习题课4变压器的应用及远距离输电问题

1、习题课 4变压器的应用及远距离输电问题学 目 1. 一步理解 器的原理及 律2.熟 用 器原、副 圈的决定因素解决 分析 3.熟悉 距离 中的各物理量关系和 耗 ，熟 解决 距离高 中的 合 作 探 究攻 重 难 理想 器的 律分析如 1所示，理想 器原、副 圈匝数之比 41，原 圈接入一 uU0t的交流 源，副 圈接一个27.5的 阻，若U0sinR 2202 V ，100 rad/s， 下述 正确的是 ()图 1A副 圈中 表的 数 55 V1B副 圈中 出交 流的周期 100sC原 圈中 流表的 数 0.5 AD原 圈中的 入功率 110 2 WU1n1思路点 ： 由U2n2可求 圈 2

2、U2由 U1I 1 R 可求 I1.AC 原 圈 有效 U220V ， 表 数 U2220V 55 V ，4周期 T2s，副 圈中 流I2U2I1I2 1 2 A ，原 圈中 流 0.5 A ，P 50R4 I1 U 110 W 1功率关系： P 入P 出 .2U1 U2 U3 . 关系： n1 n2 n33 流关系：若只有一个副 圈I1n2.I2n1第 1页若有多 副 圈 n1I1 n2I2n3I3 .4 器不改 率 .针对训练 1.如 2 所示，理想 器原 圈的匝数 1 000 匝，两个副 圈的匝数分别为 n2 50 匝和 n3 100 匝，L 1 是“ 6 V 2 W”的小灯泡， L 2

3、 是“ 12 V 4 W” 的小灯泡当原 圈接上交 ， L1、L2 都正常 光，那么，原 圈中的 流 ()【 学号： 97752143】图 211A60AB30 A11C20AD 10U1U2U3C 多个副 圈，其 关系有 n1 n2 n3 .由于 入功率和 出功率相等有n In In I .1 12 23 3两灯泡正常 光， L 1 有 U26 V ， I2 P21A ， L2 有 U3 12 V， I3U23P133 A U3原 圈上的 n11 000U1 n2U250 6 V120 V.副 圈上 的 出功率出L1L22 W4 W6 W.P P P原 圈上的 入功率 P 入P 出 6 W.

4、1 P61入原 圈中的 流 I U1 120A 20A 故 C 正确 第 2页理想变压器的动态分析如图 3 所示的电路中， P 为滑动变阻器的滑片， 保持理想变压器的输入电压 U1 不变，闭合开关S，下列说法正确的是 ()图 3AP 向下滑动时，灯L 变亮BP 向下滑动时，变压器的输出电压不变CP 向上滑动时，变压器的输入电流变小DP 向上滑动时，变压器的输出功率变大思路点拨： P 的滑动不影响 U2.P 向上滑，负载电阻减小，反之增加BD 由于理想变压器输入电压 U1 不变，原、副线圈匝数不变，所以输出电压 U2也不变，灯 L 亮度不随 P 的滑动而改变，故选项 A 错误，选项 B 正确P向

5、上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，负载总电阻R 总减小，由 I2 U2R总I1n2知，通过副线圈的电流 I2 增大，输出功率 P2U2I 2 增大，再由 I2n1知输入电流I1 也增大，故选项 C 错误， D 正确 负载发生变化时，电流和电压如何变化的判断，先要由U1n1判断 U2 是否U2n2变化，再根据 U2 及负载电阻的变化， 由欧姆定律确定副线圈中的电流 I2 的变化，最后再由 P 入 P 出 判断原线圈中电流的变化 .针对训练 2(多选 )理想自耦变压器的原线圈接有如图4 乙所示的正弦式交变电压，副线圈接有可调电阻R，触头 P 与线圈始终接触良好，下列判断正确的是()甲乙图 4

6、A交变电源的电压 u 随时间 t 变化的规律是 u U0cos (100 t) B若仅将触头 P 向 A 端滑动，则电阻 R 消耗的电功率增大第 3页C若仅使电阻 R 增大，则原线圈的输入电功率增大D若使电阻 R 增大的同时，将触头P 向 B 端滑动，则通过A 处的电流一定增大AB 由题图乙可得交变电源的周期为T0.02 s，最大值为 U ，则电源的0电压2，选项U11向uU0cosTtnU0cos (100 t)A 正确；由 U2n2，若仅将触头 P22增大，则副线圈的输出电压2U2A 端滑动，即 nU增大，电阻 R 消耗的电功率 P R增大，选项 B 正确；若仅使电阻 R 增大，输出电压

