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1、高中物理 选修3 2 人教版 第五章 交变电流 第七讲 习题课 变压器的应用及远距离输电问题 目标定位 变压器的应用及远距离输电问题 2熟练应用变压器原副线圈的决定因素解决动态分析问题 1 理解楞次定律的内容 并应用楞次定律判定感应电流的方向 1理解楞次定律的内容 并应用楞次定律判定感应电流的方向 1进一步理解变压器原理及规律 3 熟悉远距离输电中的各量关系和损耗问题 熟练解决远距离高压 输电中的实际问题 预习导学 1 P出 2 P损 I2R线 IR线 3 减小 减小 电压 4 升压 降压 变压器的应用及远距离输电问题 课堂讲义 一 理想变压器中的规律分析 4 变压器不改变频率 5 原 副线圈
2、的地位 1 原线圈在原线圈回路中所处的地位是充当负载 2 副线圈在副线圈回路中所处的地位是充当电源 变压器的应用及远距离输电问题 课堂讲义 例1 如图甲所示 左侧的调压装置可 视为理想变压器 负载电路中R 55 A V为理想电流表和电压表 若原 线圈接入如图乙所示的正弦交变电压 电压表的示数为110 V 下列表述正 确的是 A 电流表的示数为2 A B 原 副线圈匝数比为1 2 C 电压表的示数为电压的有效值 D 原线圈中交变电压的频率为100 Hz 有效值U1 220 V 所以频率为f 1 T 50 Hz 变压器的应用及远距离输电问题 课堂讲义 有效值为U 220 V I2 U2 R 2 A
3、 P UI1 110 W 电压表读数U2 220V 4 55 V 周期T 2 0 02s I1 I2 4 0 5 A 变压器的应用及远距离输电问题 课堂讲义 二 理想变压器电路的动态问题分析 1 首先明确变压器各物理量间的制约关系 1 输入电压U1决定输出电压U2 变压器原 副线圈匝数n1 n2确定 U1便决定了U2 与输出端有无负载 负载大小无关 也与变压器有 无其他副线圈无关 2 输出功率P2决定输入功率P1 即用多少送多少 2 分清动态变化中哪个量变化 结合串 并联电路的特点 欧姆定律 及变压器各物理量间因果关系来依次确定 变压器的应用及远距离输电问题 课堂讲义 例2 如图所示 理想变压
4、器原线圈输入电 压u Umsin t 副线圈电路中R0为定值电阻 R是滑动变阻器 V1和V2是理想交流电压表 示数分别用U1和U2表示 A1和A2是理想交 流电流表 示数分别用I1和I2表示 下列说 法正确的是 A I1和I2表示电流的瞬时值 B U1和U2表示电压的最大值 C 滑片P向下滑动过程中 U2不变 I1变大 D 滑片P向下滑动过程中 U2变小 I1变小 交流电表测量的是有效值 变压器的应用及远距离输电问题 课堂讲义 针对训练2 如图所示 用一理想变压器给负载供电 变压器输入端的电压不 变 开始时开关S是断开的 现将开关S闭合 则图中所有交流电表的示数以 及输入功率的变化情况是 A
5、V1 V2的示数不变 A1的示数增大 A2的示数减小 P入增大 B V1 V2的示数不变 A1 A2的示数增大 P入增大 C V1 V2的示数不变 A1 A2的示数减小 P入减小 D V1的示数不变 V2的示数增大 A1的示数减小 A2的示数增大 P入减小 变压器的应用及远距离输电问题 课堂讲义 三 远距离高压输电中的损耗问题 2 分析三个回路 在每个回路中 变压器的原线圈是回路的用电器 而相应 的副线圈是下一个回路的电源 3 综合运用下面三方面的知识求解 1 解决远距离输电问题时 应首先画出输电的电路图 如图所示 并将已知量和 待求量写在电路图的相应位置 变压器的应用及远距离输电问题 课堂讲
6、义 例3 某小水电站发电机输出的电功 率为100 kW 输出电压250 V 现准 备向远处输电 所用输电线的总电阻 为8 要求输电时在输电线上损失 的电功率不超过输送电功率的5 用 户获得220 V电压 求应选用匝数比 多大的升压变压器和降压变压器 原线圈电流I1 P U1 400 A 画图可以有效帮助解决问题 变压器的应用及远距离输电问题 对点练习 变压器基本规律的应用 保险丝原理是电流热效应 应该用电流有效值 变压器的应用及远距离输电问题 对点练习 变压器电路的动态分析问题 V1不变 R2减小 输出功率增大 V副不变 I副 变大 VR3 变 大 V2 变 小 A2 变 小 A1变大 变压器
7、的应用及远距离输电问题 对点练习 变压器电路的动态分析问题 T 2 0 02 s f 1 T 50 Hz 1T内发光2次 故发光频率为100 Hz 不论开关是否断开 电压表示数不变 开关断开后 变压器的输出功率减小 变压器的应用及远距离输电问题 对点练习 远距离输电问题 4 一台发电机最大输出功率为4 000 kW 电压为4 000 V 经变压 器T1升压后向远方输电 输电线路 总电阻R 1 k 到目的地经变压 器T2降压 负载为多个正常发光的 灯泡 220 V 60 W 若在输电线 路上消耗的功率为发电机输出功率 的10 变压器T1和T2的耗损可忽 略 发电机处于满负荷工作状态 则 A T1
8、原 副线圈电流分别为103A 和20 A B T2原 副线圈电压分别为 1 8 105V和220 V C T1和T2的变压比分别为1 50和 40 1 D 有6 104盏灯泡 220 V 60 W 正常发光 由P1 U1I1得I1 103A 由P损 I2R线 400 kW得I2 20 A n1 n2 I2 I1 1 50 由P U2I2得U2 2 105V U I2R线 20 000 V U3 U2 U线 1 8 105V 灯泡正常发光 可知副线圈电压U4为220 V n3 n4 U3 U4 1 8 105 220 P3 P4 U3I2 60 W n 解得n 6 104 变压器的应用及远距离输电问题 再见
