第3章 素養(yǎng)培優(yōu)課2 變壓器綜合問題-新教材魯科版(2019)高中物理選擇性必修第二冊講義_第1頁
第3章 素養(yǎng)培優(yōu)課2 變壓器綜合問題-新教材魯科版(2019)高中物理選擇性必修第二冊講義_第2頁
第3章 素養(yǎng)培優(yōu)課2 變壓器綜合問題-新教材魯科版(2019)高中物理選擇性必修第二冊講義_第3頁
第3章 素養(yǎng)培優(yōu)課2 變壓器綜合問題-新教材魯科版(2019)高中物理選擇性必修第二冊講義_第4頁
第3章 素養(yǎng)培優(yōu)課2 變壓器綜合問題-新教材魯科版(2019)高中物理選擇性必修第二冊講義_第5頁
已閱讀5頁,還剩3頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

素養(yǎng)培優(yōu)課2變壓器綜合問題培優(yōu)目標:1.會分析變壓器的動態(tài)變化問題,掌握解答此類問題的思路。2.理解自耦變壓器和互感器的原理。3.掌握變壓器的原理,會解答具有多個副線圈的變壓器問題。理想變壓器的動態(tài)變化問題1.理想變壓器動態(tài)變化的兩種情況(1)原、副線圈的匝數(shù)比不變,分析各物理量隨負載電阻的變化而變化的情況,進行動態(tài)分析的順序是R→I2→P2→P1→I1。(2)負載電阻不變,分析各物理量隨原、副線圈的匝數(shù)比的變化而變化的情況,進行動態(tài)分析的順序是n1、n2→U2→I2→P2→P1→I1。2.需要注意的幾點(1)負載增多,不等于電阻變大。并聯(lián)的負載增多對應用電器增多,消耗功率增大,其總電阻減小。(2)負載發(fā)生變化時,電流和電壓如何變化的判斷:先要由eq\f(U1,U2)=eq\f(n1,n2)判斷U2是否變化,再根據(jù)U2及負載電阻變大或變小的情況,由歐姆定律確定副線圈中的電流I2的變化情況,最后再由P入=P出判斷原線圈中電流的變化情況。3.動態(tài)問題的分析思路可表示為【例1】如圖所示,理想變壓器初級線圈接一正弦交流電源,其交變電壓的有效值恒定不變。則下列說法中正確的是()A.只將S1從2撥向1時,電流表示數(shù)變小B.只將S2從4撥向3時,電流表示數(shù)變大C.只將S3從閉合變?yōu)閿嚅_,電阻R2兩端電壓增大D.只將變阻器R3的滑動觸頭上移,變壓器的輸入功率減小D[只將S1從2撥向1時,n1變小,因為eq\f(U1,U2)=eq\f(n1,n2),故U2變大,I2變大,P2=U2I2也變大。∵P1=P2,∴P1也變大,又∵P1=U1I1,U1不變,I1變大,故A錯;只將S2從4撥向3,n2變小,由eq\f(U1,U2)=eq\f(n1,n2),得U2變小,則I2變小,P2=U2I2也變小,P1=P2,∴P1也變小,又∵P1=U1I1,U1不變,I1變小,故B錯;只將S3從閉合變?yōu)閿嚅_,少一個支路,電阻R2與R3串聯(lián)支路電壓不變,故R2的電流,電壓都不變,故C錯誤;R3的滑動觸頭上移,總電阻變大,輸出電流變小,輸出功率變小,又∵P1=P2,故P1也變小,I1變小,D正確。]含有變壓器的動態(tài)電路問題分析eq\o([跟進訓練])1.如圖所示電路中,變壓器為理想變壓器,a、b接在電壓有效值不變的交流電源兩端,R0為定值電阻,R為滑動變阻器?,F(xiàn)將變阻器的滑片從一個位置滑動到另一位置,觀察到電流表A1的示數(shù)增大了0.2A,電流表A2的示數(shù)增大了0.8A,則下列說法正確的是()A.電壓表V1示數(shù)增大B.電壓表V2、V3示數(shù)均增大C.該變壓器起升壓作用D.變阻器滑片是沿c→d的方向滑動D[由于變壓器原線圈的電壓不變,因此電壓表V1、V2的讀數(shù)均不變,選項A、B均錯誤;由題意可知,該變壓器起降壓作用,選項C錯誤;由于副線圈的電壓不變,電流表A2的示數(shù)增大,根據(jù)歐姆定律可知負載的電阻變小,所以滑動變阻器連入電路的阻值變小,選項D正確。]幾種特殊的變壓器在現(xiàn)實生活中,除了輸電線路用的大型變壓器之外,在日常的工作和生活中還會用到一些常見的變壓器,我們一起來認識一下它們的結構和原理。1.