第十一章 第2讲 变压器 远距离输电 Word版含答案

第十一章 第2讲 变压器 远距离输电 Word版含答案
第十一章 第2讲 变压器 远距离输电 Word版含答案

第2讲变压器远距离输电

一、单项选择题

1.(2016·苏州一模)如图所示,一只原、副线圈分别是200匝和100匝的理想变压器.副线圈的两端连接两个阻值均为20 Ω的电阻,原线圈接频率为50 Hz的正弦交流电源,电压表的示数为5 V.电流表、电压表均为理想交流电表,则下列说法中正确的是()

A.电流表的读数为0.5 A

B.流过电阻的交变电流频率为100 Hz

C.交流电源的输出电压的最大值为20 V

D.交流电源的输出功率为5 W

2.(2016·苏北四市三模)如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2=1∶2,副线圈与阻值R=10 Ω的电阻相连,原线圈两端所加的电压u=10sin(100πt)V.下列说法中正确的是()

A. 交流电压表的示数为14.1 V

B. 原线圈中的电流为4 A

C. 电阻R消耗的电功率为400 W

D. 副线圈中交流电压的频率为100 Hz

3.(2015·连云港、宿迁、徐州三模)如图甲所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比为10∶1,灯泡L的额定功率为6 W,电表均为理想电表.若原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压,开关S闭合后灯泡L恰正常发光.下列说法中正确的是()

A. 副线圈交变电流的频率为5 Hz

B. 电压表的示数为4.24 V

C. 电流表的示数为0.2 A

D. 灯泡正常发光时的电阻为1.5 Ω

4.(2016·扬州一模)某一火警报警系统原理图如图所示,报警器未画出,a、b接在电压u=311sin(314t)V的正弦交流电源上,R t为用半导体热敏材料制成的传感器,R t的电阻值随温度升高而减小.下列说法中正确的是()

A. 电压表V的示数为311 V

B. 电容器C的电容增大,灯L变暗

C. R t所在处出现火警时,电流表A的示数增大

D. R t所在处出现火警时,变压器输入功率减小

5.(2016·南京、盐城、连云港二模)一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表,副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节,如图所示.在副线圈输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R,

原线圈上加一电压为U的交变电流,则()

A. 保持Q位置不动,将P向上滑动时,电流表的读数变大

B. 保持Q位置不动,将P向上滑动时,电流表的读数不变

C. 保持P位置不动,将Q向上滑动时,电流表的读数变小

D. 保持P位置不动,将Q向上滑动时,电流表的读数变大

二、多项选择题

6.(2016·苏北四市一模)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1,V、R和L分别是电压表、定值电阻和电感线圈,D1、D2均为灯泡.已知原线圈两端电压u按图乙所示正弦规律变化,下列说法中正确的是()

A. 电压表示数为62.2V

B. 电压u的表达式u=311sin(100πt)V

C. 仅增大电压u的频率,电压表示数增大

D. 仅增大电压u的频率,D1亮度不变,D2变暗

7.(2017·镇江一模)某发电机输出的交流电压如图所示,经理想变压器升压后向远处输送,最后经理想变压器降压后输送给用户.则下列说法中正确的是()

A. 发电机输出交流电压的有效值为500 V

B. 用户获得的交流电压频率为50 Hz

C. 若增加用户用电负载的数量,输电线上损失的功率将增加

D. 若增加升压变压器原线圈的匝数,输电线上损失的功率将减小

8.(2016·南通中学)如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T1的原、副线圈匝数之比为n1∶n2= 1∶10,在T1的原线圈两端接入一正弦交流电压,输电线的总电阻为2r=2Ω,降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为n3∶n4=10∶1,若T2的“用电设备”两端的有效电压为U4=200 V 且“用电设备”消耗的功率为10 kW,不考虑其他因素的影响,则()

A. T1的副线圈两端电压的最大值为2010 V

B. T2的原线圈两端电压的有效值为2000V

C. 输电线上损失的功率为50 W

D. T1的原线圈输入的功率为10.1 kW

9.(2016·苏锡常镇三模)如图所示为某款电吹风的电路图.图中理想变压器的两线圈匝数分别为n1和n2,a、b、c、d为四个固定触点,可动的扇形金属片P可同时接触两个触点.触片P处于不同位置时,电吹风可处于停机、吹热风和吹自然风三种不同的工作状态.其各项参数如下表所示.关于该款电吹风,下列说法中正确的是()

A. 小风扇线圈电阻为8 Ω.

B. 电热丝正常工作时电流为2 A

C. 变压器两线圈的匝数比n1∶n2=22∶5

D. 触片P与触点b、c接触时,电吹风吹热风

三、非选择题

10.(2016·无锡一模)有一个阻值为R的电阻,若将它接在电压为20V的直流电源上,其消耗的功率为P;若将它接在如图所示的理想变压器的副线圈两端时,其消耗的功率为.已知变压器输入电压为u=220sin(100πt)V,不计电阻随温度的变化,求:

(1)理想变压器副线圈两端电压的有效值.

(2)此变压器原、副线圈的匝数之比.

11.一个小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户.已知发电机的输出功率为50kW,输出电压为500V,升压变压器原、副线圈匝数比为1∶5,两个变压器间的输电导线的总电阻为15Ω,降压变压器的输出电压为220V,变压器本身的损耗忽略不计,在输电过程中因线间电容与感抗造成电压的损失不计.求:

(1)升压变压器副线圈的端电压.

(2)输电线上损耗的电功率.

(3)降压变压器原、副线圈的匝数比.

第2讲变压器远距离输电

1. C【解析】由电压表示数可得副线圈两端电压为10V,副线圈中电流为0.25A.则原线圈中电压的最大值为20 V,C项正确;根据电流与匝数成反比得出电流表示数为0.125A,A项错误;变压器不改变交变电流的频率,B项错误;副线圈消耗的功率为UI=

2.5W,D项错误.

