變壓器遠距離輸電課件

第5講變壓器遠距離輸電第5講變壓器遠距離輸電1考點1理想變壓器1.構(gòu)造：如圖所示理想變壓器由__________、__________和閉合鐵芯組成2.原理：電流磁效應(yīng)、電磁感應(yīng)(_______現(xiàn)象)3.基本關(guān)系(1)電壓關(guān)系：=_____.(2)功率關(guān)系：P入=______.(3)電流關(guān)系：①只有一個副線圈時:=______.②有多個副線圈時：U1I1=_____________________.原線圈副線圈互感P出U2I2+U3I3+…+UnIn考點1理想變壓器1.構(gòu)造：如圖所示理想變壓器由_____24.幾種常用的變壓器(1)自耦變壓器——也叫_____變壓器.調(diào)壓U2U1ABPU1U2n1n2n1n2U1U2

自耦變壓器的原副線圈共用一個線圈升壓變壓器降壓變壓器4.幾種常用的變壓器調(diào)壓U2U1ABPU1U2n1n2n1n34.幾種常用的變壓器(2)互感器.①電壓互感器，用來把高電壓變成_________.②電流互感器，用來把大電流變成_________.

低電壓小電流V

A電流互感器電壓互感器

使用時把原線圈與電路并聯(lián)，原線圈匝數(shù)多于副線圈匝數(shù)

使用時把原線圈與電路串聯(lián)，原線圈匝數(shù)少于副線圈匝數(shù)4.幾種常用的變壓器低電壓小電流VA電流互感器電壓互感器41.關(guān)于理想變壓器的四點說明(1)變壓器不能改變直流電壓.(2)變壓器只能改變交變電流的電壓和電流，不能改變交變電流的頻率.(3)理想變壓器本身不消耗能量.(4)理想變壓器基本關(guān)系中的U1、U2、I1、I2均為有效值.2.理想變壓器的三個制約關(guān)系(1)輸入電壓U1決定輸出電壓U2.(2)輸出電流I2決定輸入電流I1.(3)輸出功率P2決定輸入功率P1.1.關(guān)于理想變壓器的四點說明2.理想變壓器的三個制約關(guān)系5(2011·新課標全國卷)如圖，一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1∶2；副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220V，額定功率為22W；原線圈電路中接有電壓表和電流表.現(xiàn)閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光.若用U和I分別表示此時電壓表和電流表的讀數(shù)，則()A.U=110V,I=0.2AB.U=110V,I=0.05AC.U=110V,I=0.2AD.U=110V,I=0.2A(2011·新課標全國卷)如圖，一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比6【解析】選A.在副線圈電路中，=0.1A，再根據(jù)及，得U1=110V，I1=0.2A，故B、C、D錯誤，A正確.【解析】選A.在副線圈電路中，=0.7 理想變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用【例證1】(2011·江蘇高考)(15分)圖(a)為一理想變壓器，ab為原線圈，ce為副線圈，d為副線圈引出的一個接頭，原線圈輸入正弦式交變電壓的u-t圖象如圖(b)所示.若只在ce間接一只Rce＝400Ω的電阻，或只在de間接一只Rde＝225Ω的電阻，兩種情況下電阻消耗的功率均為80W. 理想變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用8(1)請寫出原線圈輸入電壓瞬時值uab的表達式；(2)求只在ce間接400Ω電阻時，原線圈中的電流I1；(3)求ce和de間線圈的匝數(shù)比.(1)請寫出原線圈輸入電壓瞬時值uab的表達式；9【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下三點：(1)根據(jù)圖象得出瞬時值表達式、電壓最大值和有效值.(2)利用理想變壓器的P、U、I的關(guān)系計算原線圈中的電流.(3)根據(jù)電壓關(guān)系求線圈的匝數(shù)比.【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下三點：10【規(guī)范解答】(1)由原線圈中交變電流的u-t圖象可知ω=200πrad/s，電壓瞬時值uab=400sin200πt(V)(3分)(2)電壓有效值U1=(2分)理想變壓器P1=P2(2分)原線圈中的電流I1==0.28A(2分)(3)設(shè)ab間匝數(shù)為n1，根據(jù)變壓器規(guī)律有(4分)【規(guī)范解答】(1)由原線圈中交變電流的u-t圖象可知ω=11由題意有：，聯(lián)立可得：=(2分)答案：(1)uab=400sin200πt(V) (2)0.28A(3)由題意有：，12【總結(jié)提升】理想變壓器問題的規(guī)范求解1.一般解題思路(1)分析題干條件找出不變量和變量.(2)利用原、副線圈之間的功率關(guān)系確定原、副線圈中的電流.(3)根據(jù)電磁感應(yīng)原理，分析電壓、電流與原、副線圈匝數(shù)比之間的關(guān)系.2.應(yīng)注意的問題(1)對于電源，原線圈相當(dāng)于用電器；對于用電器，副線圈相當(dāng)于電源.【總結(jié)提升】理想變壓器問題的規(guī)范求解13(2)解決變壓器問題的三種切入法：①電壓切入法：變壓器原、副線圈的電壓之比為；當(dāng)變壓器有多個副線圈時，=…②功率切入法：理想變壓器的輸入、輸出功率為P入=P出，當(dāng)變壓器有多個副線圈時，P1=P2+P3+…③電流切入法：由知，對只有一個副線圈的變壓器有，當(dāng)變壓器有多個副線圈時有n1I1=n2I2+n3I3+…