自耦變壓器如圖所示,鐵芯上只繞一個線圈,低壓線圈是高壓線圈的一部分,既可以作為升壓變壓器使用,也可以作為降壓變壓器使用。2.電壓互感器(1)接法:原線圈并聯(lián)在高壓電路中,副線圈接電壓表;為了安全,外殼和副線圈應接地。(2)作用:將高電壓變?yōu)榈碗妷?,通過測量低電壓,計算出高壓電路的電壓。3.電流互感器(1)接法:原線圈串聯(lián)在被測電路中,副線圈接電流表;為了安全,外殼和副線圈應接地。(2)作用:將大電流變成小電流,通過測量小電流,計算出被測電路中的大電流?!纠?】(多選)如圖所示,L1、L2是高壓輸電線,圖中兩電表示數(shù)分別是220V和10A,已知甲圖中原、副線圈匝數(shù)比為100∶1,乙圖中原、副線圈匝數(shù)比為1∶10,則()甲乙A.甲圖中的電表是電壓表,輸電電壓為22000VB.甲圖是電流互感器,輸電電流是100AC.乙圖中的電表是電壓表,輸電電壓為22000VD.乙圖是電流互感器,輸電電流是100AAD[甲圖是電壓互感器,電表是電壓表,故B錯誤;根據(jù)匝數(shù)比eq\f(U1,U2)=eq\f(n1,n2),有U1=eq\f(n1,n2)U2=eq\f(100,1)×220V=22000V,故A正確;乙圖是電流互感器,電表是電流表,故C錯誤;只有一個副線圈的變壓器,電流比等于匝數(shù)的反比eq\f(I1,I2)=eq\f(n2,n1),有I1=eq\f(n2,n1)I2=eq\f(10,1)×10A=100A,故D正確。]互感器的區(qū)分技巧(1)電壓互感器是降壓變壓器,據(jù)eq\f(U1,U2)=eq\f(n1,n2),知n1>n2。電流互感器是升壓變壓器,據(jù)eq\f(I1,I2)=eq\f(n2,n1),知n1<n2。(2)區(qū)分電壓互感器與電流互感器的三個標志①測量儀器不同,前者電壓表后者電流表。②原、副線圈匝數(shù)關系不同。③原線圈接線方式不同,前者接在火線和零線間,后者接在火線上。eq\o([跟進訓練])2.如圖所示,電壓互感器、電流互感器可看成理想變壓器,已知電壓互感器原、副線圈匝數(shù)比是1000∶1,電流互感器原、副線圈匝數(shù)比是1∶200,電壓表讀數(shù)為200V,電流表讀數(shù)為1.5A,則交流電路輸送電能的功率是()A.3×102W B.6×104WC.3×105W D.6×107WD[根據(jù)eq\f(U1,n1)=eq\f(U2,n2),解得U1=1000×200V=2×105V;根據(jù)I1n1=I2n2,解得I1=300A;所以輸送電能的功率P=IU=6×107W。選項D正確。]“一原多副”的變壓器1.副線圈有多個時,電壓比等于匝數(shù)比仍然成立,電流比不再與匝數(shù)比成反比,而要用原、副線圈功率相等去推導。2.若原線圈中有用電器時,不要把電源電壓與原線圈電壓搞混,錯誤利用電源電壓去尋找比例關系;而要把原線圈所在電路當作一回路處理,原線圈相當于一非純電阻用電器,其兩端電壓與副線圈電壓的比值等于匝數(shù)比?!纠?】如圖所示,理想變壓器原線圈的匝數(shù)為1000,兩個副線圈的匝數(shù)分別為n2=50和n3=100,L1是“6V2W”的小燈泡,L2是“12V4W”的小燈泡。當原線圈接上交變電壓時,L1、L2都正常發(fā)光,那么,原線圈中的電流為()A.eq\f(1,60)A B.eq\f(1,30)AC.eq\f(1,20)A D.eq\f(1,10)AC[對多個副線圈,其電壓關系有:eq\f(U1,n1)=eq\f(U2,n2)=eq\f(U3,n3),由于輸入功率和輸出功率相等,有n1I1=n2I2+n3I3。兩燈正常發(fā)光,對L1必有U2=6V,I2=eq\f(P2,U2)=eq\f(1,3)A,對L2有U3=12V,I3=eq\f(P3,U3)=eq\f(1,3)A。原線圈上電壓U1=eq\f(n1,n2)U2=eq\f(1000,50)×6V=120V,副線圈上總的輸出功率P出=PL1+PL2=2W+4W=6W,原線圈上輸入功率P入=P出=6W。原線圈中的電流I1=eq\f(P入,U1)=eq\f(6,120)A=eq\f(1,20)A,故選項C正確。]