高中物理 10.2變壓器和遠(yuǎn)距離輸電復(fù)習(xí)基礎(chǔ)

考點(diǎn)1變壓器學(xué)案2變壓器和遠(yuǎn)距離輸電1.理想變壓器的基本關(guān)系當(dāng)副線圈只有一個時，原副線圈中的電流與匝數(shù)存在I1/I2=n2/n1的關(guān)系，此式說明原副線圈中的電流成正比，即I1∝I2，而非反比關(guān)系。基本關(guān)系功率關(guān)系原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率電壓關(guān)系原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，與負(fù)載情況、副線圈個數(shù)的多少無關(guān)電源關(guān)系只有一個副線圈，電流和匝數(shù)成反比多個副線圈，由輸入功率和輸出功率相等確定電流關(guān)系頻率關(guān)系原、副線圈中電流的頻率相等.當(dāng)理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)不變而變壓器的負(fù)載發(fā)生變化時，確定其他有關(guān)物理量的變化時，可依據(jù)以下原則(如圖)：(1)輸入電壓U1決定輸出電壓U2：這是因?yàn)檩敵鲭妷篣2=U1，當(dāng)U1不變時，不論負(fù)載電阻R變化與否,U2不會改變。

2.理想變壓器各物理量變化的決定因素(2)輸出電流I2決定輸入電流I1：在輸入電壓U1一定的情況下，輸出電壓U2也被完全確定。當(dāng)負(fù)載電阻R增大時，I2減小，則I1相應(yīng)減??；當(dāng)負(fù)載電阻R減小時，I2增大，則I1相應(yīng)增大。在使用變壓器時，不能使變壓器次級短路。(3)輸出功率P2決定輸入功率P1:理想變壓器的輸入功率與輸出功率相等，即P2=P1。在輸入電壓U1一定的情況下，當(dāng)負(fù)載電阻R增大時，I2減小，則變壓器輸出功率P2=I2U2減小，輸入功率P1也將相應(yīng)減??；當(dāng)負(fù)載電阻R減小時，I2增大，變壓器的輸出功率P2=I2U2增大，則輸入功率P1也將增大。.典例一理想變壓器規(guī)律的應(yīng)用【例1】一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10:1，原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖甲所示，副線圈所接電路如圖乙所示，P為滑動變阻器的觸頭。下列說法正確的是

A.副線圈輸出電壓的頻率為50HzB.副線圈輸出電壓的有效值為31VC.P向右移動時，原、副線圈的電流比減小D.P向右移動時，變壓器的輸出功率增加.

【解析】由圖甲知，原線圈兩端輸入電壓的最大值為U1m=311V，有效值為U1=U1m/=220V，周期為T=2×10-2s，頻率f=1/T=50Hz，變壓器不改變電壓的頻率，A項(xiàng)正確；由U1/U2=n1/n2知，U2=(n2/n1)U1=22V，B項(xiàng)錯誤；變壓器原、副線圈的電流比與匝數(shù)成反比，由于匝數(shù)未變，所以原、副線圈的電流比不變，C項(xiàng)錯誤；P向右移動時，滑動變阻器的有效阻值減小，副線圈中電流增大，由P2=U2I2知變壓器的輸出功率增加，D項(xiàng)正確。(1)變壓器只改變交流電的電壓與電流，不改交流電的頻率。(2)I1/I2=n2/n1反映了原副線圈中的電流與匝數(shù)成反比，而非I1∝1/I2，原副線圈中的電流I1∝I2。.［2010年高考山東理綜卷］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如圖所示。副線圈僅接入一個10的電阻。則()A.流過電阻的電流是20AB.與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是100VC.經(jīng)過1分鐘電阻發(fā)出的熱量是6×103JD.變壓器的輸入功率是1×103WD.典例二理想變壓器的動態(tài)問題【例2】［2010年高考天津理綜卷］為探究理想變壓器原、副線圈電壓、電流的關(guān)系，將原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上，副線圈連接相同的燈泡L1、L2，電路中分別接了理想交流電壓表、和理想交流電流表、，導(dǎo)線電阻不計，如圖所示。當(dāng)開關(guān)S閉合后()A.示數(shù)變大，與示數(shù)的比值不變B.示數(shù)變大，與示數(shù)的比值變大C.示數(shù)變小，與示數(shù)的比值變大D.示數(shù)不變，與示數(shù)的比值不變.