(2)解決變壓器問題的三種切入法：14變壓器遠距離輸電課件15變壓器遠距離輸電課件16變壓器遠距離輸電課件17變壓器遠距離輸電課件18 變壓器的動態(tài)分析【例證2】如圖所示是街頭變壓器給用戶供電的示意圖.變壓器的輸入電壓是市電網(wǎng)的電壓，不會有很大的波動，輸出電壓通過輸電線輸送給用戶.輸電線的電阻用R0表示，變阻器R表示用戶用電器的總電阻，當(dāng)滑動變阻器觸頭P向下移動時，下列說法中錯誤的是()A.與增加用電器的數(shù)目達到的效果相同B.A1表的示數(shù)隨A2表的示數(shù)的增大而增大C.V1表的示數(shù)隨V2表的示數(shù)的增大而增大D.變壓器的輸入功率增大 變壓器的動態(tài)分析A.與增加用電器的數(shù)目達到的效果相同19【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下三點：(1)所有用戶的用電器應(yīng)為并聯(lián)關(guān)系.(2)滑動變阻器使負載電阻變化，會改變輸出功率.(3)要弄清原、副線圈的電壓、電流的因果關(guān)系.【自主解答】選C.當(dāng)滑動變阻器觸頭P向下移動時，用電器的總電阻減小，相當(dāng)于并聯(lián)的用電器數(shù)目增加，同時變壓器的輸入功率增大，A、D對；電網(wǎng)供電是“用多少供多少”，輸出電流增大則輸入電流增大，B正確；但變壓器的輸出電壓則由輸入電壓決定，當(dāng)輸入電壓和變壓器的匝數(shù)比一定時，輸出電壓一定，C錯，故選C.【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下三點：20【總結(jié)提升】解答本題關(guān)鍵在于理解變壓器原、副線圈的電路結(jié)構(gòu)及電壓、電流的因果關(guān)系，然后根據(jù)理想變壓器動態(tài)分析的思路，即來分析和判斷.對本題易錯選項及錯誤原因分析如下：

【總結(jié)提升】解答本題關(guān)鍵在于理解變壓器原、副線圈的電路21易錯角度錯誤原因易誤選A(1)受思維定式影響，誤認為選取正確選項.(2)對滑動變阻器阻值變化與負載的關(guān)系理解錯誤，誤認為R減小負載減小，即用電器的數(shù)目減少.而實際上當(dāng)R減小時，由于并聯(lián)關(guān)系，用電器的數(shù)目會增加易誤選B(1)受思維定式影響，誤認為選取正確選項.(2)不理解變壓器原、副線圈電流的因果關(guān)系，誤認為由輸入電流決定輸出電流，即“送多少用多少”易錯角度錯誤原因易誤選A(1)受思維定式影響，誤認為選取正22【變式訓(xùn)練】(2011·福建高考)圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1∶n2=5∶1，電阻R=20Ω，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開關(guān).原線圈接正弦交變電源，輸入電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示.現(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時L2正常發(fā)光.下列說法正確的是()