2.B【解析】原线圈两端所加的电压u=10sin(100πt)V,电压表的读数为有效值,U1==10V,A 项错误;根据原、副线圈=,可得U2=20V,根据I2=,得I2=2A,根据原、副线圈=,得I1=4A,B项正确;电阻R消耗的电功率为P=U2I2=40W,C项错误;原线圈两端所加的电压u=10sin(100πt)V,对比u=U m sin(ωt)V,得ω=100πrad/s,而f=,得出f=50Hz,D项错误.

3. D【解析】由图乙知交变电流的周期为0.02 s,频率为50 Hz,变压器不改变频率,A项错误;原线圈电压的有效值为30 V,副线圈电压的有效值为3 V,B项错误;根据P=UI得出电流表示数

(完整word版)变压器和远距离输电_含答案

变压器和远距离输电 重点突破 知识点一理想变压器的原理及基本关系式 由于理想变压器没有漏磁和能量损失,所以穿过原、副线圈的磁通量ф相等,磁通量的变化率 △ф/△t 也总是相等,这种使原、副线圈产生的感应电动势与原、副线圈的匝数成正比.故变压器的工作原理是电磁感应(互感现象). 变压器的基本规律可概括为“三变三不变”,即:可改变交流 的电压、电流、等效电阻;不能改变功率、频率和直流的电压。 变压器的变压比: U 1/n 1 = U 2/n 2= U 3/n 3 =… = ΔU /Δn = k 变压器的变流比: n 1I 1=n 2I 2+n 3I 3+…… 理想变压器的输入功率由输出功率决定: 22 11222 2 22111/R n U n R U U I U I P ??? ? ??==== 【应用1】如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数之比为n 1:n 2=4:1,原线圈回路中的电 阻A 与副线圈回路中的负载电阻B 的阻值相等。a 、b 端加一定交变电流电压后,两电阻消耗的电功率之比P A :P B = 和电阻两端的电压之比U A :U B = 。 知识点二远距离输电 1、远距离输电示意图 2、几个常用关系式: 若发电站输出电功率为P ,输出电压为U ,用户得到的电功率为P ’,用户得到的电压为U ’,输电导线的总电阻为R 。(如图) ①导线损失的电压△U=U-U ’=IR 。 ②输电电流I=P/U=(U-U ’)/R 。 ③输电导线上损失的电功率P 损= P-P ’=I 2R=P 2R/U 2 。 由以上公式可知,当输送的电功率一定时,输电电压增大到原来的n 倍,输电导线上损 耗的功率就减少到原来的1/n 2 。 【应用2】 学校有一台应急备用发电机,内阻为r =1Ω,升压变压器匝数比为1∶4,降压变压器的匝数比为4∶1,输电线的总电阻为R =4Ω,全校22个教室,每个教室用“220V ,40W ”的灯6盏,要求所有灯都正常发光,则: (1)发电机的输出功率多大? (2)发电机的电动势多大? (3)输电线上损耗的电功率多大? B n 1 n 2 A a b U ~

变压器与输电

年 级 高二 学 科 物理 编稿老师 张友良 课程标题 变压器与输电 一校 林卉 二校 黄楠 审核 薛海燕 一、考点突破 1. 通过实验,探究变压器电压与匝数的关系。 2. 了解从变电站到用户的输电过程,知道远距离输电时应用高电压的道理。 二、重难点提示 重点:理想变压器原、副线圈间物理量之间的关系。知道高压输电的道理。 难点:理解互感现象,变压器的工作原理。传输电路中电功率转化及电损耗的计算。 匝数比:n 1:n 2 电压比:U 1:U 2 电流比:I 2:I 1 功率比:P 1:P 2 R U P R I P 22)('== U P I = R U P IR U = =' U 3=U 2-U ’ 能力提升类 例1 如图,一理想变压器原副线圈的匝数比为1:2;副线圈电路中接有灯泡,灯泡的额定电压为220V ,额定功率为22W ;原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关,灯泡正常发光。若用U 和I 分别表示此时电压表和电流表的读数,则( )

A. A I V U 2.0,110== B. A I V U 05.0,110== C. A I V U 2.0,2110== D. A I V U 22.0,2110== 一点通:匝数比等于电压比,等于电流的反比。电表的读数是有效值。 答案:A 解析:主要考查理想变压器原副线圈电压、电流与匝数的关系。U 2=220V ,根据U 1:U 2=n 1:n 2得,U 1=110V 。I 2=P/U 2=0.1A ,根据I 1:I 2= n 2:n 1得I 1=0.2A 。所以正确答案是A 。 例2 如图所示,在铁芯上、下分别绕有匝数n 1=800和n 2=200的两个线圈,上线圈两端与u=51sin314tV 的交流电源相连,将下线圈两端接交流电压表,则交流电压表的读数可能是 A. 2.0V B. 9.0V C. 12.7V D. 144.0V 一点通:不要把此装置看作理想变压器。 答案:A 解析:交流电源电压的有效值 ,如果看成理想的变压器来处理有:、 、 ,解得 ,故交流电压表的读数应该小于 ,所以答案为 A 。 综合运用类 例1 为保证用户电压稳定在220V ,变电所需适时进行调压,图甲为变压器示意图。保持输入电压1u 不变,当滑动接头P 上下移动时可改变输出电压。某次检测得到用户电压2u 随时间t 变化的曲线如图乙所示。以下叙述正确的是 ( ) A. V t u )50sin(21902π= B. V t u )100sin(21902π= C. 为使用户电压稳定在220V ,应将P 适当下移 D. 为使用户电压稳定在220V ,应将P 适当上移