【解析】交流電源的電壓有效值不變，即V1示數(shù)不變，因U1/U2=n1/n2，故V2示數(shù)不變，V1與V2示數(shù)的比值不變，故D對。S閉合使負(fù)載總電阻減小，I2=U2/R，所以I2增大。因I1/I2=n2/n1，所以A1示數(shù)增大，A1與A2示數(shù)的比值不變，故A對。分析這類問題的基本思路：(1)首先抓住各量的決定因素：U1由電源決定，U2由輸入電壓U1及匝數(shù)比決定：U2＝(n2/n1)U1；I2由輸出電壓U2及負(fù)載電阻R決定：I2＝U2/R；I1由I2及匝數(shù)比決定：I1＝(n2/n1)I2。(2)然后利用直流電路中的動態(tài)分析方法即可。.考點(diǎn)2遠(yuǎn)距離輸電1.有關(guān)遠(yuǎn)距離輸電問題，應(yīng)先畫出遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，并將已知量和待求量寫在示意圖的相應(yīng)位置。2.抓住輸電的兩端——電源和用電器；分析一條線——輸電線；研究兩次電壓變換——升壓和降壓。3.以變壓器為界將整個輸電電路劃分為幾個獨(dú)立回路，各回路分別用歐姆定律，串、并聯(lián)的特點(diǎn)及電功、電功率等公式進(jìn)行計算、聯(lián)系各回路的是原、副線圈電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系及輸入功率等于輸出功率的關(guān)系。在遠(yuǎn)距離輸電問題中，計算線路功率損耗時應(yīng)用P損=I線2P線，其原因是I線可以由公式P輸=I線U輸求出，而P損=U線I線和P損=U線2/R線則不常用，其原因是在一般情況下，U線不易求出，且易將U線和U輸相混而造成錯誤。.典例三遠(yuǎn)距離輸電問題【例3】發(fā)電站的電源通過升壓變壓器、輸電導(dǎo)線和降壓變壓器把電能輸送到用戶，如果升壓變壓器和降壓變壓器都可視為理想變壓器。(1)畫出上述輸電全過程的原理圖；(2)發(fā)電機(jī)的輸出功率是100kＷ，輸出電壓是250Ｖ，升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為1:25，求升壓變壓器的輸出電壓和輸電導(dǎo)線中的電流；(3)若輸電導(dǎo)線中的電功率損失為輸電功率的4％，求輸電導(dǎo)線的總電阻和降壓變壓器原線圈兩端的電壓；(4)計算降壓變壓器的輸出功率.【解析】(1)如圖所示。(2)對升壓變壓器，據(jù)公式Ｕ１:Ｕ２＝n1:n2有

Ｕ２＝U1n2/n１＝25×250Ｖ＝6250Ｖ,P1=P2,I2=P2/U2=100000/6250A=16A。(3)因?yàn)椋芯€＝Ｉ２２Ｒ線，又Ｐ線＝0.04Ｐ１，所以Ｒ線＝0.04Ｐ１/Ｉ２２＝４000/162Ω=15.625Ω。因?yàn)棣ぃ眨剑眨玻眨常剑桑玻揖€，所以Ｕ３＝Ｕ２-Ｉ２線＝6250Ｖ－16×15.625Ｖ＝6000Ｖ。(4)Ｐ４＝Ｐ１－Ｐ線＝0.96P1=0.96×１00000W＝96kW.

求解遠(yuǎn)距離輸電的關(guān)鍵是：（１）熟悉“交流發(fā)電機(jī)→升壓變壓器→輸電線→降壓變壓器→用電戶”這一過程。并畫出這一過程的示意圖，把需要的物理量都標(biāo)在圖中的相應(yīng)位置上。（2）把握好遠(yuǎn)距離輸電的基本關(guān)系。..9、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、雨中黃葉樹，燈下白頭人。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:23:09PM11、以我獨(dú)沈久，愧君相見頻。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、故人江海別，幾度隔山川。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、乍見翻疑夢，相悲各問年。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、比不了得就不比，得不到的就不要。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、行動出成果，工作出財富。。2023/2/32023/2/303February202317、做前，能夠環(huán)視四周；做時，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線向前。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、沒有失敗，只有暫時停止成功！。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:23:09PM11、成功就是日復(fù)一日那一點(diǎn)點(diǎn)小小努力的積累。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、不知香積寺，數(shù)里入云峰。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、意志堅強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、楚塞三湘接，荊門九派通。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、少年十五二十時，步行奪得胡馬騎。。2023/2/32023/2/303February202317、空山新雨后，天氣晚來秋。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、楊柳散和風(fēng)，青山澹吾慮。。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:23:09PM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、意志堅強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。20