（状元课堂）高三物理 （考点透视+典例精析+常见误区+基础演练+实验+综合能力测试）模块十三 第二节 变压器 电能的输送 新人教版.doc

第二节 变压器 电能的输送【考点透视】一、考纲指要1变压器的原理，电压比和电流比。（）2电能的输送。（i）二、命题落点1.变压器的电压比和电流比。例12.变压器原理的应用，互感器。 例23.发电机输出功率，电动势的求解。例34.远距离输电中不改变线路，对提高输电电压，提高输电效率的计算。如：例4.n3 rn2 l220vn1【典例精析】图1321例1：理想变压器初级线圈和两个次级线圈的匝数分别为n1=1760匝、n2=288匝、n3=8000匝，电源电压为u1=220v。如图1321所示，n2上连接的灯泡的实际功率为36w，测得初级线圈的电流为i1=0.3a，求通过n3的负载r的电流i3。解析：由于两个次级线圈都在工作，所以不能用i1/n，而应该用p1=p2+p3和un。由un可求得u2=36v，u3=1000v；由u1i1=u2i2+u3i3和i2=1a可得i3=0.03a。例2 在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器。如图1322所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是 （ ）aaaa零线火线火线零线零线火线零线火线图1322a b c d解析：电流互感器要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。答案：a。r图1323例3. 学校有一台应急备用发电机，内阻为r=1，升压变压器匝数比为14，降压变压器的匝数比为41，输电线的总电阻为r=4，如图1323所示。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，求：发电机的输出功率多大？发电机的电动势多大？输电线上损耗的电功率多大？解析：所有灯都正常工作的总功率为22640=5280w，用电器总电流为a，输电线上的电流a，降压变压器上：u2=4u2/=880v，输电线上的电压损失为：ur=irr=24v ，因此升压变压器的输出电压为u1/=ur+u2=904v，输入电压为u1=u1/4=226v，输入电流为i1=4i1/=24a，所以发电机输出功率为p出=u1i1=5424w发电机的电动势e=u1+i1r=250v输电线上损耗的电功率pr=ir2r=144w图1324例4. 在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。有一个坑口电站，输送的电功率为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度表一昼夜示数相差4800度。求：这时的输电效率和输电线的总电阻r。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？解析：如图1324所示。由于输送功率为p=500kw，一昼夜输送电能e=pt=12000度，终点得到的电能e=7200度，因此效率=60%。输电线上的电流可由i=p/u计算，为i=100a，而输电线损耗功率可由pr=i 2r计算，其中pr=4800/24=200kw，因此可求得r=20。 输电线上损耗功率，原来pr=200kw，现在要求pr=10kw ，计算可得输电电压应调节为u=22.4kv。点评：求解此类问题的一般思路是，画出远距离输电的示意图，包括发电机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻。并按照规范在图中标出相应的物理量符号。【常见误区】1对远距离输电中各物理量的关系，不能准确认识。2变压器负载变化时，电流和电压的变化高不清。当变压器原副线圈匝数比（）确定以后，其输出电压u2是由输入电压u1决定的（即u2=u1）但若副线圈上没有负载，副线圈电流为零输出功率为零 ， 则输入 功率为零，原线圈电流也为零，只有副线圈接入一定负载，有了一定的电流，即有了一定的输出功率，原线圈上才有了相应的电流（i1=i2），同时有了相等的输入功率，（p入=p出）所以说：变压器上的电压是由原线圈决定的，而电流和功率是由副线圈上的负载来决定的。【基础演练】图13251如图1325所示，变压器输入交变电压u一定，两个副线圈的匝数为n2和n3，当把一电阻先后接在a，b间和c，d 间时，安培表的示数分别为i和i，则ii为 （ ）a .n22n32 b . c . n2n3 d . n32n222有一个理想变压器，原线圈1200匝，副线圈400匝，现在副线圈上接一个变阻器r，如图1326所示，则下列说法中正确的是 （ ） 图1326a .安培表a1与a2的示数之比为31 b .伏特表v1与 v2的示数之比为31c .当变阻器滑动头向下移动时，原线圈的输入功率将增加d .原、副线圈的功率之比为31图13273 .如图1327理想变压器原副线圈匝数比为41，图中五只电灯完全相同，若b、c、d、e都能正常发光，则a灯 （ ）a .一定能正常发光 b .比正常发光暗 c .比正常发光亮 d .一定被烧坏4 .在某交流电路中，有一正在工作的变压器，原副线圈匝数分别 为n1=600，n2=120，电源电压u1=220v，原线圈中串联一个0.2a的保险丝，为了保证保险丝不被烧坏，则（ ）a .负载功率不超过44w b .副线圈电流最大值不能超过1ac . 副线圈电流有效值不能超过1a d .副线圈电流有效值不能超过0.2a图13285 .如图16-2-8所示，一理想变压器的原副线圈分别由双线圈 ab和cd（匝数都为n1）、ef和gh（匝数都为n2）组成，用i1和u1表示输入电流和电压，i2和u2表示输出电流和电压。在下列四种连接法中，符合关系u1/u2=n1/n2 ， i1/i2=n2/n1的有）（ ）a .a与c相连， b与d相连作为输入端； e与g相连、f与h相连作为输出端b a与c相连， b与d相连作为输入端； f与g相连、以e、h为输出端c b与c相连， 以a与d为输入端； f与g相连，以e、h为输出端d . b与c相连，以 a、d为输入端； e与g相连、f与h相连作为输出端6理想变压器，给负载供电，用下列哪些方法可增加变压器的输出功率（ ） a.减少副线圈的匝数 b.增加原线圈的匝数 c.减少负载电阻的值 d.增加负载电阻r的值 图13297有一理想变压器在其原线圈上串一熔断电流为i0=1a的 保险丝后接到220v交流电源上，副线圈接一可变电阻r作为负载，如图13-2-9所示，已知原、副线圈的匝数比n1：n2=5：1，为了不使保险丝熔断，可变电阻的取值范围如何？8一台理想变压器原、副线圈匝数比