变压器与远距离输电电路动态分析+Word版含解析

1.变压器联系着两个电路:原线圈电路、副线圈电路.原线圈在原线圈电路中相当于一用电器.副线圈在副线圈电路中相当于电源. 2.远距离输电示意图中涉及三个电路,在中间的远距离输电线路中升压变压器的副线圈、导线、降压变压器的原线圈相当于闭合回路的电源、电阻、用电器. 1.(多选)(2019·山东泰安市3月第一轮模拟)如图1,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡P和Q.当输入电压U为灯泡额定电压的8倍时,两灯泡均能正常发光.下列说法正确的是() 图1 A.原、副线圈匝数比为1∶7 B.原、副线圈匝数比为7∶1 C.此时P和Q的电功率之比为7∶1 D.此时P和Q的电功率之比为1∶7 2.(多选)(2019·四川广元市第二次统考)如图2所示,一小型发电机与理想变压器连接给两只完全相同的灯泡P、Q供电,电流表A为理想电表,线圈和导线的电阻不计,开关S闭合时两灯泡正常发光.保持其他条件不变,开关由闭合到断开.则() 图2 A.电流表的示数不变,P中电流的频率变为原来的2倍 B.电流表的示数变为原来的一半,P中电流的频率不变 C.带动发电机线圈转动的外力的功率变小,且P灯亮度不变 D.带动发电机线圈转动的外力的功率变大,且P灯变亮 3.(多选)(2020·广东深圳市调研)如图3所示,理想变压器原副线圈匝数之比为1∶2,正弦交流电源电压为U=12 V,电阻R1=1 Ω,R2=2 Ω,滑动变阻器R3最大阻值为20 Ω,滑片P 处于中间位置,则()

图3 A.R1与R2消耗的电功率相等 B.通过R1的电流为3 A C.若向上移动P,电源输出功率将变大 D.若向上移动P,电压表读数将变大 4.(多选)(2019·湖北4月份调研)如图4所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2=2∶1,输入端接在u=302sin 100πt(V)的交流电源上,R1为电阻箱,副线圈连在电路中的电阻R=10 Ω,电表均为理想电表.下列说法正确的是() 图4 A.当R1=0时,电压表的读数为30 V B.当R1=0时,若将电流表换成规格为“5 V 5 W”的灯泡,灯泡能够正常发光 C.当R1=10 Ω时,电流表的读数为1.2 A D.当R1=10 Ω时,电压表的读数为6 V 5.(2020·重庆一中月考)调压变压器就是一种自耦变压器,它的构造如图5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,当滑动触头P转动时,改变了副线圈匝数,从而调节输出电压.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,C、D两端接恒压交流电源,变压器可视为理想变压器,则() 图5 A.当滑动变阻器滑片向下滑动时,电压表读数变大 B.当滑动变阻器滑片向下滑动时,电流表读数变小 C.当变压器滑动触头P逆时针转动时,M、N之间的电压变大 D.当变压器滑动触头P顺时针转动时,变压器输出功率变大 6.(2019·河南名校联盟高三下学期2月联考)在海外旅游时,某游客从J国带回一把标有“110 V60 Hz880 W”的电咖啡壶,该电咖啡壶利用电热丝加热.在我国,为使电咖啡壶能正常工作,需要通过变压器与市电相连.下列说法正确的是()

变压器动态和远距离输送(精简)

1、减小输电导线上电能损失的两种方法。① 。② 。 2、在远距离送电时,如果输送电压为U ,输送功率为P ,输电线的电阻为r ,则输电线上损失功率为______,损失电压为______,用户得到电压为______,用户得到的功率为______. 3用理想变压器给负载(所有负载都是并联的)供电,下列措施哪些可以增加变压器的输入功率( ) A .只增加原线圈的匝数 B. 只减少负载 C. 只增加负载 D. 只增加副线圈的匝数 4.如图,一理想变压器原线圈接入一交变电源,副线圈电路中R 1、R 2、R 3和R 4均为固定电阻,开关S 是闭合的.V 1和V 2为理想电压表,读数分别为U 1和U 2;、A 1,A 2和A 3为理想电流表,读数分别为I 1、I 2和I 3.现断开S ,U 1数值不变,下列推断中正确的是( ) A .U 2变小,I 3变小 B .U 2不变、I 3变大 C .I 1变小、I 2变小 D .I 1变大、I 2变大 5.图3示为一理想变压器的电路图,图中S 为单刀双掷开关,P 为滑动变阻器R 的滑动头,U l 为加在原线圈两端的交变电压,I 1为原线圈中的电流,则下列说法中正确的是( ) A .若保持U 1及P 的位置不变,S 由a 合到b 时,I 1将增大 B .若保持U 1及P 的位置不变,S 由b 合到a 时,R 消耗的功率将增大 C .若保持U 1不变,S 接在a 处,使P 向上滑时,I 1将增大 D .若保持P 位置不变,S 接在a 处,使U l 增大时,I 1将增大 6、如图中变压器原线圈接交流高压,降压后通过输电线给用电器供电,当电键S 断开时图中两电表示数电压U 和电流I 变化为 ( ) A .均变大 B .U 变大,I 变小 C .均变小 D .U 变小,I 变大 7.如图所示电路中的变压器为理想变压器,S 为单刀双掷开关,P 是滑动变阻器R 的滑动触头,U 1为加在原线圈两端的交变电压,I 1、I 2分别为原线圈和副线圈中的电流,下列说法正确的是 ( ) A.保持P 的位置及U 1不变,S 由b 切换到a,则R 上消耗的功率减小 B.保持P 的位置及U 1不变,S 由a 切换到b,则I 2减小 C.保持P 的位置及U 1不变,S 由b 切换到a,则I 1增大 D.保持U 1不变,S 接在b 端,将P 向上滑动,则I 1减小 8.输电线的电阻共计r ,输送的电功率是P ,用电压U 送电,则用户能得到的电功率是( ) A 、P B 、2()P P r U - C 、2 U P r - D 、2()P r U 9.关于减少远距离输电线上的功率损耗,下列说法正确的是( ). A .由功率P =U 2 R ,应降低输电电压,或增大导线电阻 B .由P =IU ,应降低输电电压,或减小 电流输电 C .由P =I 2 R ,应减小导线电阻,或减小输电电流 D .上述说法均不对 10.某发电机的端电压为U ,经总电阻为R 的输电线向远方用户输送功率为P 的电能,则下列说 法中不正确的是( ) A .输电线上的电流为P U B .输电线上消耗的电功率为P 2R U 2 C .输电线用户一端的电压为U -P U R D .输电线上消耗的电功率为U 2 R 11.发电厂发电机的输出电压为U 1,发电厂至用户的输电导线的总电阻为R ,通过输电导线的电 流为I ,输电线末端的电压为U 2,下面选项表示输电导线上损耗的功率的是( ) A . U 21R B . U 1-U 2 2R C .I 2R D .I(U 1-U 2) 12.在如图2所示的远距离输电电路图中,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。随着发电厂输出功率的增大,下列说法中正确的有( ) A .升压变压器的输出电压增大 B .降压变压器的输出电压增大 C .输电线上损耗的功率减小 D .输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 13.某小型水电站的电能输送示意图如图所示,发电机的输出电压为200 V ,输电线总电阻为r ,升压变压器原副线圈匝数分别为n 1、n 2,降压变压器原副线圈匝数分别为n 3、n 4(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( ) A .n 2n 1>n 3n 4 B .n 2n 1