【變式訓(xùn)練】(2011·福建高考)圖甲中理想變壓器原、副線圈23A.輸入電壓u的表達式u=20sin(50πt)VB.只斷開S2后，L1、L2均正常發(fā)光C.只斷開S2后，原線圈的輸入功率增大D.若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.8W【解析】選D.由圖乙知周期為0.02s，因此輸入電壓的表達式u=20sin(100πt)V，A錯；只斷開S2，L1、L2兩端的電壓小于額定電壓，都不能正常發(fā)光，B錯；只斷開S2，負載電阻變大，功率變小，C錯；S1換接到2后，據(jù)和得R消耗的功率為0.8W，故選D.A.輸入電壓u的表達式u=20sin(50πt)V24考點2遠距離輸電1.輸電過程(如圖所示)考點2遠距離輸電1.輸電過程(如圖所示)252.電壓損失(1)ΔU=U-U′.(2)ΔU=_____.3.功率損失(1)ΔP=P-P′.(2)ΔP=______=__________.4.輸送電流(1)I=.(2)I=.IRI2R2.電壓損失IRI2R26變壓器遠距離輸電課件271.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=ρ可知，在輸電距離一定的情況下，為減小電阻，應(yīng)采用電阻率小的材料，也可以增加導(dǎo)線的橫截面積.(2)減小輸電導(dǎo)線中的輸電電流，由P=UI可知，當(dāng)輸送功率一定時，提高輸電電壓，可以減小輸電電流.1.降低輸電損耗的兩個途徑282.遠距離輸電問題的四個關(guān)鍵(1)畫出一個模型——遠距離輸電模型圖.(2)抓住輸電的兩端——電源和用電器.(3)分析兩條導(dǎo)線——輸電導(dǎo)線.(4)研究兩次電壓變換——升壓和降壓.2.遠距離輸電問題的四個關(guān)鍵29(2012·寧德模擬)在如圖所示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()(2012·寧德模擬)在如圖所示的遠距離輸電電路圖中，升壓變30A.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減小A.升壓變壓器的輸出電壓增大31【解析】選C.由題意可知升壓變壓器的輸入電壓不變，則輸出電壓不變，A錯誤；在電能輸出過程中有：I2=，U線=I2R線,U3=U2-U線，因P變大，I2變大，所以U線變大，所以降壓變壓器初級電壓U3變小，則降壓變壓器的輸出電壓變小，B錯誤；根據(jù)P線=()2R線，因P變大，所以P線變大，C正確；根據(jù)，因P變大，所以比值變大，D錯誤.【解析】選C.由題意可知升壓變壓器的輸入電壓不變，則輸出32 “模型法”處理遠距離輸電問題【例證3】一臺發(fā)電機最大輸出功率為4000kW，電壓為4000V，經(jīng)變壓器T1升壓后向遠方輸電.輸電線路總電阻為R=1kΩ.到目的地經(jīng)變壓器T2降壓，負載為多個正常發(fā)光的燈泡(220V、60W).若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機輸出功率的10%，變壓器T1和T2的耗損可忽略，發(fā)電機處于滿負荷工作狀態(tài)，則下列說法不正確的是()A.T1原、副線圈電流分別為103A和20AB.T2原、副線圈電壓分別為1.8×105V和220VC.T1和T2的變壓比分別為1∶50和40∶1D.有6×104盞燈泡(220V、60W)正常發(fā)光 “模型法”處理遠距離輸電問題33【解題指南】解答本題應(yīng)從以下三點重點把握：(1)畫出遠距離輸電的模型圖，并在圖上標出各個參量.(2)根據(jù)P=UI計算輸電電流.(3)根據(jù)升壓變壓器和降壓變壓器原、副線圈的電壓、電流和功率關(guān)系列式求解.【解題指南】解答本題應(yīng)從以下三點重點把握：34【自主解答】選C.遠距離輸電的模型如圖所示.【自主解答】選C.遠距離輸電的模型如圖所示.35T1原線圈的電流為I1==1×103A,輸電線上損失的功率為P損=I22R=10%P1,所以A=20A，選項A正確；T1的匝數(shù)比為；T1上副線圈的電壓為U2=50U1=2×105V,T2原線圈的電壓為U3=U2-I2R=2×105V-20×103V=1.8×105V,選項B正確；T2上原、副線圈的變壓比為,選項C錯誤；能正常發(fā)光的燈泡的盞數(shù)為：N==6×104,選項D正確，故選C.T1原線圈的電流為I1==1×36【總結(jié)提升】應(yīng)用“模型法”解題時應(yīng)注意的問題模型法是分析、解決物理問題的常見方法，該方法是舍去表面的、次要的條件，抓住主要的本質(zhì)因素，得出一種能反映原事件本質(zhì)特性的理想模型、理想過程、理想狀態(tài)等，能使一些復(fù)雜的問題簡單化、形象化、具體化，在使用模型法處理問題時，需注意以下三點：(1)要熟練掌握各種常見的物理模型.(2)能判斷出所遇到的問題屬于哪種物理模型.(3)能把物理模型和實際問題正確地結(jié)合起來.【總結(jié)提升】應(yīng)用“模型法”解題時應(yīng)注意的問題37【變式訓(xùn)練】(2012·三明模擬)為了減少輸電線路中電力損失，發(fā)電廠發(fā)出的電通常是經(jīng)過變電所升壓后通過遠距離輸送，再經(jīng)變電所將高壓變?yōu)榈蛪?某變電所將電壓u0=11000sin100πtV的交流電降為220V供居民小區(qū)用電，則變電所變壓器()A.原、副線圈匝數(shù)比為50∶1B.副線圈中電流的頻率是50HzC.原線圈的導(dǎo)線比副線圈的要粗D.輸入原線圈的電流等于居民小區(qū)各用電器電流的總和【變式訓(xùn)練】(2012·三明模擬)為了減少輸電線路中電力損失38【解析】選B.u0=11000sin100πtV中的11000指的是電壓的最大值，有效值為11000V，則原、副線圈的匝數(shù)之比等于兩線圈的電壓之比，即50∶1,A錯誤；由ω=100π得頻率為50Hz，變壓器不改變電流的頻率.因此，副線圈中電流的頻率也是50Hz,B正確；電流與匝數(shù)成反比，即原線圈的電流比副線圈電流要小.因此，副線圈的導(dǎo)線要比原線圈粗，C錯誤；居民小區(qū)各個用電器都是并聯(lián)的，它們的電流總和等于副線圈中的電流，D錯誤.

