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1、曇改变，负载R不变决定TiPi专题 变压器的动态分析【思想方法指导】处理变压器的动态分析，首先应明确“不变量”和“变化量”，对变化量要把握它们之间的制约关系，依据程序分析的思想，从主动变化量开始，根据制约关系从前到后或从后到前逐一分析各 物理量的变化情况.【规律总结】1.首先明确变压器各物理量间的制约关系变压器原、畐U线圈匝数n1、n2确定，U1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.U2与负载电阻 R，通过欧姆定律决定了输出电流12的大小，输出功率 P2决定输入功率P1, P1= U1I1，从而决定I1大小，2 .分清动态变化中哪个量变化，结合串、并联电路
2、的特点.欧姆定律及变压器各物理量间因果关系依次 确定.1.匝数比不变的情况(如图5所示)(1) U不变，根据U = n，输入电压U决定输出电压 U,不论U2 n2负载电阻R如何变化，U不变.(2) 当负载电阻发生变化时，I 2变化，输出电流I 2决定输入电流I 1,故I 1发生变化.(3) 丨2变化引起P2变化，Pi= P2,故R发生变化.2 负载电阻不变的情况(如图6 所示)ni(1) U不变，一发生变化，故U变化.n2(2) R不变，U变化，故丨2发生变化.ii(3) 根据P2 = r, P2发生变化，再根据 R= P2,故P变化，P= II1, U不变， 故丨1发生变化.3.分析动态问题
3、的思路程序可表示为pmuiW)决定#【典型例题】#一：为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡 Li、L2，电路中分别接了理想变流电压表Vi、V2和理想交流电流表 Ai、A2,导线电阻不计，如图所示当开关S闭合后（）A Ai示数变大,A1与A2示数的比值不变B. Ai示数变大,Ai与A2示数的比值变大C . V2示数变小,Vi与72示数的比值变大D . V2示数不变,Vi与V2示数的比值不变如图8所示电路中的变压器为理想变压器,S为单刀双掷开关,P是滑动变阻器R的滑动触头，原#线圈两端接电压恒定的交变电流，则能使原线圈的输入功
4、率变大的是（）#A .保持P的位置不变,S由b切换到aB.保持P的位置不变,S由a切换到bC. S掷于b位置不动，P向上滑动D. S掷于b位置不动，P向下滑动#Ui时，畐U线圈的输出电压为三：如图所示，理想变压器的输入端接正弦交流电，副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡Li和L2；输电线的等效电阻为R，开始时，电键K断开.当K接通时，以下说法中正确的是A. 副线圈的两端 M、N的输出电压减小B. 副线圈输电线等效电阻R上的电压增大C. 通过灯泡Li的电流减小D. 原线圈中的电流增大四：如图所示，变压器的原、副线圈的匝数比一定，原线圈的电压为U2, Li、L2、L3为三只完全相同的电灯，开始时，
5、电键K开启，然后当电键 K闭合时A. 电压Ui不变，U2变大B. 电灯Li变亮，L2变暗C. 电灯Li变暗，L2变亮11D. 原线圈中的电流变大五：如图，为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，Ui为加在原线圈两端的电压，Ii为原线圈中的电流强度，则A. 保持Ui及P的位置不变，K由a合到b时，Ii将增大B. 保持Ui及P的位置不变，K由b合到a时，R消耗的功率减小C. 保持Ui不变，K合在a处，使P上滑，Ii将增大六：有5个完全相同的灯泡连接在理想变压器的原、 且开关S接在位置i时，5个灯泡发光亮度相同； 是 （）副线圈中，如图所示 若将开关S接在位置.若将该线路与交流电
6、源接通，2时，灯泡均未烧坏.则下列可能的保持P的位置不变，K合在a处，若Ui增大，Ii将增大#A 该变压器是降压变压器，原、副线圈匝数比为B. 该变压器是升压变压器，原、副线圈匝数比为 C 副线圈中的灯泡仍能发光，只是更亮些D 副线圈中的灯泡仍能发光，只是亮度变暗#理想变压器#在理想变压器的原线圈两端加交变电压U1后，由于电磁感应的原因，原、畐U线圈中都将产生感应电动势,#根据法拉第电磁感应定律有:Ei = ni, E?=门2-LtLt#忽略原、副线圈内阻，有Ui = El ,U2= E2另外，考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁，即认为在任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相等，于是又有由此便可
7、得理想变压器的电压变化规律为在此基础上再忽略变压器自身的能量损失称为铜损”和铁损”),有Pl=P2U1n1U2n2(一般包括线圈内能量损失和铁芯内能量损失这两部分，分别俗而 Pl=I 1U1P2=I 2U2于是又得理想变压器的电流变化规律为11 n2U 111 = U 212,_12 ni#解题思路 1电压思路.变压器原、副线圈的电压之比为U/Ua= ni/n2；当变压器有多个副绕组时U/n 1=U/ n2=U3/ n3=,解题思路2功率思路.理想变压器的输入、输出功率为P入=P出，即R=F2;当变压器有多个副绕组时R =F2+F3+,解题思路3电流思路.由I=F/U知，对只有一个副绕组的变压
