U 2－U 3 (3) 输电电流：I 线 ＝ ＝ ＝ . U 2 U 3 R 线 P 2 (4) 输电线上损耗的电功率：P 损 U 2 在远距离输电问题中，计算线路功率的损耗时 应用 P 损＝I 线2 R 线，其原因是 I 线可以由公式 P 输 U 线2 入＝I 线U 输入求出，而 P 损＝U 线I 线和 P 损＝ 则不常用，其原因是在一般情况下，U 线不易求出， R 线 且易将 U 线和 U 输入相混而造成错误． 典例分析： 例 1、中国已投产运行的 1 000 kV 特高压输电，是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两

变压器 远距离输电

一、理想变压器 1．构造：如图1所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。 图1 (1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。 (2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈。 2．原理：电流磁效应、电磁感应。 3．基本关系式 (1)功率关系：P 入＝P 出。 (2)电压关系：U 1n 1＝U 2 n 2 。 有多个副线圈时U 1n 1＝U 2n 2＝U 3 n 3＝…。 (3)电流关系：只有一个副线圈时I 1I 2＝n 2 n 1 。 由P 入＝P 出及P ＝UI 推出有多个副线圈时，U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…＋U n I n 。 4．几种常用的变压器 (1)自耦变压器——调压变压器 (2)互感器? ???? 电压互感器：用来把高电压变成低电压。 电流互感器：用来把大电流变成小电流。 二、远距离输电 1．输电过程(如图2所示) 图2 2．输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为Q ＝I 2Rt 。 3．电压损失 (1)ΔU ＝U －U ′；(2)ΔU ＝IR

4．功率损失 (1)ΔP ＝P －P ′；(2)ΔP ＝I 2R ＝????P U 2 R 5．输送电流 (1)I ＝P U ；(2)I ＝U －U ′R 。 高频考点一 理想变压器基本关系的应用 例1．一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V 的正弦交流电源上，如图2所示．设副线圈回路中电阻两端的电压为U ，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k ，则( ) A ．U ＝66 V ，k ＝19 B ．U ＝22 V ，k ＝1 9 C ．U ＝66 V ，k ＝1 3 D ．U ＝22 V ，k ＝1 3 【变式探究】用220 V 的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V ，通过负载的电流图象如图3所示，则( ) A ．变压器输入功率约为3.9 W B ．输出电压的最大值是110 V C ．变压器原、副线圈匝数比是1∶2 D ．负载电流的函数表达式i ＝0.05sin (100πt ＋π2 ) A 【举一反三】如图，理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝2∶1， 和 均为理想电表， 灯泡电阻R L ＝6 Ω，AB 端电压u 1＝122sin 100πt (V)．下列说法正确的是( ) A.电流频率为100 Hz B. 的读数为24 V C.的读数为0.5 A D.变压器输入功率为6 W 【变式探究】自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一 升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1 900匝，原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V 的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R 上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流的有效值为I 1，负载两端电压的有效值为U 2，且变压器是理想的，则U 2和I 1分别约为( )

高中物理-变压器 远距离输电练习

高中物理-变压器 远距离输电练习 【母题原题】16．图示电路中,变压器为理想变压器,a 、b 接在电压有效值不变的交流电源两端,R 0为定值电阻,R 为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一个位置,观察到电流表A 1的示数增大了0.2A,电流表A 2的示数增大了0.8A 。则下列说法正确的是： （ ） A ．电压表V 1示数增大 B ．电压表V 2、V 3示数均增大 C ．该变压器起升压作用 D ．变阻器滑片是沿c d →的方向滑动 【母题原题】15. 图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T 的原、副线圈匝数分别为n 1、n 2 。在T 的原线圈两端接入一电压sin m u U t ω=的交流电源,若输送电功率为P ,输电线的总电阻为2r ,不考虑其它因素的影响,则输电线上损失的电功率为： （ ） 212.()4m U n A n r 221B.()4m U n n r 2212C.4()()m n P r n U 2221D.4()()m n P r n U

【命题意图】 考查变压器的工作原理、欧姆定律、闭合电路欧姆定律和电功率等知识,意在考查考生的理解能力和综合分析能力。 【考试方向】 对理想变压器的动态分析的考查：一是负载不变,通过匝数变化求解原副线圈的各参量；二是匝数不变,负载变化,讨论各量的变化。 【得分要点】 1、 电压器的几个常用关系： （1）电压关系： 2 121n n U U =或者t n U n U ??Φ= =2211或者t n U n U n U ??Φ ==== 332211（多个副线圈时）,即原副线圈两端电压之比等于线圈的匝数之比。 （2）电流关系：根据P 入=P 出可求出,1 2 21n n I I =或者n 1I 1=n 2I 2或者n 1I 1=n 2I 2+n 3I 3+n 4I 4+n 5I 5+…（有多个副线圈时）。 （3）功率关系：P 入＝P 出,即I 1U 1＝I 2U 2（一个副线圈）或者I 1U 1＝I 2U 2+I 3U 3+I 4U 4+…（多个副线圈）。 （4）各物理量之间的制约关系：输入电压U 1决定输出电压U 2；输出功率P 出决定输入功率P 入；输出电流 I 2决定输入电流I 1。 对于动态变化问题,求解思路是：通过某一电阻变化判断整体电阻变化,据闭合电路欧姆定律判断干路电流变化；再抓住“原线圈电压决定副线圈电压、副线圈电路决定原线圈电流、副线圈输出功率决定输入功率”这个结论。 2、解远距离输电问题必备技巧 （1）正确画出输电过程示意图,并在图上标出各物理量． （2）抓住变压器变压前、后各量间关系,求出输电线上的电流． （3）计算电路功率问题时常用关系式：R U P R I P 2 2)( ==?,注意输电线上的功率损失和电压损失． （4）电网送电遵循“用多少送多少”的原则,说明原线圈电流由副线圈电流决定．