【解析】選B.u0=11000sin100πtV中的39考查內(nèi)容變壓器有多個副線圈的情況【例證】如圖所示，接于理想變壓器中的四個規(guī)格相同的燈泡都正常發(fā)光，那么，理想變壓器的匝數(shù)比n1∶n2∶n3為多少？考查內(nèi)容變壓器有多個副線圈的情況【例證】如圖所示，接于理想變40【規(guī)范解答】燈泡正常發(fā)光，可得UA=UB=UC=UD,所以U2=2U3.由變壓器的電壓比公式,所以n2=2n3.同理，燈泡正常發(fā)光，功率相等，即PA=PB=PC=PD.由P=I2R，得IA=IB=IC=ID，即I1=I2=I3.由U1I1=U2I2+U3I3得n1I1=n2I2+n3I3，即n1=n2+n3=2n3+n3=3n3,所以n1∶n2∶n3=3∶2∶1.答案：3∶2∶1【規(guī)范解答】燈泡正常發(fā)光，可得UA=UB=UC=UD,所以U411.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為11∶2，原線圈兩端的輸入電壓u=220sin100πt(V),電表均為理想電表，滑動變阻器R接入電路部分的阻值為10Ω.下列敘述中正確的是()1.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為11∶2，原線圈42A.該交流電的頻率為100πHzB.電壓表的讀數(shù)為40VC.電流表的讀數(shù)為4AD.若滑動變阻器的滑片P向a端移動，電流表的讀數(shù)變大【解析】選C.根據(jù)原線圈兩端輸入電壓的表達式可知，交流電的頻率Hz,A錯誤；變壓器原線圈電壓的有效值為U1=220V，利用變壓器的變壓比U1∶U2=n1∶n2，可求得U2=40V，電壓表的讀數(shù)為40V，B錯誤；電流表的讀數(shù)為I==4A,C正確；若滑動變阻器的滑片P向a端移動，接入電路的電阻增大，而U2不變，電流表示數(shù)變小，D錯誤.

A.該交流電的頻率為100πHz432.(2012·汕頭模擬)如圖甲，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=11∶5，原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，副線圈僅接入一個10Ω的電阻.則()

2.(2012·汕頭模擬)如圖甲，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)44A.變壓器的輸入電壓最大值是220VB.正弦交變電流的周期是1×10-3sC.變壓器的輸入功率是2×103WD.電壓表的示數(shù)是100V【解析】選A.由圖乙可知，輸入電壓最大值為220V,有效值為220V，周期為2×10-2s,故A正確，B錯誤；根據(jù)變壓器原副線圈電壓關(guān)系得輸出電壓有效值為U2=100V,則電壓表的示數(shù)為100V，D錯誤；變壓器的輸入功率為=1000W,C錯誤.