8、器有11/12=n2/ n1；当变压器有多个副绕组时 n 1=n2l 2+nd 3+,解题思路4 (变压器动态问题)制约思路 (1) 电压制约：当变压器原、畐U线圈的匝数比(nd压)一定时，输出电压U由输入电压决定，即U=rbU/ni, 可简述为“原制约副”(2 )电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比(nn2)定，且输入电压 U确定时，原线圈中的电流11由副线圈中的输出电流 I2决定，即丨1= n2|2/m，可简述为“副制约原”.(3)负载制约：变压器副线圈中的功率F2由用户负载决定，P2=P负1+P负2+,；变压器副线圈中的电流丨2由用户负载及电压 U确定，l2=F2/U;总功率P总=戸线+
9、P2.动态分析问题的思路程序可表示为：n1决定UR负载决定R刑口 =宀2)决定l1P1 = I 1U 1R 决定三远距离输电问题知识梳理1根据P损=，降低输电损耗有两种方法(1) 减小输电线的电阻.2 远距离输电的功率损失输送功率一定时，线路电流1远距离输电中的功率关系：3 远距离输电的处理思路(2) 减小输电导线中的电流：在输送功率一定的情况下，根据P= UI，要减小电流，必须提高I =，输电线上的损失功率 P损=i2r线=，可知P损P 输=.对高压输电问题，应按“发电机T升压变压器T远距离输电线T降压变压器T用电器”，或从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析.4远距离高压输电的
10、几个基本关系 (以图9为例)：A 5fl1麻用卜户輕巴升压变压器陈压蛮压器图9(1) 功率关系：P= F2, F3= P4, F2= P损 + F3.亠一 Uni12U?n314(2) 电压、电流关系：i1=厂，77=厂，U2= U+ U3, 12= 13= I 线.lbn2I14n413，P2 F3 U U3(3) 输电电流：I线=7T= ：=Us金2 P2 2(4) 输电线上损耗的电功率：F损=I线厶U= I线R线=(卫鏡线.1 当输送功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的-.n例题1 (2010 浙江理综 17)某水电站，用总电阻为2.5 Q的输电线输电给
11、500 km外的用户，其输出电功率是3X 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 X 105 AB. 输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC. 若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9X 108 kWD. 输电线上损失的功率为 P= U/r, U为输电电压，r为输电线的电阻思维突破 在远距离输电问题中，计算线路功率损耗时应用P损=I线R线，其原因是I线可以由公式 P输入=IL线线U输入求出，而 P损=U线I线和P损= 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R线U输入相混而造成错误.2 如图10所示，
12、有一台交流发电机E,通过理想升压变压器Ti和理想降压变压器 T2向远处用户供电，输电线的总电阻为 R. Ti的输入电压和输入功率分别为U和Pi,它的输出电压和输出功率分别为U和P2;T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4.设Ti的输入电压 U图10A. 12减小，14变大B U不变，U3变大C. Pi变小，F2变小D . F2变大，Ps变大3 （2010 江苏 7改编）在如图11所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变.随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有（）A升压变压器的输出电压增大
13、B. 降压变压器的输出电压增大C. 输电线上损耗的功率增大D. 输电线上损耗的功率占总功率的比例减小4 2008年1月10日开始的低温雨雪冰冻造成我国部分地区严重灾害，其中高压输电线因结冰而损毁严重，为消除高压输电线上的冰，事后有人设计了利用电流的热效应除冰的融冰思路.若在正常供电时，高压线上送电电压为 U,电流为I，热耗功率为 P;除冰时，在输电功率、用户的输入电压和输电线电阻不变的情况下，通过自动调节高压输电变压器的变压比，使输电线上的热耗功率变为16A P,则除冰时（）UA. 输电电流为 4IB.输电电流为16I C .输电电压为4U D .输电电压为 二5.图16为某小型水电站的电能输送示意图, 压为U2; B为降压变压器，其输入功率为 r,则下列关系式正确的是A为升压变压器，其输入功率为P,输出功率为F2,输出电P3,输入电压为U3.A、B均为理想变压器，输电线的总电阻为BPx( )a电器图16A. PP2B. P2= PC. liU3D. U2= U3随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩大，节能变得越来越重要某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U,输电导线总电阻为R在某一时段用户需求的电功率为P。，用户的用电器正常工作的电压为U2.在满足用户正常