求解與“一原多副”變壓器問題的兩點技巧(1)理想變壓器的電壓關系eq\f(U1,U2)=eq\f(n1,n2),對于一個或多個副線圈均適用,而電流關系eq\f(I1,I2)=eq\f(n2,n1),適用于只有一個副線圈的變壓器。(2)處理含有多個副線圈的變壓器問題時,首選P入=P出,從輸出端的P出打開突破口。eq\o([跟進訓練])3.如圖所示,接于理想變壓器中的四個規(guī)格相同的燈泡都正常發(fā)光,那么,理想變壓器的匝數(shù)比n1∶n2∶n3為()A.1∶1∶1 B.3∶2∶1C.6∶2∶1 D.2∶2∶1B[燈泡正常發(fā)光,可得UA=UB=UC=UD,所以U2=2U3。由變壓器的電壓比eq\f(n2,n3)=eq\f(U2,U3)=eq\f(2U3,U3)=eq\f(2,1),所以n2=2n3。同理,燈泡正常發(fā)光,功率相等,即PA=PB=PC=PD。由P=I2R,得IA=IB=IC=ID,即I1=I2=I3。由U1I1=U2I2+U3I3得n1I1=n2I2+n3I3,即n1=n2+n3=2n3+n3=3n3,所以n1∶n2∶n3=3∶2∶1,故B正確。]1.在變電所,經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測電網(wǎng)上的強電流,使用的儀器是電流互感器。如圖所示的四個圖中,能正確反映其工作原理的是()A[電流互感器是測電流的,應串聯(lián)在火線上,故B、D錯誤;由變壓器電流關系n1I1=n2I2,要使I2<I1,須n2>n1,故A正確,C錯誤。]2.自耦變壓器鐵芯上只繞有一個線圈,原、副線圈都只取該線圈的某部分。一升壓式自耦調壓變壓器的電路如圖所示,其副線圈匝數(shù)可調。已知變壓器線圈總匝數(shù)為1900匝;原線圈為1100匝,接在有效值為220V的交流電源上。當變壓器輸出電壓調至最大時,負載R上的功率為2.0kW。設此時原線圈中電流有效值為I1,負載兩端電壓的有效值為U2,且變壓器是理想的,則U2和I1分別約為()A.380V和5.3A B.380V和9.1AC.240V和5.3A D.240V和9.1AB[對理想變壓器,原、副線圈功率相同,故通過原線圈的電流I1=eq\f(P,U1)=eq\f(2000,220)A≈9.1A,負載兩端電壓即為副線圈電壓,由eq\f(U1,n1)=eq\f(U2,n2),即eq\f(220,1100)=eq\f(U2,1900),可得U2=380V,B正確。]3.(多選)如圖所示,理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表,副線圈匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q來調節(jié),在副線圈兩端連接了定阻電阻R0和滑動變阻器R,P為滑動變阻器的滑動觸頭。在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電,則()A.保持Q的位置不動,將P向上滑動時,電流表讀數(shù)變大B.保持Q的位置不動,將P向上滑動時,電流表讀數(shù)變小C.保持P的位置不動,將Q向上滑動時,電流表讀數(shù)變大D.保持P的位置不動,將Q向上滑動時,電流表讀數(shù)變小BC[Q位置不動,副線圈電壓U2不變,當P上滑時,R增大,由P=eq\f(U\o\al(2,2),R+R0)可知總功率減小,原線圈電壓U1不變,由P=U1I1可知原線圈電流I1減小,故A錯誤,B正確;當P位置不動,Q上滑時,由eq\f(U2,U1)=eq\f(n2,n1)知U2增大,同理分析原線圈電流I1增大,故C正確,D錯誤。]4.如圖所示,一臺有兩個副線圈的變壓器,原線圈匝數(shù)n1=1100匝。接入電壓U1=220V的電路中。(1)要求在兩個副線圈上分別得到電壓U2=6V,U3=110V,它們的匝數(shù)n2、n3分別為多少?(2)若在兩副線圈上分別接上“6V20W”“110V60W”的兩個用電器,原線圈的輸入電流為多少?[解析](

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論