A.變壓器的輸入電壓最大值是220V453.(2012·寧德模擬)如圖所示，有一理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)比為n.原線圈接正弦交流電壓U，輸出端接有一個交流電流表和一個電動機.電動機線圈電阻為R.當(dāng)輸入端接通電源后，電流表讀數(shù)為I，電動機帶動一重物勻速上升,下列判斷正確的是()A.電動機兩端電壓為IRB.電動機消耗的功率為I2RC.原線圈中的電流為nID.變壓器的輸入功率為3.(2012·寧德模擬)如圖所示，有一46【解析】選D.因為電動機是非純電阻電路，U≠IR,P≠I2R，A、B錯誤；電動機兩端電壓為，故電動機消耗的功率為，即為變壓器的輸入功率，原線圈中的電流I0=，D正確，C錯誤.【解析】選D.因為電動機是非純電阻電路，U≠IR,P≠I2R474.利用如圖所示的電流互感器可以測量被測電路中的大電流，若互感器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2=1∶100，交流電流表A的示數(shù)為50mA，則()A.被測電路的電流有效值為0.5AB.被測電路的電流平均值為0.5AC.被測電路的電流最大值為5AD.原、副線圈中的電流同時達到最大值

4.利用如圖所示的電流互感器可以測量被測電路中的大電流，若互48【解析】選C.交流電流表示數(shù)為副線圈中電流的有效值，即I2=50mA=0.05A，根據(jù)得，I1=5A，A、B均錯誤；原線圈(被測電路)中電流的最大值A(chǔ),C項正確；原線圈中電流最大時，線圈中磁通量的變化率等于零，此時副線圈中的電流最??；原線圈中電流等于0時，磁通量的變化率最大，副線圈中電流最大.所以原、副線圈電流有相位差，故不能同時達到最大值，D項錯誤.【解析】選C.交流電流表示數(shù)為副線圈中電流的有效值，即495.一個理想變壓器原線圈輸入功率為P0=1200W,原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2=2∶1,其副線圈兩端接一內(nèi)阻為r=4Ω的電動機,此電動機正以速度v=0.8m/s勻速向上提升質(zhì)量為m=100kg的重物,已知重力加速度g=10m/s2,則變壓器原線圈兩端的電壓為多大?【解析】由能量守恒知,理想變壓器原線圈輸入功率等于輸出功率,又等于電動機的輸入功率.據(jù)題意知P0-mgv=I2r,式中I為變壓器的輸出電流,即電動機的輸入電流,

5.一個理想變壓器原線圈輸入功率為P0=1200W,原、50得變壓器的輸出電壓為.設(shè)變壓器原線圈兩端的電壓為U1,據(jù)題意知則U1==240V.答案：240V

得51第5講變壓器遠距離輸電第5講變壓器遠距離輸電52考點1理想變壓器1.構(gòu)造：如圖所示理想變壓器由__________、__________和閉合鐵芯組成2.原理：電流磁效應(yīng)、電磁感應(yīng)(_______現(xiàn)象)3.基本關(guān)系(1)電壓關(guān)系：=_____.(2)功率關(guān)系：P入=______.(3)電流關(guān)系：①只有一個副線圈時:=______.②有多個副線圈時：U1I1=_____________________.原線圈副線圈互感P出U2I2+U3I3+…+UnIn考點1理想變壓器1.構(gòu)造：如圖所示理想變壓器由_____534.幾種常用的變壓器(1)自耦變壓器——也叫_____變壓器.調(diào)壓U2U1ABPU1U2n1n2n1n2U1U2

自耦變壓器的原副線圈共用一個線圈升壓變壓器降壓變壓器4.幾種常用的變壓器調(diào)壓U2U1ABPU1U2n1n2n1n544.幾種常用的變壓器(2)互感器.①電壓互感器，用來把高電壓變成_________.②電流互感器，用來把大電流變成_________.

低電壓小電流V

A電流互感器電壓互感器

使用時把原線圈與電路并聯(lián)，原線圈匝數(shù)多于副線圈匝數(shù)

