高三物理一轮复习 第十章 交变电流 传感器 30 理想变压器 远距离输电课件.ppt

基础自主梳理 基础自主梳理 基础自主梳理 基础自主梳理 要点研析突破 要点一 要点研析突破 要点研析突破 例1 多选 2015 海南卷 如图所示 理想变压器原 副线圈匝数之比为4 1 原线圈与一可变电阻串联后 接入一正弦交流电源 副线圈电路中固定电阻的阻值为r0 负载电阻的阻值r 11r0 是理想电压表 现将负载电阻的阻值减小为r 5r0 保持变压器输入电流不变 此时电压表的读数为5 0v 则 a 此时原线圈两端电压的最大值约为34vb 此时原线圈两端电压的最大值约为24vc 原线圈两端原来的电压有效值约为68vd 原线圈两端原来的电压有效值约为48v 要点研析突破 思维导引 理想变压器的变压比由什么决定 加在原线圈接线柱两端的电压是否可视为加在变压器绕组上的电压 解析 当电阻阻值减小为5r0时 根据串并联电路的特点 可知r两端的电压为r0两端电压的5倍 因为电压表测量r两端的电压 所以ur0 1 5 5v 故副线圈两端电压为u2 6v 根据变压器的变压比可知 原线圈两端的电压为24v 因此原线圈两端的最大值约为24v 约为34v a项正确 b项错误 因为变化过程中 变压器的输入电流不变 根据交流比 副线圈中电流也不变 变化前副线圈两端的电压u2 ir0 11ir0 12ir0 变化后副线圈两端的电压u2 ir0 5ir0 6ir0 u2 2u2 由变压比可知 原线圈两端原来的电压有效值约为48v d项正确 c项错误 答案 ad 感悟提升 对理想变压器基本规律的应用要把握好三个决定关系 1 电压决定关系 输入电压u1决定输出电压u2 这是因为输出电压u2 n2 n1 u1 当u1不变时 不论负载电阻r变化与否 u2都不会改变 2 电流决定关系 输出电流i2决定输入电流i1 3 功率决定关系 输出功率p2决定输入功率p1 要点研析突破 1 如图所示 一理想变压器原 副线圈匝数之比为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220v的正弦交流电源上 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比值为k 则 a u 66v k 1 9b u 22v k 1 9c u 66v k 1 3d u 22v k 1 3 要点研析突破 解析 原线圈与电阻r串联 接在220v正弦交流电源上 有220v u1 i1r 副线圈回路中r两端电压u即为副线圈两端电压u i2r 根据理想变压器变压规律u1 u2 3 1 又由理想变压器变流规律得i1 i2 1 3 整理可得 220v i1r 3i1r 3 1 解得i1r 22v 因而u i2r 3i1r 66v 电阻消耗功率之比k i12r i22r 1 9 故a项正确 答案 a 要点研析突破 2 2016 湖南长郡中学二模 调压变压器就是一种自耦变压器 它的构造如图甲所示 线圈ab绕在一个圆环形的铁芯上 cd之间输入交变电压 转动滑动触头p就可以调节输出电压 图甲中两电表均为理想交流电表 r1 r2为定值电阻 r3为滑动变阻器 现在cd两端输入图乙所示正弦式交流电 变压器视为理想变压器 那么 d a 由乙图可知cd两端输入交流电压u的表达式为u 36sin100t v b 当滑动触头p逆时针转动时 mn之间输出交流电压的频率变大c 当滑动变阻器滑动触头向下滑动时 电流表读数变大 电压表读数也变大d 当滑动变阻器滑动触头向下滑动时 电阻r2消耗的电功率变小 要点研析突破 解析 由图乙可知u 36sin100 t v a项错误 m n之间输出交流电压的频率由输入的交流电压的频率决定 b项错误 滑动变阻器的滑动触头向下滑动时 r3减小 由 串反并同 可知电压表读数减小 电流表读数增大 r2消耗的电功率p2 u2 r2减小 c项错误 d项正确 答案 d 要点研析突破 要点研析突破 要点研析突破 要点二 要点研析突破 例2 2016 贵阳市期中测试 在远距离输电时 要考虑尽量减少输电线上的功率损失 有一个小型发电站 