第3課時變壓器、電能的輸送.doc

江安中學14屆高三物理組 教學活動單第3課時 變壓器、電能的輸送活動一：完成以下習題，復習理想變壓器的工作原理和理想變壓器的變壓規(guī)律1關于理想變壓器的工作原理，以下說法正確的是 ()A通過正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁通量不變B穿過原、副線圈的磁通量在任何時候都相等C穿過副線圈磁通量的變化使得副線圈產(chǎn)生感應電動勢D原線圈中的電流通過鐵芯流到了副線圈2如圖所示，一理想變壓器的原線圈匝數(shù)n11 000匝，副線圈匝數(shù)n2200匝，交流電源的電動勢e311sin 100t V(不考慮其內(nèi)阻)，電阻R88 ，電壓表和電流表對電路的影響可忽略不計，則()A電壓表的示數(shù)為62.2 VB電流表的示數(shù)為2.5 AC通過R的電流最大值為0.5 AD變壓器的輸入電功率為22 W【知識梳理】理想變壓器1 工作原理：互感現(xiàn)象2 基本關系(1)P入P出；(2)，有多個副線圈時，仍然成立(3)，電流與匝數(shù)成反比，只對一個副線圈的變壓器適用有多個副線圈時，由輸入功率和輸出功率相等確定電流關系(4)原、副線圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量變化率也相同，頻率也就相同3 制約關系(1)電壓：原線圈電壓U1決定副線圈電壓U2(2)功率：副線圈的輸出功率P2決定原線圈的輸入功率P1(3)電流：副線圈電流I2決定原線圈電流I1活動二：完成以下習題，歸納理想變壓器的動態(tài)分析的方法3如圖所示，理想變壓器原線圈輸入電壓uUmsin t，副線圈電路中R0為定值電阻，R是滑動變阻器.和是理想交流電壓表，示數(shù)分別用U1和U2表示；和是理想交流電流表，示數(shù)分別用I1和I2表示下列說法正確的是() AI1和I2表示電流的瞬時值BU1和U2表示電壓的最大值C滑片P向下滑動過程中，U2不變、I1變大D滑片P向下滑動過程中，U2變小、I1變小4如圖所示，理想變壓器原線圈的匝數(shù)n11 100匝，副線圈的匝數(shù)n2110匝，R0、R1、R2均為定值電阻，且R0R1R2，電流表、電壓表均為理想電表原線圈接u220sin (314t) (V)的交流電源起初開關S處于斷開狀態(tài)下列說法中正確的是（）A電壓表示數(shù)為22 VB當開關S閉合后，電壓表示數(shù)變小C當開關S閉合后，電流表示數(shù)變大D當開關S閉合后，變壓器的輸出功率增大【知識梳理】1 理想變壓器的動態(tài)分析的方法(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)系和相互制約關系；(3)利用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路特點進行分析判定活動三：完成以下習題，復習自耦變壓器及互感器5自耦變壓器鐵芯上只繞有一個線圈，原、副線圈都只取該線圈的某部分一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖所示，其副線圈匝數(shù)可調(diào)已知變壓器線圈總匝數(shù)為1 900匝；原線圈為1 100匝，接在有效值為220 V的交流電源上當變壓器輸出電壓調(diào)至最大時，負載R上的功率為2.0 kW.設此時原線圈中電流的有效值為I1，負載兩端電壓的有效值為U2，且變壓器是理想的，則U2和I1分別約為()A380 V和5.3 A B380 V和9.1 AC240 V和5.3 A D240 V和9.1 A6電流互感器和電壓互感器如圖所示其中n1、n2、n3、n4分別為四組線圈的匝數(shù)，a、b為兩只交流電表，則 ()AA為電流互感器，且n1n2，a是電壓表CB為電流互感器，且n3n4，b是電壓表【知識梳理】1自耦變壓器特點：2互感器特點： 活動四：完成以下習題，復習遠距離輸電7中國已投產(chǎn)運行的1 000 kV特高壓輸電，是目前世界上電壓最高的輸電工程假設甲、乙兩地原來用500 kV的超高壓輸電，在保持輸送電功率和輸電線電阻都不變的條件下，現(xiàn)改用1 000 kV特高壓輸電，不考慮其他因素的影響則()A送電電流變?yōu)樵瓉淼?倍B輸電線上降落的電壓將變?yōu)樵瓉淼?倍C輸電線上降落的電壓將變?yōu)樵瓉淼腄輸電線上損耗的電功率將變?yōu)樵瓉淼?