远距离输电电路的分析与计算.

专题复习:远距离输电电路的分析与计算 适用学科物理适用年级高二 适用区域人教版课时时长(分钟)60分钟 知识点1.高压输电 2.远距离输电线路的基本构成 教学目标一.知识与技能 1. 了解交变电流从变电站到用户的输电过程. 2.知道远距离输电时输电线上的损失与哪些因素有关,理解高压输电的道理.3.知道远距离输电线路的基本构成,会对简单的远距离输电线路进行定量计算二.过程与方法 通过高压输电的计算分析,掌握电能损失和计算

三.情感态度价值观 通过高压输电的计算,体验电能转化为内能的思想教学重点远距离输电时输电线上的损失与哪些因素有关 教学难点对简单的远距离输电线路进行定量计算

教学过程 一、复习预习 理想变压器的特点及规律 1.理想变压器的特点 2.电动势关系 3.电压关系 4.功率关系 5.电流关系 理想变压器的制约关系和动态分析 1.电压制约 2 . 电流制约 3.负载制约4.对理想变压器进行动态分析的两种常见情况

二、知识讲解 课程引入: 电能从发电厂到远方用户的传输过程,可用下图表示,其中r表示输电线的总电阻,I表示输电线上的电流.用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗?

考点/易错点1 输电线上的电压损失和功率损失 1.输电电流 输电电压为U ,输电功率为P ,则输电电流I =P U . 2.电压损失 输电线始端电压U 与输电线末端电压U ′的差值. ΔU =U -U ′=IR. 3.功率损失 远距离输电时,输电线有电阻,电流的热效应引起功率损失,损失的电功率 (1)ΔP =I 2R (2)ΔP =I ΔU (3)ΔP =ΔU 2R

变压器和远距离输电--专题复习

第2讲 变压器 电能的输送 1.如图所示,理想变压器有两个副线圈,L 1、L 2是两盏规格为“8 V ,10 W”的灯泡,L 3、L 4是两盏规格为“6 V ,12 W”的灯泡,当变压器的输入电压为U 1=220 V 时,四盏灯泡恰好都能正常发光,如果原线圈的匝数n 1=1100匝,求: (1)副线圈的匝数n 2、n 3? (2)电流表的读数? 2. (多选)如图所示,理想变压器输入端接在电动势随时间变化、内阻为r 的交流电源上,输出端接理想电流表及阻值为R 的负载,变压器原、副线圈匝数的比值为 r ∶R 。如果要求负载上消耗的电功率最大,则下列说法正确的是( AB ) A .交流电源的效率为50% B .电流表的读数为 E m 22Rr C .负载上消耗的热功率为E 2m 4r D .该交流电源电动势的瞬时值表达式为e = E m sin100πt V 考点2 理想变压器的动态分析

常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种:匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。 1.匝数比不变的情况(如图所示) (1)U 1不变,根据 U 1U 2=n 1 n 2 ,输入电压U 1决定输出电压U 2,可以得出不论负载电阻R 如何变化,U 2不变。 (2)当负载电阻发生变化时,I 2变化,根据输出电流I 2 决定输入电流I 1,可以判断I 1的变化。 (3)I 2变化引起P 2变化,根据P 1=P 2,可以判断P 1的变化。 2.负载电阻不变的情况(如图所示) (1)U 1不变,n 1 n 2发生变化,U 2变化。 (2)R 不变,U 2变化,I 2发生变化。 (3)根据P 2=U 22 R 和P 1=P 2,可以判断P 2变化时,P 1发生变化,U 1不变时,I 1发生变化。 3.分析动态问题的步骤 3.有一种调压变压器的构造如图所示。线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上,C 、D 之间加上输入电压,转动滑动触头P 就可以调节输出电压。图中为交流电流表, 为交流电压表, R 1、R 2为定值电阻,R 3为滑动变阻器,C 、D 两端接正弦交流电源,变压器可视为理想变压 器,则下列说法正确的是 ( A ) A .当R 3不变,滑动触头P 顺时针转动时,电流表读数变小,电压表读数变小 B .当R 3不变,滑动触头P 逆时针转动时,电流表读数变小,电压表读数变小 C .当P 不动,滑动变阻器滑动触头向上滑动时,电流表读数变小,电压表读数变小 D .当P 不动,滑动变阻器滑动触头向下滑动时,电流 表的读数变大,电压表的读数变大 4.[2017·湖南长沙模拟](多选)如图,一理想变 压器

高中物理【变压器 远距离输电】典型题(带解析)