使用時把原線圈與電路串聯(lián)，原線圈匝數(shù)少于副線圈匝數(shù)4.幾種常用的變壓器低電壓小電流VA電流互感器電壓互感器551.關(guān)于理想變壓器的四點說明(1)變壓器不能改變直流電壓.(2)變壓器只能改變交變電流的電壓和電流，不能改變交變電流的頻率.(3)理想變壓器本身不消耗能量.(4)理想變壓器基本關(guān)系中的U1、U2、I1、I2均為有效值.2.理想變壓器的三個制約關(guān)系(1)輸入電壓U1決定輸出電壓U2.(2)輸出電流I2決定輸入電流I1.(3)輸出功率P2決定輸入功率P1.1.關(guān)于理想變壓器的四點說明2.理想變壓器的三個制約關(guān)系56(2011·新課標全國卷)如圖，一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1∶2；副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220V，額定功率為22W；原線圈電路中接有電壓表和電流表.現(xiàn)閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光.若用U和I分別表示此時電壓表和電流表的讀數(shù)，則()A.U=110V,I=0.2AB.U=110V,I=0.05AC.U=110V,I=0.2AD.U=110V,I=0.2A(2011·新課標全國卷)如圖，一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比57【解析】選A.在副線圈電路中，=0.1A，再根據(jù)及，得U1=110V，I1=0.2A，故B、C、D錯誤，A正確.【解析】選A.在副線圈電路中，=0.58 理想變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用【例證1】(2011·江蘇高考)(15分)圖(a)為一理想變壓器，ab為原線圈，ce為副線圈，d為副線圈引出的一個接頭，原線圈輸入正弦式交變電壓的u-t圖象如圖(b)所示.若只在ce間接一只Rce＝400Ω的電阻，或只在de間接一只Rde＝225Ω的電阻，兩種情況下電阻消耗的功率均為80W. 理想變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用59(1)請寫出原線圈輸入電壓瞬時值uab的表達式；(2)求只在ce間接400Ω電阻時，原線圈中的電流I1；(3)求ce和de間線圈的匝數(shù)比.(1)請寫出原線圈輸入電壓瞬時值uab的表達式；60【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下三點：(1)根據(jù)圖象得出瞬時值表達式、電壓最大值和有效值.(2)利用理想變壓器的P、U、I的關(guān)系計算原線圈中的電流.(3)根據(jù)電壓關(guān)系求線圈的匝數(shù)比.【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下三點：61【規(guī)范解答】(1)由原線圈中交變電流的u-t圖象可知ω=200πrad/s，電壓瞬時值uab=400sin200πt(V)(3分)(2)電壓有效值U1=(2分)理想變壓器P1=P2(2分)原線圈中的電流I1==0.28A(2分)(3)設(shè)ab間匝數(shù)為n1，根據(jù)變壓器規(guī)律有(4分)【規(guī)范解答】(1)由原線圈中交變電流的u-t圖象可知ω=62由題意有：，聯(lián)立可得：=(2分)答案：(1)uab=400sin200πt(V) (2)0.28A(3)由題意有：，63【總結(jié)提升】理想變壓器問題的規(guī)范求解1.一般解題思路(1)分析題干條件找出不變量和變量.(2)利用原、副線圈之間的功率關(guān)系確定原、副線圈中的電流.(3)根據(jù)電磁感應(yīng)原理，分析電壓、電流與原、副線圈匝數(shù)比之間的關(guān)系.2.應(yīng)注意的問題(1)對于電源，原線圈相當(dāng)于用電器；對于用電器，副線圈相當(dāng)于電源.【總結(jié)提升】理想變壓器問題的規(guī)范求解64(2)解決變壓器問題的三種切入法：①電壓切入法：變壓器原、副線圈的電壓之比為；當(dāng)變壓器有多個副線圈時，=…②功率切入法：理想變壓器的輸入、輸出功率為P入=P出，當(dāng)變壓器有多個副線圈時，P1=P2+P3+…③電流切入法：由知，對只有一個副線圈的變壓器有，當(dāng)變壓器有多個副線圈時有n1I1=n2I2+n3I3+…

(2)解決變壓器問題的三種切入法：65變壓器遠距離輸電課件66變壓器遠距離輸電課件67變壓器遠距離輸電課件68變壓器遠距離輸電課件69 變壓器的動態(tài)分析【例證2】如圖所示是街頭變壓器給用戶供電的示意圖.變壓器的輸入電壓是市電網(wǎng)的電壓，不會有很大的波動，輸出電壓通過輸電線輸送給用戶.輸電線的電阻用R0表示，變阻器R表示用戶用電器的總電阻，當(dāng)滑動變阻器觸頭P向下移動時，下列說法中錯誤的是()A.與增加用電器的數(shù)目達到的效果相同B.A1表的示數(shù)隨A2表的示數(shù)的增大而增大C.V1表的示數(shù)隨V2表的示數(shù)的增大而增大D.變壓器的輸入功率增大 變壓器的動態(tài)分析A.與增加用電器的數(shù)目達到的效果相同70【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下三點：(1)所有用戶的用電器應(yīng)為并聯(lián)關(guān)系.(2)滑動變阻器使負載電阻變化，會改變輸出功率.(3)要弄清原、副線圈的電壓、電流的因果關(guān)系.【自主解答】選C.當(dāng)滑動變阻器觸頭P向下移動時，用電器的總電阻減小，相當(dāng)于并聯(lián)的用電器數(shù)目增加，同時變壓器的輸入功率增大，A、D對；電網(wǎng)供電是“用多少供多少”，輸出電流增大則輸入電流增大，B正確；但變壓器的輸出電壓則由輸入電壓決定，當(dāng)輸入電壓和變壓器的匝數(shù)比一定時，輸出電壓一定，C錯，故選C.【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下三點：71【總結(jié)提升】解答本題關(guān)鍵在于理解變壓器原、副線圈的電路結(jié)構(gòu)及電壓、電流的因果關(guān)系，然后根據(jù)理想變壓器動態(tài)分析的思路，即來分析和判斷.對本題易錯選項及錯誤原因分析如下：