在如圖多事的遠距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說法中正確的有A升壓變壓器的輸出電壓增大B降壓變壓器的輸出電壓增大C輸電線上損耗的功率增大D輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大【知識梳理】一、 輸電過程2輸送電流(1)I；(2)I.3輸電導線上的能量損失：主要是由輸電線的電阻發(fā)熱產(chǎn)生的，表達式為QI2Rt.4電壓損失(1)UUU；(2)UIR.5 功率損失(1)PPP；(2)PI2R()2R二、遠距離輸電問題1 降低輸電損耗的兩個途徑(1)減小輸電線的電阻，由電阻定律R可知，在輸電距離一定的情況下，為了減小電阻，應采用電阻率小的材料，也可以增加導線的橫截面積(2)減小輸電導線中的輸電電流，由PUI可知，當輸送功率一定時，提高輸電電壓，可以減小輸電電流2 遠距離高壓輸電的幾個基本關系(1)功率關系：P1P2，P3P4，P2P損P3.(2)電壓、電流關系：，U2UU3，I2I3I線(3)輸電電流：I線.(4)輸電線上損耗的電功率：P損I線UIR線()2R線當輸送功率一定時，輸電電壓增大到原來的n倍，輸電線上損耗的功率就減小到原來的.【鞏固練習】SabcdR1如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2:1。電池和交變電源的電動勢都為6V，內(nèi)阻均不計。下列說法正確的是AS與a接通的瞬間，R中無感應電流BS與a接通穩(wěn)定后，R兩端的電壓為0CS與b接通穩(wěn)定后，R兩端的電壓為3VDS與b接通穩(wěn)定后，原、副線圈中電流的頻率之比為2:12如圖所示，M是一小型理想變壓器，接線柱a、b接在電壓“（V）的正弦交流電源上，變壓器右側部分為一火警報警系統(tǒng)，其中是用半導體熱敏材料（電阻隨溫度升高而降低）制成的傳感器，電流表是值班室的顯示器，顯示通過的電流，電壓表顯示加在報警器上的電壓（報警器未畫出），是一定值電阻當傳感器所在處出現(xiàn)火警時，下列說法正確的是A的示數(shù)不變，的示數(shù)增大B的示數(shù)增大，的示數(shù)增大C的示數(shù)增大，的示數(shù)增大D的示數(shù)不變，的示數(shù)減小3街頭通過降壓變壓器給用戶供電的示意圖如圖所示變壓器輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓，可忽略其波動輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，輸電線的電阻用R0，表示，輸電線消耗的電功率用P0表示，變阻器R表示用戶的總電阻，P表示用戶的總功率，當用電器增加時，相當于R的阻值減小，滑動片向下移（R始終大于R0）當用戶的用電器增加時，圖中電流表示數(shù)I1，I2及P0、P變化為 AI1變大，I2變大BI1變小，I2變小CP0變大，P變大DP0變小，P變小4如圖所示為一個小型電風扇的電路簡圖，其中理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為n，原線圈接電壓為U的交流電源，輸出端接有一只電阻為R的燈泡上和風扇電動機D，電動機線圈電阻為r。接通電源后，電風扇正常運轉(zhuǎn)，測出通過風扇電動機的電流為I則A風扇電動機D兩端的電壓為IrB理想變壓器的輸人功率為+C風扇電動機D的機械功率為 ks5uD燈泡L中的電流為nU/R5如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10:1，b是原線圈的中心抽頭，電壓表和電流表均為理想電表，從某時刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時值，則 A當時，c、d間的電壓瞬時值為110VB當單刀雙擲開關與a連接時，電壓表的示數(shù)為22VC當單刀雙擲開關與a連接時，滑動變阻器滑片P向上移動的過程中，電壓表和電流表的示數(shù)均變小D當單刀雙擲開關由a扳向b時，電壓表和電流表的示數(shù)均變小AV圖甲uRt/(10-2s)u/V12O圖乙0.51.56如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101，電阻R=22，各電表均為理想電表。原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖乙所示。