高中物理 【变压器 远距离输电】典型题 1.如图所示,半径为L =1 m 的金属圆环,其半径Oa 是铜棒,两者电阻均不计且接触良好.今让Oa 以圆心O 为轴,以角速度ω=10 rad/s 匀速转动,圆环处于垂直于环面、磁感应强度为B =2 T 的匀强磁场中.从圆心O 引出导线,从圆环上接出导线,并接到匝数比为n 1∶n 2=1∶4的理想变压器原线圈两端.则接在副线圈两端的理想电压表的示数为 ( ) A .40 V B .20 V C .80 V D .0 解析:选D .由于Oa 以圆心O 为轴,以角速度ω=10 rad/s 匀速转动,产生恒定的感应电动势,变压器铁芯中磁通量不变,接在副线圈两端的理想电压表的示数为0,选项D 正确. 2.在如图所示的电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2=22∶1,原线圈接u 1=2202sin 100πt (V)的交变电流,电阻R =10 Ω,电流表、电压表均为理想电表,则( ) A .电压表的读数为10 2 V B .电流表的读数为22 A C .电阻R 消耗的功率为10 2 W D .变压器的输入功率为10 W 解析:选D .输入电压的有效值为U 1=E m 2 =220 V ,根据U 1U 2=n 1n 2得U 2=n 2n 1U 1=10 V ,故选项A 错误;电流表的示数为I 2=U 2R =1 A ,故选项B 错误;电阻消耗的功率为P 2=U 2I 2=10 W ,故选项C 错误;理想变压器的输入电功率等于副线圈回路负载消耗功率,故选项D 正确. 3.如图所示,理想变压器原、副线圈中分别接有电阻R 1、R 2,R 1=R 2=10 Ω,原、副

变压器+远距离输电)

精锐教育学科教师辅导教案 学员编号:年级:高二课时数:1 学员姓名:辅导科目:物理学科教师:授课内容变压器远距离输电 星级★★★ 授课日期及时段 教学内容 <建议用时5分钟!> 世界最大的水电站 Ⅰ.课堂导入

在输电过程中,电压必须进行调整才能符合各用户的要求 <建议用时20分钟!> 一、要点提纲: 1.变压器的电动势、电压、电流与匝数的关系 (1)电动势关系:由于互感现象,且没有漏磁,则原、副线圈中每一匝线圈都具有相同的ΔΦ Δt ,根据法拉第电磁感应定 律,有E 1=n 1ΔΦΔt ,E 2=n 2ΔΦΔt ,所以E 1E 2=n 1 n 2 . (2)电压关系:由于不计原、副线圈的电阻,因此原线圈两端的电压U 1=E 1,副线圈两端的电压U 2=E 2,所以U 1U 2=n 1 n 2 . ① U 1U 2=n 1 n 2 ,无论副线圈一端是空载还是有负载,都是适用的. ②输出电压U 2由输入电压U 1和原、副线圈的匝数比共同决定.由U 1U 2=n 1n 2,得U 1n 1=U 2n 2=ΔΦ Δt . ③若变压器有两个副线圈,则有U 1n 1=U 2n 2=U 3n 3=ΔΦΔt .所以有U 1U 2=n 1n 2,U 1U 3=n 1n 3或U 2U 3=n 2 n 3 . ④据U 1U 2=n 1 n 2 知,当n 2>n 1时,U 2>U 1,这种变压器称为升压变压器;当n 2

(完整word版)2018高考物理变压器和远距离输电

10-2变压器和远距离输电 一、选择题 1.在变电站里,经常要用交流电表监测电网上的强电流。所用的器材叫电流互感器,如下图所示中,能正确反映其工作原理的是() [答案] A [解析]电流互感器的工作目的是把大电流变为小电流,因此原线圈的匝数少、副线圈的匝数多,监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中。 2. 如图,理想变压器原副线圈匝数之比为41,原线圈接入一电压为u=U0sinωt的交流电源,副线圈接一个R=27.5Ω的负载电阻。若U0=2202V,ω=100πrad/s,则下述结论正确的是() A.副线圈中电压表的读数为55V B.副线圈中输出交流电的周期为1 100πs C.原线圈中电流表的读数为0.5A D.原线圈中的输入功率为1102W [答案]AC [解析]副线圈中电压表读数为副线圈电压的有效值U2=n2U0 2n1 =55V,A对。副线圈中

交流电的周期等于原线圈中交流电源电压的周期T =2πω=150s ,B 错。原线圈中的电流I 1= I 2n 2 n 1=U 2n 2Rn 1=0.5A ,C 对。原线圈中的输入功率P =U 0I 1 2 =110W ,D 错。 3.(2012·大连四所重点中学联考)如图所示,M 为理想变压器,电表均可视为理想电表,电源电压U 不变,输电线电阻忽略不计。当变阻器滑片P 向上移动时,读数发生变化的电表是( ) A .A 1 B .A 2 C .V 1 D .V 2 [答案] AB [解析] 本题考查变压器及电路动态分析。由于电源电压U 不变,根据理想变压器工作原理可知两电压表示数不变,CD 错误;当变阻器滑片P 向上移动时,变阻器连入电路的电阻减小,右侧电路中电流增大,B 正确;根据P 入=P 出可知原线圈中电流也增大,A 正确。 4.(2012·辽宁丹东四校摸底)如图所示,两种情况下变压器灯泡L 2、L 3的功率均为P ,且L 1、L 2、L 3为相同的灯泡,匝数比为n 1 ∶n 2=3 ∶1,则图甲中L 1的功率和图乙中L 1的功率分别为( ) A .P 、P B .9P 、4P 9 C.4P 9、9P D.4P 9 、P [答案] B [解析] 由题意可知,两种情况下变压器输出功率均为2P ,设灯泡L 2、L 3的电压为U ,电流为I ,电阻为R ,两种情况下变压器的输入电压为3U ,变压器输入电流为2 3I ;图甲中 L 1的功率为P 1=(3U )2R =9P ;图乙中L 1的功率为P 2=(23I )2R =4P 9 ,选项B 正确。