7、U2 一定，则输出电功率PU22C 错误；若使电阻 R 增大的同时，将R减小，原线圈的输入电功率减小，选项触头 P 向 B 端滑动，则输出电压 U2 减小，输出和输入的电功率减小，通过A 处的电流 I1 P 一定减小，选项 D 错误 U1远距离输的损耗问题某发电厂引进秸秆焚烧发电机设备，该发电机输出功率为40 kW，输出电压为 400 V，用变压比 (原、副线圈匝数比 )为 n1n2 15 的变压器升压后向某小区供电，输电线的总电阻为r5 ，电能到达该小区后再用变压器降为220 V.(1)画出输电过程的电路示意图；(2)求输电线上损失的电功率；(3)求降压变压器的变压比n3n4.2思路点拨：

8、由 P U2I2 及 P 损I2r 计算电功率损失由 U3 U2I 2r 及 n3n4U3U4 计算 n3n4.【解析】(1)输电过程的电路示意图如图所示U1n1(2)因为n25输电电压 U2U1 400 V2 000 Vn11第 4页因为 P 输U2I解得输电电流 I 20 A输电线上损失的功率P 损I 2r (20 A)2 5 2 000 W.(3)输电线上损失的电压U 损Ir 20 A5 100 V降压变压器的输入电压U3 U2U 损 2 000 V100 V 1 900 Vn3U31 90095降压变压器的变压比 n4U4220 11.【答案】(1)见解析图(2)2000 W(3)95

9、11针对训练 3(多选 )某小型水电站的电能输送示意图如图5 甲所示，发电机的输出电压变化规律如图乙所示输电线的总电阻为r，升压变压器原、副线圈的匝数分别为 n1、n2，降压变压器原、副线圈的匝数分别为n3、n4(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()【导学号： 97752144】甲乙图 5A乙图中电压的瞬时值表达式为 u220 2sin(100 t)Vn1n4B乙图中电压的有效值和用电器的额定电压都是220 V，所以 n2n3C通过升压变压器的电流频率比通过降压变压器的电流频率大D升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率AD 由于输电线上的电阻会损失电

10、压、电功率，使得U2U3 ，故 P2P3，第 5页选项 D 正确；因为n1U1n4U4n1n4U2， ，又由于 U1 U4220 V，U2U3，所以，n2n3U3n2n3选项 B 错误；由交流电及变压器基础知识可知选项A 正确， C 错误 当 堂 达 标固 双 基 1.如图 6 所示，理想变压器原、 副线圈匝数比为 20 1，两个标有“ 12 V 6 W ”的小灯泡并联在副线圈的两端 当两灯泡都正常工作时， 原线圈电路中电压表和电流表 (可视为理想的 )的示数分别是 ()图 6A120 V,0.10 AB240 V,0.025 AC120 V,0.05 AD240 V,0.05 A226212

11、A 1 A，D 灯泡正常工作， 副线圈电压 U12 V，副线圈电流 I1根据匝数比得原线圈电流I120I2 0.05 A，原线圈电压 U1 20U2240 V，故选项 D 正确 2(多选 )为消除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰若在正常供电时，高压线上送电电压为 U，电流为 I ，热耗功率为 P；除冰时，输电线上的热耗功率需变为 9P，则除冰时 (认为输电功率和输电线电阻不变 )()【导学号： 97752145】A输电电流为 3IB输电电流为 9I1C输电电压为 3UD输电电压为 3UAD 输电线上的热耗功率P 线I2R 线，热耗功率由 P 变为 9P，则电流

12、由 I变为 3I，选项 A 正确；输电功率P 不1变，由 PUI ，电流变为 3I ，输电电压为 3U，选项 D 正确 3.如图 7 所示，理想变压器的原线圈匝数n1 1 600 匝，副线圈匝数 n2 800匝，交流电源的电动势瞬时值e 220 2sin(100 t) V ，交流电表和的内阻对电路的影响可忽略不计则()第 6页图 7A当可变电阻 R 的阻值为 110 时，变压器的输入功率为 110 W B当可变电阻 R 的阻值为 110 时，电流表 的示数为 2 A C当可变电阻 R 的阻值增大时，电压表 的示数增大D通过可变电阻R 的交变电流的频率为100 HzA 由 1 n1可知，副线圈的电压瞬时值 U110 2sin