精·【创新设计】2013-2014学年高中物理鲁科版选修3-2第5章 传感器及其应用专题突破5变压器及电能的输送.pptVIP

2．关于理想变压器的动态分析问题 处理此类问题的关键是分清变量和不变量，弄清理想变压器中各物理量之间的联系和相互制约关系，大致有两种情况． (1)负载电阻、原线圈电压不变，副线圈的电压、原、副线圈的电流、功率随匝数变化而变化． (2)匝数比、原线圈电压不变，原副线圈的电流、功率随负载电阻的变化而变化． 【例1】 用一理想变压器给负载供电，变压器输入端的电压不变，如图1所示．开始时开关S是断开的．现将开关S闭合，则图中所有交流电表的示数以及输入功率的变化情况是(　　)． A．V1、V2的示数不变，A1的示数增大，A2的示数减小，P入增大 B．V1、V2的示数不变，A1、A2的示数增大，P入增大 C．V1、V2的示数不变，A1、A2的示数减小，P入减小 D．V1的示数不变，V2的示数增大，A1的示数减小，A2的示数增大，P入减小 答案　B 借题发挥　(1)交流电路中的动态分析跟直流电路相似，分析的方法是先局部到整体再到局部的方法． (2)变压器中的制约关系：在变压器一定，输入电压一定时，变压器的副线圈电压，也就一定，对于副线圈回路中，相当于一个电源，且内阻为零，故输出电流随着电阻的变化而变化，输出功率也相应变化，而输入电流，输入功率也相应变化． 二、远距离高压输电问题 1．要解决这类问题首先要画好高压输电原理图(如图2所示)． 【例2】 有一台内阻为1 Ω的发电机，供给一个学校照明用电，如图3所示为简化的输电线路．升压变压器的匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻R＝4 Ω.全校共有22个班，每班有“220 V 40 W”的电灯6盏．若保证全部正常发光，求： (1)发电机输出功率多大？ (2)发电机电动势多大？ (3)输电效率是多少？ (4)若使用灯数减半且正常发光，发电机输出功率是否减半？ 答案　见解析 借题发挥　(1)输电线上线损电压ΔU＝I2R (2)输电线上线损功率ΔP＝IR (3)U2＝ΔU＋U3，I2＝I3 P2＝ΔP＋P3＝ΔP＋P4 专题小练 1．一理想变压器原、副线圈匝数比，n1∶n2＝11∶5.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压U如图4所示．副线圈仅接入一个10 Ω的电阻．则(　　)． 解析　原线圈中电压的有效值是220 V，由变压比知副线圈中电压为100 V，再根据欧姆定律可知流过电阻的电流是10 A；与电阻并联的电压表的示数是100 V；经过1分钟电阻发出的热量是6×104 J. 答案　D 2．(2009·华师附中)如图5所示，理想变压器原、副线圈匝数n1∶n2∶n3＝3∶2∶1，副线圈n2接有“8 V　 8 W”的灯泡L1、L2，副线圈n3上接有“6 V 9 W”的灯L3，L4，原线圈上接有电阻R1＝3 Ω，当a、b端接入交变电源后，L1、L2正常发光，则交变电源的输出功率为(　　)． A．72 W B．36 W C．34 W D．24 W 答案　B 3．调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图6所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间加上输入电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压，图中A为交流电流表，V为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，CD两端接恒压交流电源，变压器可视为理想变压器(　　)． A．当滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变大，电压表读数变大 B．当滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变大 C．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变小，电压表读数变大 D．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数变小 答案　AD 4．某小型水电站，水以3 m/s的速度流入水轮机，而以1 m/s的速度流出，流出水位比流入水位低1.6 m，水流量为2 m3/s.如果水流能量的75%供给发电机．求： (1)若发电机效率为80%，则发电机的输出功率为多大？ (2)发电机的输出电压为240 V，输电线路的电阻为19.2 Ω，许可损耗功率为2%，用户所需电压为220 V，则所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数的比各是多少？