高中物理专题:变压器及远距离输电

高中物理专题:变压器及远距离输电 一、 教法建议 本单元双基学习目标 物理知识方面 1. 了解变压器的构造及工作原理。 2. 掌握变压器的电压、电流与匝数的关系式及功率关系。 3. 了解远距离输电原理。 能力培养方面 通过远距离输电原理分析,培养学生分析问题解决实际问题的能力。 指点迷津 本单元重点内容点拨 本单元介绍了理想变压器构造及工作原理,电压比、电流比与匝数的关系,远距离输电原理。要掌握电压与匝数成正比 2 1 21n n U U =恒成立,电流与匝数成反比即1 2 21n n I I =只对一个副线圈成立,对多个副线圈不成立,代之由输出功率等于输入功率求得++=332111n I n I n I ……。远距离输电要解决是如何减少输电损耗,可采用两种途径:一是减小电阻,即增大截面积,此方法减少损耗是有限的,且多用金属材料;二是采用高压输电,因为功率定时,U 越大,I 越小,据P 损=I 2R 可知线路损耗越小。要会画出远距离输电线路图,对变压器及远距离输电要紧紧抓住能传递和守恒这一基本关系。 二、 学海导航 学法指要 本节理论、原理明晰 (一) 变压器 1. 理想变压器构造及工作原理 ① 理想变压器 忽略漏磁,忽略原、副线圈内阻,忽略能量损失的变压器。 ② 基本构造 铁芯和原、副线圈线成。 ③ 工作原理 依靠交变电流产生的变化磁通,把原、副线圈紧密联系实现电

能的传递,即)()(221i U i U i →→φ 具体说:原线圈通入交流电,线圈中产生交变磁通量,此交变磁通量通过副线圈,穿过副线圈磁通量发生变化,副线圈产生感应电动势。 ④ 作用 改变交变电流的电压(电流) 2. 理想变压器的基本关系式 ① 功率关系 由理想变压器概念知P 入=P 出。 ② 电压关系 2 1 21n n U U =。 图5-31 推导:如图5-31所示原线圈(n 1)加上交变电压U 1,原线圈产生感应电动势ε1穿过副线圈(n 2)磁通量发生变化产生电动势ε2。 由法接第第四磁感应定律:对原线圈有 t n ??=φε11 对副线圈有 t n ??=2 2 2φε 由理想变压器概念知:11U =ε 22U =ε 21φφ?=? 综合有: 2 1 21n n U U = 此关系对多个副线圈多个亦成立。 ③电流关系: a.副线圈只有一个: 2121n n I I =,由P 入=P 出知,2211U I U I =即1 21221n n U U I I == b.副线圈有多个:332211n I n I n I +=+……

变压器和电能的输送 总结

变压器和电能的输送 一、变压器的原理 1.构造:由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成. (1)原线圈:与交流电源相连的线圈. (2)副线圈:与负载相连的线圈. 2.原理:变压器工作的基础是电磁感应现象. 3.作用:改变交流电流的电压. 三、常用的变压器——互感器 1.分类:电压互感器(如图甲)和电流互感器(如图乙). 2.电压互感器:如图甲所示,原线圈并联在高压电路中,副线圈接电压表.互感器将高压变为低压,通过电压表测低电压,结合匝数比可计算出高压电路的电压. 3.电流互感器:如图乙所示,原线圈串联在待测高电流电路中,副线圈接电流表.互感器将大电流变成小电流,通过电流表测出小电流,结合匝数比可计算出大电流电路的电流. 四、理想变压器中的几个关系: 1.电动势关系:由于互感现象,没有漏磁,原、副线圈中具有相同的磁通量的变化率 ΔΦ Δt .如图根据法拉第电磁感应定律,原线圈中E 1 =n 1 ΔΦΔt ,副线圈中E 2=n 2ΔΦΔt ,所以有E 1E 2=n 1 n 2. 2.电压关系 (1)U 1U 2=n 1n 2 ,无论副线圈一端是空载还是有负载,都是适用的. (2)据U 1U 2=n 1n 2 知当n 2>n 1时U 2>U 1,这种变压器称为升压变压器,当n 2

变压器、远距离输电

变压器 [教学目标] 1、 了解变压器的构造与原理、理解变压器的电压关系与功率关系。 2、 用演示可拆变压器得到变压器变压规律。 3、 体验实验动手的乐趣,培养动手和观察能力。 [教学重点难点] 电压关系与功率关系的理解与应用 [教学过程] 一、变压器 变压器的构造: 原线圈 、副线圈 、铁芯 2.电路图中符号 二、变压器的工作原理 在变压器原、副线圈中由于有交变电流而发生互相感应的现象,叫互感现象 铁芯的作用:使绝大部分磁感线集中在铁芯内部,提高变压器的效率 三、理想变压器的规律 理想变压器特点:(1)变压器铁芯内无漏磁(2)原、副线圈不计内阻 2、电压关系 (1)无论副线圈一端空载还是有负载都适用 (2)输出电压U 2由输入电压U 1和原、副线圈的匝数比共同决定 若n 1>n 2,则U 1>U 2为降压变压器 若n 1<n 2, 则U 1<U 2 为升压变压器 3、功率关系P 入=P 出 补充 1、一个原线圈多个副线圈的理想变压器的电压、电流关系 (1)电压关系: (2)电流关系 根据P 入=P 出,I 1U 1=I 2U 2+I 3U 3 I 1n 1=I 2n 2+I 3n 3 2、U 、I 、P 的决定关系 一个确定的变压器,输出电压U 2由输入电压U 1决定 输入功率P 1由输出功率P 2决定,用多少电能就输入多少电能 若副线圈空载,输出电流为零,输出功率为零,则输入电流为零,输入功率也为零 3、负载发生变化引起变压器电压、电流变化的判断方法 (1)先要由U 1/U 2=n 1/n 2,判断U 2变化情况 (2)判断负载电阻变大或变小 (3)由欧姆定律确定副线圈中的电流I 2的变化情况 (4)最后由P 入=P 出判断原线圈中电流I 1的变化情况 [例题] 例1:一台变压器原线圈输入380V 电压后,副线圈输出电压为19V ,若副线圈增加150匝,输出电压增加到38V ,则变压器原线圈的匝数为多少匝? 例2、如图27—3所示,理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2=4∶1,当导线AB 在匀强磁 21 21n n U U =2121n n U U =2121n n U U =3131n n U U =32 32n n U U =