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4800kwh 求 1 输电效率 和输电线的总电阻r 2 若想使输电效率提高到98 又不改变输电线 那么发电站应使用多高的电压向外输电 思维导引 什么是输电效率 两只电度表一昼夜示数相差4800kwh 是什么意义 知道什么条件可计算输电线的总电阻 要点研析突破 解析 1 输送功率p 500kw 一昼夜输送电能e pt 12000kw h 输电线上损失的电能 e 4800kw h 终点得到的电能e e e 7200kw h 所以 输电效率 e e 60 输电线上的电流i p u 100a 输电线损耗功率pr i2r 其中pr e t 200kw 得r 20 2 输电线上损耗功率pr p u 2r 1 u2 原来pr 200kw 现在要求pr 10kw 解得输电电压应调节为u 22 4kv 答案 1 60 20 2 22 4kv 要点研析突破 感悟提升 远距离输电问题中 需要输送的电功率是由用户决定的 在题目中一般是确定的 输电导线上的电流便决定于输电的电压 即i p u 导线上的功率损耗则决定于输电电流和导线电阻 即 p i2r 解题过程中要抓住这两个基本关系 要点研析突破 4 2015 福建卷 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 umsin t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 解析 因为u umsin t 所以有u1 um 根据变压器变压规律有 u2 n2u1 n1 根据p u2i2得线路损失的功率为 所以c项正确 a b d项错误 答案 c 速效提升训练 1 2015 广东卷 如图为气流加热装置的示意图 使用电阻丝加热导气管 视变压器为理想变压器 原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变 调节触头p 使输出电压有效值由220v降至110v 调节前后 a 副线圈中的电流比为1 2b 副线圈输出功率比为2 1c 副线圈的接入匝数比为2 1d 原线圈输入功率比为1 2 解析 设原线圈输入电压为u1 原线圈的匝数为n1 副线圈输出电压为u2 副线圈的匝数为n2 则u1 u2 n n2 当副副线圈的输出电压降为原来的一半时 副线圈的匝数减为原来的1 2 c项正确 由i2 u2 r可知 副线圈的电流减为原来的一半 a项错误 由p u2 r可知 副线圈输出的功率减为原来的1 4 原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率 因此原线圈的输入功率也减为原来的1 4 b d两项错误 答案 c 速效提升训练 速效提升训练 3 多选 如图所示 理想变压器原 副线圈的匝数比为11 2 原线圈两端的输入电压u 220sin100 t v 电表均为理想电表 滑动变阻器r接入电路部分的阻值为10 下列叙述中正确的是 a 该交流电的频率为50hzb 电压表的读数为40vc 电流表的读数为4ad 若滑动变阻器的滑片p向a端移动 电流表的读数变大 解析 根据原线圈两端输入电压的表达式可知 交流电的频率f 2 100 2 hz 50hz a项正确 变压器原线圈电压的有效值为u1 220v 利用变压器的变压比u1 u2 n1 n2 可求得u2 40v 电压表的读数为40v b项错误 电流表的读数为i u2 r 4a c项正确 若滑动变阻器的滑片p向a端移动 接入电路的电阻增大 而u2不变 电流表示数变小 d项错误 答案 d 速效提升训练 速效提升训练 速效提升训练 5 2016 济南市学业水平测试 某水电站 用总电阻为2 5 的输电线输电给500km外的用户 其输出电功率是3 106kw 现用500kv电压输电 则下列说法正确的是 a 输电线上输送的电流大小为2 0 105ab 输电线上由电阻造成的损失电压为15kvc 若改用5kv电压输电 则输电线上损失的功率为9 108kwd 输电线上损失的功率为 p u2 r u为输电电压 r为输电线的电阻解