【總結(jié)提升】解答本題關(guān)鍵在于理解變壓器原、副線圈的電路72易錯角度錯誤原因易誤選A(1)受思維定式影響，誤認為選取正確選項.(2)對滑動變阻器阻值變化與負載的關(guān)系理解錯誤，誤認為R減小負載減小，即用電器的數(shù)目減少.而實際上當(dāng)R減小時，由于并聯(lián)關(guān)系，用電器的數(shù)目會增加易誤選B(1)受思維定式影響，誤認為選取正確選項.(2)不理解變壓器原、副線圈電流的因果關(guān)系，誤認為由輸入電流決定輸出電流，即“送多少用多少”易錯角度錯誤原因易誤選A(1)受思維定式影響，誤認為選取正73【變式訓(xùn)練】(2011·福建高考)圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1∶n2=5∶1，電阻R=20Ω，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開關(guān).原線圈接正弦交變電源，輸入電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示.現(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時L2正常發(fā)光.下列說法正確的是()

【變式訓(xùn)練】(2011·福建高考)圖甲中理想變壓器原、副線圈74A.輸入電壓u的表達式u=20sin(50πt)VB.只斷開S2后，L1、L2均正常發(fā)光C.只斷開S2后，原線圈的輸入功率增大D.若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.8W【解析】選D.由圖乙知周期為0.02s，因此輸入電壓的表達式u=20sin(100πt)V，A錯；只斷開S2，L1、L2兩端的電壓小于額定電壓，都不能正常發(fā)光，B錯；只斷開S2，負載電阻變大，功率變小，C錯；S1換接到2后，據(jù)和得R消耗的功率為0.8W，故選D.A.輸入電壓u的表達式u=20sin(50πt)V75考點2遠距離輸電1.輸電過程(如圖所示)考點2遠距離輸電1.輸電過程(如圖所示)762.電壓損失(1)ΔU=U-U′.(2)ΔU=_____.3.功率損失(1)ΔP=P-P′.(2)ΔP=______=__________.4.輸送電流(1)I=.(2)I=.IRI2R2.電壓損失IRI2R77變壓器遠距離輸電課件781.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=ρ可知，在輸電距離一定的情況下，為減小電阻，應(yīng)采用電阻率小的材料，也可以增加導(dǎo)線的橫截面積.(2)減小輸電導(dǎo)線中的輸電電流，由P=UI可知，當(dāng)輸送功率一定時，提高輸電電壓，可以減小輸電電流.1.降低輸電損耗的兩個途徑792.遠距離輸電問題的四個關(guān)鍵(1)畫出一個模型——遠距離輸電模型圖.(2)抓住輸電的兩端——電源和用電器.(3)分析兩條導(dǎo)線——輸電導(dǎo)線.(4)研究兩次電壓變換——升壓和降壓.2.遠距離輸電問題的四個關(guān)鍵80(2012·寧德模擬)在如圖所示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()(2012·寧德模擬)在如圖所示的遠距離輸電電路圖中，升壓變81A.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減小A.升壓變壓器的輸出電壓增大82【解析】選C.由題意可知升壓變壓器的輸入電壓不變，則輸出電壓不變，A錯誤；在電能輸出過程中有：I2=，U線=I2R線,U3=U2-U線，因P變大，I2變大，所以U線變大，所以降壓變壓器初級電壓U3變小，則降壓變壓器的輸出電壓變小，B錯誤；根據(jù)P線=()2R線，因P變大，所以P線變大，C正確；根據(jù)，因P變大，所以比值變大，D錯誤.【解析】選C.由題意可知升壓變壓器的輸入電壓不變，則輸出83 “模型法”處理遠距離輸電問題【例證3】一臺發(fā)電機最大輸出功率為4000kW，電壓為4000V，經(jīng)變壓器T1升壓后向遠方輸電.輸電線路總電阻為R=1kΩ.到目的地經(jīng)變壓器T2降壓，負載為多個正常發(fā)光的燈泡(220V、60W).若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機輸出功率的10%，變壓器T1和T2的耗損可忽略，發(fā)電機處于滿負荷工作狀態(tài)，則下列說法不正確的是()A.T1原、副線圈電流分別為103A和20AB.T2原、副線圈電壓分別為1.8×105V和220VC.T1和T2的變壓比分別為1∶50和40∶1D.有6×104盞燈泡(220V、60W)正常發(fā)光 “模型法”處理遠距離輸電問題84【解題指南】解答本題應(yīng)從以下三點重點把握：(1)畫出遠距離輸電的模型圖，并在圖上標出各個參量.(2)根據(jù)P=UI計算輸電電流.(3)根據(jù)升壓變壓器和降壓變壓器原、副線圈的電壓、電流和功率關(guān)系列式求解.【解題指南】解答本題應(yīng)從以下三點重點把握：85【自主解答】選C.遠距離輸電的模型如圖所示.【自主解答】選C.遠距離輸電的模型如圖所示.86T1原線圈的電流為I1==1×103A,輸電線上損失的功率為P損=I22R=10%P1,所以A=20A，選項A正確；T1的匝數(shù)比為；T1上副線圈的電壓為U2=50U1=2×105V,T2原線圈的電壓為U3=U2-I2R=2×105V-20×103V=1.8×105V,選項B正確；T2上原、副線圈的變壓比為,選項C錯誤；能正常發(fā)光的燈泡的盞數(shù)為：N==6×104,選項D正確，故選C.T1原線圈的電流為I1==1×87【總結(jié)提升】應(yīng)用“模型法”解題時應(yīng)注意的問題模型法是分析、解決物理問題的常見方法，該方法是舍去表面的、次要的條件，抓住主要的本質(zhì)因素，得出一種能反映原事件本質(zhì)特性的理想模型、理想過程、理想狀態(tài)等，能使一些復(fù)雜的問題簡單化、形象化、具體化，在使用模型法處理問題時，需注意以下三點：(1)要熟練掌握各種常見的物理模型.(2)能判斷出所遇到的問題屬于哪種物理模型.(3)能把物理模型和實際問題正確地結(jié)合起來.【總結(jié)提升】應(yīng)用“模型法”解題時應(yīng)注意的問題88【變式訓(xùn)練】(2012·三明模擬)為了減少輸電線路中電力損失，發(fā)電廠發(fā)出的電通常是經(jīng)過變電所升壓后通過遠距離輸送，再經(jīng)變電所將高壓變?yōu)榈蛪?某變電所將電壓u0=11000sin100πtV的交流電降為220V供居民小區(qū)用電，則變電所變壓器()A.原、副線圈匝數(shù)比為50∶1B.副線圈中電流的頻率是50HzC.原線圈的導(dǎo)線比副線圈的要粗D.輸入原線圈的電流等于居民小區(qū)各用電器電流的總和【變式訓(xùn)練】(2012·三明模擬)為了減少輸電線路中電力損失89【解析】選B.u0=11000sin100πtV中的11000指的是電壓的最大值，有效值為11000V，則原、副線圈的匝數(shù)之比等于兩線圈的電壓之比，即50∶1,A錯誤；由ω=100π得頻率為50Hz，變壓器不改變電流的頻率.因此，副線圈中電流的頻率也是50Hz,B正確；電流與匝數(shù)成反比，即原線圈的電流比副線圈電流要小.因此，副線圈的導(dǎo)線要比原線圈粗，C錯誤；居民小區(qū)各個用電器都是并聯(lián)的，它們的電流總和等于副線圈中的電流，D錯誤.