变压器 远距离输电

一、理想变压器 1.构造:如图1所示,变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。 图1 (1)原线圈:与交流电源连接的线圈,也叫初级线圈。 (2)副线圈:与负载连接的线圈,也叫次级线圈。 2.原理:电流磁效应、电磁感应。 3.基本关系式 (1)功率关系:P 入=P 出。 (2)电压关系:U 1n 1=U 2 n 2 。 有多个副线圈时U 1n 1=U 2n 2=U 3 n 3=…。 (3)电流关系:只有一个副线圈时I 1I 2=n 2 n 1 。 由P 入=P 出及P =UI 推出有多个副线圈时,U 1I 1=U 2I 2+U 3I 3+…+U n I n 。 4.几种常用的变压器 (1)自耦变压器——调压变压器 (2)互感器? ???? 电压互感器:用来把高电压变成低电压。 电流互感器:用来把大电流变成小电流。 二、远距离输电 1.输电过程(如图2所示) 图2 2.输电导线上的能量损失:主要是由输电线的电阻发热产生的,表达式为Q =I 2Rt 。 3.电压损失 (1)ΔU =U -U ′;(2)ΔU =IR

4.功率损失 (1)ΔP =P -P ′;(2)ΔP =I 2R =????P U 2 R 5.输送电流 (1)I =P U ;(2)I =U -U ′R 。 高频考点一 理想变压器基本关系的应用 例1.一理想变压器的原、副线圈的匝数比为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220 V 的正弦交流电源上,如图2所示.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的比值为k ,则( ) A .U =66 V ,k =19 B .U =22 V ,k =1 9 C .U =66 V ,k =1 3 D .U =22 V ,k =1 3 【变式探究】用220 V 的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电,变压器输出电压是110 V ,通过负载的电流图象如图3所示,则( ) A .变压器输入功率约为3.9 W B .输出电压的最大值是110 V C .变压器原、副线圈匝数比是1∶2 D .负载电流的函数表达式i =0.05sin (100πt +π2 ) A 【举一反三】如图,理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2=2∶1, 和 均为理想电表, 灯泡电阻R L =6 Ω,AB 端电压u 1=122sin 100πt (V).下列说法正确的是( ) A.电流频率为100 Hz B. 的读数为24 V C.的读数为0.5 A D.变压器输入功率为6 W 【变式探究】自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的某部分.一 升压式自耦调压变压器的电路如图所示,其副线圈匝数可调.已知变压器线圈总匝数为1 900匝,原线圈为1 100匝,接在有效值为220 V 的交流电源上.当变压器输出电压调至最大时,负载R 上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流的有效值为I 1,负载两端电压的有效值为U 2,且变压器是理想的,则U 2和I 1分别约为( )

变压器的分类及特点.

变压器的分类及特点 时间:2013-06-22 09:27来源:作者: (1)分类 变压器按工作频率可分为低频变压器、中频变压器和高频变压器。 变压器按磁芯材料不同,可分为高频、低频和整体磁芯三种。 高频磁芯是铁粉磁芯,主要用于高频变压器,具有高导磁率的特性,使用频率一般在1~200kHz。低频磁芯是硅钢片,磁通密度一般在6000~16000,主要用于低频变压器;根据硅钢片的形状不同可分为EI(壳型、日型)、UI、口型和C型,几种常见的硅钢片形状如图7所示。

图7 几种常见的硅钢片形状

整体磁芯分为三种类型,即环形磁芯(T CORE)、棒状铁芯(R CORE)和鼓形铁芯(DR CORE),这三种磁芯的外形如图8所示。 图8 三种整体磁芯外形 (2)低频变压器 低频变压器用来传输信号电压和信号功率,还可实现电路之间的阻抗匹配,对直流电具有隔离作用。低频变压器又可分为音频变压器和电源变压器两种;音频变压器又分为级间耦合变压器、输人变压器和输出变压器,其外形均与电源变压器相似。

音频变压器的主要作用是实现阻抗变换、耦合信号以及将信号倒相等。因为只有在电路阻抗匹配的情况下,音频信号的传输损耗及其失真才能降到最小。 (a)级间耦合变压器。级间耦合变压器用在两级音频放大电路之间,作为耦合元件,将前级放大电路的输出信号传送至后一级,并做适当的阻抗变换。 (b)输入变压器。在早期的半导体收音机中,音频推动级和功率放大级之间使用的变压器为输人变压器,起信号耦合、传输作用,也称为推动变压器。 输人变压器有单端输人式和推挽输入式。若推动电路为单端电路,则输人变压器为单端输人式;若推动电路为推挽电路,则输入变压器为推挽输入式。 (c)输出变压器。输出变压器接在功率放大器的输出电路与扬声器之间,主要起信号传输和阻抗匹配的作用。输出变压器也分为单端输出变压器和推挽输出变压器两种。 (d)电源变压器。电源变压器的作用是将50Hz、220V交流电压升高或降低,变成所需的各种交流电压。按其变换电压的形式,可分为升压变压器、降压变压器和隔离变压器等;按其形状构造,可分为长方体或环形(俗称环牛)等。 常见的低频变压器外形如图9所示。

