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高三物理一轮复习变压器电能的输送
答案:(1)0 0 (2)44 0.44 19.36 100%
理想变压器原、副线圈基本量的关系
【互动探究】 1.满足什么条件的变压器可以看成理想变压器? 2.原、副线圈基本量间存在怎样的制约关系? 【核心突破】 理想变压器原、副线圈的基本关系
【典例 1】 (2013 年高考广东理综)如图,理想变压器原、副线圈
答案:B
4.一台理想变压器,其原线圈的匝数为n1=2 200匝,副线圈的 匝数为n2=440匝,并接入一个R=100 Ω的负载电阻,如图所示.
(1)当原线圈接在44 V直流电源上时,电压表示数为________V, 电流表示数为________A.
(2)当原线圈接在220 V交流电源上时,电压表示数为 ________V,电流表示数为________A.此时输入功率为________W, 变压器效率为________.
解析:(1)原线圈接在直流电源上时,由于原线圈中的电流恒 定,所以穿过原、副线圈的磁通量不发生变化,副线圈两端不产生感 应电动势,故电压表示数为零,电流表示数也为零.
(2)由UU12=nn12得 电压表示数为 U2=nn21U1=2424000×220 V=44 V. 电流表示数为 I2=UR2=14040 A=0.44 A. P 入=P 出=I2U2=0.44×44 W=19.36 W. 效率 η=100%.
答案:A
3.某水电站,用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km外的用 户,其输出电功率是3×106 kW,现用500 kV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15 kV C.若改用5 kV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ΔP=U2/r,U为输电电压,r为输电 线的解电析阻:由 P=UI 得 I=UP=6×103 A,选项 A 错误. 由欧姆定律得 U 线=Ir=1.5×104 V, 所以输电线上由电阻造成的损失电压为 15 kV.选项 B 正确.
【填一填】 1.构造和原理(如图所示)
(1)主要构造:由原线圈
、副线闭圈合和铁芯
组
成.
互感
2.理(2想)工变作压原器理的:基电本磁关感系应式的
现象.
(1)电压关系:UU12=nn21.
(2)电流关系:II21=
n2 n1
,只适用于只有一个副线圈的情况.
3.互感器 (1)电压互感器,用来高把 电压变成 低 电压. (2)电流互感器,用来大把 电流变成 小 电流.
若改用 5 kV 电压输电,由 P=U′I′得 I′=UP′=6×105 A,
输电线上损失的功率 P 损=I′2r=9×108 kW,已知输出电功率为 3×106 kW 显然不符合实际情况.选项 C 错误.
由 P=I2r 和 U=Ir 得 P=Ur2. 在输电线上,U 指由输电线电阻造成的损失电压,而不是输电电压, P 指输电线上损失的功率,r 为输电线的电阻.选项 D 错误.
匝数比 n1∶n2=2∶1, 和 均为理想电表,灯泡电阻 RL=6 Ω,AB 端 电压 u1=12 2 sin 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 [思路探究] (1)分析AB两端电压的瞬时值. ①AB两端电压的最大值:________、有效值________. ②AB两端电压的变化频率:________. (2)分析变压器工作原理及变压关系. ①变压器工作时原、副线圈的不变量:________. ②理想变压器电压比:________、功率比:________、电流比:
2.如图所示,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 220 V,额定功率为 22 W;原线圈 电路中接有理想电压表和理想电流表.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.U=110 V,I=0.2 A B.U=110 V,I=0.05 A C.U=110 2 V,I=0.2 A D.U=110 2 V,I=0.2 2 A 解析:因为灯泡正常发光,故副线圈两端电压 U′=220 V.电流 I′=UP=0.1 A,由变压器电压、电流关系知,UU′=12,I′I =21,故 U =110 V,I=0.2 A,选项 A 正确.
=UI,要减小电流,必须提高 输电电压 . 2.远距离输电的功率损失
输送功率一定时,线路电流 I=UP,输电线上损失功率 P 损=I2R 线 =UP22R 线,可知 P 损∝U12.
阻R,在保证输电距离情况下,可采用减小材料的电阻率
、增横大截导面线积的
等方法.
2.远距离输电的功率损失 输送功率一定时,线路电流 I=UP,输电线上损失功率 P 损=I2R 线 P2 = U2R 线 ,可知 P 损∝U12.
基础自测 1.理想变压器在正常工作时,原、副线圈中不同的物理量是 () A.每匝线圈中磁通量的变化率 B.交变电流的频率 C.原线圈的输入功率和副线圈的输出功率 D.原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势 解析:根据变压器的工作原理,穿过原、副线圈每匝的磁通量及其 变化率是相同的,故 A 正确;交变电流的频率保持不变,B 正确;理想 变压器无功率损失,C 正确;而 E=nΔΔΦt 与 n 成正比,变压器原、副线 圈的匝数不同,故感应电动势不同,所以 D 错. 答案:ABC
电能的输送
【想一想】 照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的,可是我们在
晚上七、八点钟用电高峰时开灯,电灯比深夜时要显得暗些.这是什 么原因呢?
提示:用电高峰时,供电线上电流大,输电线上损失的电压较 大,灯两端电压偏低.
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【填一填】 1.根据 P 损=I2R 线,减少输电电能损失有两种方法
(1)减小输电线的电阻:根据电阻定律 R=ρSl ,要减小输电线的电 (2)减小输电导线中的电流:在输电功率一定的情况下,根据P
第2单元 变压器 电能的输送
基础探究 变压器的原理 【想一想】 如图所示,变压器副线圈上接有一只额定电压为220 V的灯 泡, (1)若在原线圈上输入220 V的直流电,灯泡发光吗? (2)若原线圈输入110 V的交流电而使灯泡正常发光,则原、副 线圈匝数比应为多少?
提示:(1)不发光 (2)1∶2