【解析】選B.u0=11000sin100πtV中的90考查內(nèi)容變壓器有多個副線圈的情況【例證】如圖所示，接于理想變壓器中的四個規(guī)格相同的燈泡都正常發(fā)光，那么，理想變壓器的匝數(shù)比n1∶n2∶n3為多少？考查內(nèi)容變壓器有多個副線圈的情況【例證】如圖所示，接于理想變91【規(guī)范解答】燈泡正常發(fā)光，可得UA=UB=UC=UD,所以U2=2U3.由變壓器的電壓比公式,所以n2=2n3.同理，燈泡正常發(fā)光，功率相等，即PA=PB=PC=PD.由P=I2R，得IA=IB=IC=ID，即I1=I2=I3.由U1I1=U2I2+U3I3得n1I1=n2I2+n3I3，即n1=n2+n3=2n3+n3=3n3,所以n1∶n2∶n3=3∶2∶1.答案：3∶2∶1【規(guī)范解答】燈泡正常發(fā)光，可得UA=UB=UC=UD,所以U921.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為11∶2，原線圈兩端的輸入電壓u=220sin100πt(V),電表均為理想電表，滑動變阻器R接入電路部分的阻值為10Ω.下列敘述中正確的是()1.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為11∶2，原線圈93A.該交流電的頻率為100πHzB.電壓表的讀數(shù)為40VC.電流表的讀數(shù)為4A