变压器远距离输电练习题

远距离输电练习题 1.照明供电电路的路端电压基本上是不变的。可是我们在晚上七八点钟用电高峰时开灯,电灯比 深夜时要暗些。这是因为此时( ) A .总电阻比深夜时大,干路电流小,每盏灯分到的电压就小 B .总电阻比深夜时大,干路电流小,每一支路的电流就小 C .总电阻比深夜时小,干路电流大,输电线上损失电压大 D .干路电流一定,支路比深夜时多,分去了一部分电流 2中国已投产运行的1000kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程.假设甲、乙两地原采用500kV 的超高压输电,输电线上损耗的电功率为P .在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用1000kV 特高压输电,若不考虑其他因素的影响,则输电线上损耗的电功率将变为( ) A .P/4 B.P/2 C.2P D.4P 3某水电站,用总电阻为2.5Ω的输电线输电给500km 外的用户,其输出电功率是3×106 kW .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 2.0×105 A B .输电线上由电阻造成的损失电压为15kV C .若改用5kV 电压输电,则输电线上损失的功率为9×108 kW D .输电线上损失的功率为△ P=U 2 /r , U 为输电电压,r 为输电线的电阻 4在远距离输电时,输送的电功率为P ,输电电压为U ,所用导线电阻率为 ,横截面积为S , 总长度为L ,输电线损失的电功率为 ,用户得到的电功率为 ,则 的关系式正 确的是( ) A . B . C . D . 5如图所示,有一台交流发电机E ,通过理想升压变压器T 1和理想降压变压器T 2向远处用户供电,输电线的总电阻为R .T 1的输入电压和输入功率分别为U 1和P 1,它的输出电压和输出功率分别为U 2和P 2;T 2的输入电压和输入功率分别为U 3和P 3 ,它的输出电压和输出功率分别为U 4和P 4.设T 1的输入电压U 1一定,当用户消耗的电功率变大时,有( ) A .U 2减小,U 4变大 B .U 2不变,U 3变小 C .P 1变小,P 2变小 D .P 2变大,P 3变大 6、2008年1月10日开始的低温雨雪冰冻造成我国部分地区严重灾害,其中高压输电线因结冰而 损毁严重.此次灾害牵动亿万人的心.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,高压线上输电电压为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)( ) A .输电电流为9I B .输电电压为3U C .输电电流为I/3 D .输电电压为U/3 A .若采用380V 输电,输电线上的电流强度为52.63A B .若采用380V 输电,求输电线路损耗的功率为16.62kW C .若改用5000高压输电,用户端利用n 1:n 2=22:1的变压器降压,则用户得到的电压为226.18V D .用户端在变压器降压前获得的电压是3976V 8.为了减少输电线路中电力损失,发电厂发出的电通常是经过变电站升压后通过远距离输送,再经变电站将高压变为低压.某变电站将电压U 0=1100sin100πtV 的交流电降为220V 供居民小区 用电,则变电站变压器( ) A .原、副线圈匝数比为5:1 B .副线圈中电流的频率是50Hz C .原线圈的导线比副线圈的要粗 D .输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和 9.远距离输电时,在选定好符合要求的输电导线后,为了减少输电线上电能损失,应( ) A .减小输送电压,增大输送电流 B .减小输送电压,减小输送电流 C .提高输送电压,减小输送电流 D .提高输送电压,增大输送电流 10.现用 220V 和11kV 种电压来输电,如果输送的电功率、输电线上的功率损失、导线的长度和电阻率都相同,则对应的两种导线横截面积之比为( ) A .1:50 B .50:l C .1:2500 D .2500:1 11、发电机的输出电压为220伏,输出功率为44千瓦,每条输电线电阻为0.2欧,求用户得到的 电压和电功率各是多少?如果发电站先用变压比为1:10的升压变压器将电压升高,经同样输电线路后,再经过10:1的降压变压器降压后供给用户,则用户得到的电压和电功率又各是多少? 112、一台交流发电机的输出电压为250V ,输出功率为100kW ,向远处输电所用输出线的总电阻为 ,要使输电线上的功率损失不超过输送功率的5%,用户正好得到220V 的电压.则供电处 的升压变压器和用户处的降压变压器原、副线圈的匝数比各是多少?

2020年高考物理专题精准突破 变压器与远距离输电问题(原卷版)

2020年高考物理专题精准突破 专题变压器与远距离输电问题【专题诠释】 1.变压器的工作原理 2.理想变压器中的相互作用关系 3.几种常用的变压器 (1)自耦变压器——调压变压器,如图甲、乙所示. (2)互感器 ?? ? ??电压互感器:把高电压变成低电压, 如图丙所示. 电流互感器:把大电流变成小电流, 如图丁所示.

4.常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种:匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况. 5.远距离输电的处理思路:对高压输电问题,应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”这样的顺序,或从“用电器”倒推到“发电机”一步一步进行分析. 6.远距离输电问题的“三二一” (1)理清三个回路 (2)抓住两个联系 ①理想的升压变压器联系了回路1和回路2,由变压器原理可得:线圈1(匝数为n1)和线圈2(匝数为n2)中各个量间的关系是 U1 U2= n1 n2, I1 I2= n2 n1,P1=P2. ②理想的降压变压器联系了回路2和回路3,由变压器原理可得:线圈3(匝数为n3)和线圈4(匝数为n4)中各个量间的关系是 U3 U4= n3 n4, I3 I4= n4 n3,P3=P4. (3)掌握一个守恒:能量守恒关系式P1=P损+P3. 5.输电线路功率损失的四种计算方法

(1)输送功率是指升压变压器输出的功率,损失功率是指由于输电线发热而消耗的功率.两者关系是P 损=P -P ′(P 为输送功率,P ′为用户所得功率). (2)P 损=I 2线R 线,I 线为输电线路上的电流,R 线为线路电阻. (3)P 损=ΔU 2R 线 ,ΔU 为输电线路上损失的电压. (4)P 损=ΔUI 线. 【高考领航】 【2019·江苏卷】某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1:10,当输入电压增加20 V 时,输出电压( ) A .降低2 V B .增加2 V C .降低200 V D .增加200 V 【2018·江苏卷】采用220 kV 高压向远方的城市输电.当输送功率一定时,为使输电线上损耗的功率减小为原来的14 ,输电电压应变为( ) A .55 kV B .110 kV C .440 kV D .880 kV 【2017·高考北京卷】如图所示,理想变压器的原线圈接在u =2202sin 100πt (V)的交流电源上,副线圈接有R =55 Ω的负载电阻,原、副线圈匝数之比为2∶1,电流表、电压表均为理想电表.下列说法正确的是( ) A .原线圈的输入功率为220 2 W B .电流表的读数为1 A C .电压表的读数为110 2 V D .副线圈输出交流电的周期为50 s 【方法技巧】 1.含有变压器的动态电路问题的解题思路 2.远距离输电问题的解题技巧

相关文档
最新文档