下列說法正確的是A該輸入電壓的頻率為100Hz B電壓表的示數(shù)為22VC電流表的示數(shù)是1A D電阻R消耗的電功率是22W7如圖甲所示，T為理想變壓器，原、副線圈匝數(shù)比為101，副線圈所接電路中，電壓表V1、V2和電流表A1、A2都為理想電表，電阻R14 ，R26 ，R3的最大阻值為12 ，原線圈兩端加上如圖乙所示規(guī)律變化的電壓在R3的滑片自最下端滑動到最上端的過程中，以下說法正確的是 ()A電壓表V1的示數(shù)增大B電壓表V2的示數(shù)為20 VC電流表A1、A2的示數(shù)都增大D電壓表V1的示數(shù)與電流表A1的示數(shù)的乘積一直減小8如圖所示的電路中，L1、L2、L3是三個完全相同的燈泡，理想變壓器的原線圈與L1串聯(lián)和接入u0=300sin100tV的交變電壓，副線圈接有L2和L3，三個燈泡均正常發(fā)光則A副線圈輸入交流電的頻率為50HZB原、副線圈的匝數(shù)之比為1:2C原、副線圈兩端的電壓之比為2:1D副線圈兩端的電壓為100V9如圖，一理想變壓器原線圈可通過滑動觸頭P的移動改變其匝數(shù)，當P接a時，原副線圈的匝數(shù)比為5:1，b為原線圈的中點，副線圈接有電容器C、燈泡L、理想電流表 以及R=44的定值電阻。若原線圈接有u=311sin100t V的交變電壓，下列判斷正確的是A當P接a時，燈泡兩端電壓為44VB當P接b時，電流表的讀數(shù)為2ACP接b時燈泡消耗功率比P接a時大DP固定在a點不移動，原線圈改接u=311sin200t V的電壓，燈泡亮度不變10如圖所示，理想變壓器的原副線圈的匝數(shù)比為4:1，原線圈接有u=311sin100t V的交變電壓，副線圈上接有定值電阻R、線圈L、燈泡L1及理想電壓表V，以下說法正確的是A副線圈中電流的變化頻率為50HZB燈泡L1兩端電壓為55VC若交變電壓u的有效值不變，頻率增大，則燈泡L1的亮度將變暗D若交變電壓u的有效值不變，頻率增大，則電壓表V的示數(shù)將減小11如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為10:1，R1，與原線圈相連的熔斷器（保險絲）的熔斷電流為1A，通過副線圈電壓傳感器測得副線圈電壓圖像如圖所示，則下列說法正確的是A原線圈輸入電壓的有效值為VB副線圈兩端交變電壓的頻率為50 HzC原、副線圈鐵芯中磁通量變化率之比為10:1D為保證電路安全工作，滑動變阻器的阻值不得小于1.212調(diào)壓變壓器就是一種自耦變壓器，它的構造如圖8甲所示線圈AB繞在一個圓環(huán)形的鐵芯上，CD之間輸入交變電壓，轉(zhuǎn)動滑動觸頭P就可以調(diào)節(jié)輸出電壓圖甲中兩電表均為理想交流電表，R1、R2為定值電阻，R3為滑動變阻器現(xiàn)在CD兩端輸入圖乙所示正弦式交流電，變壓器視為理想變壓器，那么 ()A由乙圖可知CD兩端輸入交流電壓u的表達式為u36sin 100t(V)B當滑動觸頭P逆時針轉(zhuǎn)動時，MN之間輸出交流電壓的頻率變大C當滑動變阻器滑動觸頭向下滑動時，電流表讀數(shù)變大，電壓表讀數(shù)也變大D當滑動變阻器滑動觸頭向下滑動時，電阻R2消耗的電功率變小13遠距離輸電線路的示意圖如圖所示，若發(fā)電機的輸出電壓不變，則下列敘述中正確的是（ ）A升壓變壓器的原線圈中的 電流與用戶用電設備消耗的功率無關B輸電線中的電流只由升壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定C當用戶用電器的總電阻減少時，輸電線上損失的功率增大D升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓14通過一理想變壓器，經(jīng)同一線路輸送相同的電功率P，原線圈的電壓U保持不變，輸電線路的總電阻為R.當副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時，線路損耗的電功率為P1，若將副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到nk，線路損耗的電功率為P2，則P1和分別為 ()A， B()2R， C.， D()2R，15某水電站，用總電阻為2.5 的輸電線輸電給500 km外的用戶，其輸出電功率是3106 kW，現(xiàn)用500 kV電壓輸電，則下列說法正確的是()A輸電線上輸送的電流大小為2.0105 AB輸電線上由電阻造成的損失電壓為15 kVC若改用5 kV電壓輸電，則輸電線上損失的功率為9108 kWD輸電線上損失的功率為PU2/r，U為輸電電壓，r為輸電線的電阻16我國“西電東送”采用高壓直流輸電，繼三峽至常州500kV直流輸電工程后，又實現(xiàn)了三峽至廣東的500kV直流輸電工程圖示為其輸電示意圖關于高壓直流輸電，下列說法正確的有A有利于減小輸電電流，從而減少輸電導線上的能量損失B有利于變壓器直接改變輸電電壓，從而實現(xiàn)電網(wǎng)同步輸送C有利于消除輸電線路中感抗和容抗的影響D有利