[理化生]高三复习变压器、电能.ppt

【例证2】（2011·泉州模拟）如图 所示，理想变压器原、副线圈的匝数 比为10∶1，b是原线圈的中心抽头， 电压表V和电流表A均为理想交流电表， 从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式u1=220 sin100 πt V，则（ ） A.当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22 V B.当t= s时，c、d间的电压瞬时值为110V C.单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小 D.当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小 【解题指导】解答本题应注意以下三点： 【自主解答】选A.由正弦交流电的最大值与有效值的关系，可以确定原线圈电压有效值为220 V，电压表所测电压值也是有效值，由于变压器原、副线圈电压比等于匝数比，所以电压表示数为22 V，A正确；将 代入瞬时值表达式计算得u=110 V，B错；对于理想变压器，副线圈电压只与原线圈电压和原、副线圈匝数比有关，所以滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表示数不变，所以C错；开关由a扳向b，原、副线圈匝数比变小，所以副线圈电压变大，电流变大，所以D错. 【变式训练】一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头.下列说法正确的是（ ） A.副线圈输出电压的频率为5 Hz B.副线圈输出电压的有效值为31 V C.P向右移动时，原、副线圈的电流比减小 D.P向右移动时，变压器的输出功率增加 【解析】选D.由图象可知原线圈输入电压的最大值: Um=310 V,T=2×10-2 s, 则原线圈输入电压的有效值： 选项A错误.由 可得： B错误.P向右移动时，副线圈的电阻减小，副线圈输出电压不变，所以副线圈的电流增大，原线圈的电流也增大，而匝数比不变，所以原、副线圈的电流比不变，副线圈输出电压不变，所以变压器的输出功率增加，D正确、C错误. 三、高压输电问题分析 1.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”的顺序，或从“用电器”倒推到“发电机”一步一步进行分析. 2.远距离高压输电的几个基本关系(如图所示)： （1）功率关系：P1=P2,P3=P4,P2=P损+P3 （2）电压、电流关系： U2=ΔU+U3,I2=I3=I线. （3）输电电流： （4）输电线上损耗的功率 当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减少到原来的 在远距离输电问题中，计算线路功率损耗时应用P损=I线2R线，其原因是I线可以由公式P输=I线U输求出，而P损=U线I线和 则不常用，其原因是在一般情况下，U线不易求出，且易将U线和U输相混而造成错误. 【例证3】(14分)某学校有一台应急备用发电机,内阻为r= 1 Ω,升压变压器的匝数比为1∶4,降压变压器的匝数比为4∶1,输电线的总电阻为R=4 Ω,全校22个教室,每个教室用“220 V 40 W”的灯泡6盏,要求所有灯都正常发光,则 (1)输电线上损耗的电功率多大? (2)发电机的输出功率多大? (3)发电机的电动势多大? 【解题指导】解答本题时可按以下流程分析: 【标准解答】(1)根据题意,画出从发电机到教室灯泡之间的传输过程,如图所示. 所有灯都正常工作的总功率为 P′2=22×6×40 W=5 280 W (1分) 用电器都正常工作时的总电流为 =24A (1分) 两个变压器之间输电线上的电流为 (1分) 故输电线上损耗的电功率PR=IR2R=144 W (2分) (2)升压变压器的输出功率为 P1′=PR+P2′=5 424 W (2分) 而发电机输出功率即为升压变压器的输入功率 P出=P1=P1′=5 424 W (1分) (3)降压变压器上的输入电压U2=4U2′=880 V (1分) 输电线上的电压损失为UR=IRR=24 V 因此升压变压器的输出电压为 U1′=UR+U2=904 V (1分) 升压变压器的输入电压为 (1分) 升