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2019-2020年高中物理 變壓器知識(shí)精講 粵教版選修3-2.doc

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2019-2020年高中物理 變壓器知識(shí)精講 粵教版選修3-2.doc

2019-2020 年高中物理 變壓器知識(shí)精講 粵教版選修 3-2 【本講教育信息】 一. 教學(xué)內(nèi)容: 變壓器 1. 了解變壓器的工作原理,掌握理想變壓器的電壓比公式和電流比公式。 2. 理解遠(yuǎn)距離輸送交流電要用高電壓. 能對(duì)簡單的輸電電路進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。 二. 知識(shí)歸納、總結(jié): 1. 變壓器:由原線圈、副線圈和閉合鐵芯組成。 2. 理想變壓器:變壓器鐵芯內(nèi)無漏磁,原、副線圈不計(jì)內(nèi)阻,即沒有能量損失的變壓器。 3. 變壓器構(gòu)造 閉合鐵心,原線圈(初級(jí)線圈,一次線圈) n1匝,副線圈(次級(jí)線圈,二次線圈) n2 匝 U1:輸入電壓 U2:輸出電壓 4. 工作原理 電磁感應(yīng)原理 電能磁場能電能 5. 理想變壓器的變壓規(guī)律 (1)電壓比: 升壓變壓器 n2 n1;降壓變壓器 n2 n1; (2)能量關(guān)系:對(duì)理想變壓器因不計(jì)能量損失,總有輸入能量等于輸出能量。 即: (2) 或 U1I1 U2I2 (3)電流關(guān)系: (4)頻率關(guān)系:變壓器不改變交變電流的頻率,故有 f1 f2 6. 幾種常用的變壓器 (1)自耦變壓器 (2)互感器。利用變壓器可以把高電壓變?yōu)榈碗妷?、大電流變?yōu)樾‰娏鬟M(jìn)行測量,既 能保證測量人員的安全,同時(shí)解決了電表量程較小的矛盾。 7. 輸電線路的構(gòu)成:主要有發(fā)電機(jī)、升壓變壓器、輸電導(dǎo)線、降壓變壓器、用電器 8. 遠(yuǎn)距離輸電如何減小電能損失: (1)減少導(dǎo)線上的電阻 (2)減少輸電線上的電流 【典型例題】 例 1. 如圖所示,理想變壓器原副線圈分別接有相同的白熾燈,原副線圈匝數(shù)比為 n1:n22:1,電源電壓為 U,求 B 燈兩端電壓 UB? U1 A B U U2 解:由原線圈的電路可知 U U1 UA 根據(jù)變壓器原副線圈電壓比 U12 U22 UB A、 B 兩燈相同,則 UA I1R UB I2R 原副線圈電流比 I1/ I21/2 由以上各式得 UB 例 2. 如圖所示,交流發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)的有效值 20 V,內(nèi)阻不計(jì),它通過一個(gè) R6 的指示燈連接變壓器。變壓器輸出端并聯(lián) 24 只彩色小燈泡,每只燈泡都是“6 V,0.25 W”, 燈泡都正常發(fā)光,導(dǎo)線電阻不計(jì)。求: (1)降壓變壓器初級(jí)、次級(jí)線圈匝數(shù)比; (2)發(fā)電機(jī)的輸出功率。 解:彩色小燈額定電流 IL P/U1/24 A 次級(jí)線圈總電流 I224 IL1 A 變壓器輸入功率等于 I1U1 I2U26 W 變壓器原線圈電路中,利用歐姆定律可得 U1 I1R6 I1 代入 值解得 I11/3 A( I13 A 應(yīng)舍去,據(jù)題意是降壓變壓器,應(yīng) I1 I2)所以 n1/n2 I2/I13/1 (2)發(fā)電機(jī)輸出功率 P I1 6.67W 【模擬試題】 (答題時(shí)間:30 分鐘) 1. 在家用交流穩(wěn)壓器中,變壓器的原、副線圈都帶有滑動(dòng)頭,如圖所示。當(dāng)變壓器輸入 電壓發(fā)生變化時(shí),可上下調(diào)節(jié) P1、 P2的位置,使輸出電壓穩(wěn)定在 220V 上。現(xiàn)發(fā)現(xiàn)輸出電 壓低于 220V,下列措施不正確的是( ) 輸 入 輸 出 P1 P2 A. P1不動(dòng),將 P2向上移 B. P2不動(dòng),將 P1向下移 C. 將 P1向上移,同時(shí) P2向下移 D. 將 P1向下移,同時(shí) P2向上移 2 .如圖所示為理想變壓器,三個(gè)燈泡 L1、 L2、 L3都標(biāo)有“5 V,5 W”, L4標(biāo)有“5 V,10 W”, 若它們都能正常發(fā)光,則變壓器原、副線圈匝數(shù)比 n1 n2和 ab 間電壓應(yīng)為 ( ) A. 21,25 V B. 21,20 V C. 12,25 V D. 12,20 V n1 n2 L1 L L3 L4 a b 3. 在電能的輸送過程中,若輸送的電功率一定、輸電線電阻一定時(shí),對(duì)于在輸電線上損 失的電功率,有如下四種判斷 和輸送電線上電壓降的平方成反比 和輸送電壓的平方成正比 和輸送電線上電壓降的平方成正比 和輸送電壓的平方成反比 其中正確的是( ) A. 和 B. 和 C. 和 D. 和 4. 如圖所示,理想變壓器原線圈輸入交變電流 i Imsint ,副線圈接有一電流表和負(fù) 載電阻 R,電流表的示數(shù)為 0.10A .在 t T/4 時(shí)( T 為交變電流的周期) ,原線圈中的電流 瞬時(shí)值為 0.03A。由此可知該變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為( ) A. 103 B. 310 C. 103 D. 310 A u n1 n2 R 5. 如圖,有一理想變壓器,原副線圈的匝數(shù)比為 n.原線圈接正弦交流電壓 U,輸出端接 有一個(gè)交流電流表和一個(gè)電動(dòng)機(jī).電動(dòng)機(jī)線圈電阻為 R.當(dāng)輸入端接通電源后,電流表讀數(shù) 為 I,電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一重物勻速上升.下列判斷正確的是( ) U A R A. 電動(dòng)機(jī)兩端電壓為 IR B. 電動(dòng)機(jī)消耗的功率為 I2R C. 原線圈中的電流為 nI D. 變壓器的輸入功率為 UI/n 6. 理想變壓器連接電路如圖甲所示,當(dāng)輸入電壓波形如圖乙所示時(shí),已知原、副線圈匝 數(shù)比為 10:1,電流表讀數(shù)為 2A,則 A. 電壓表讀數(shù)為 28.2V B. 電壓表讀數(shù)為 282V C. 輸入功率為 56.4W D. 輸入功率為 40W 7. 甲、乙兩電路中,當(dāng) a、 b 兩端與 e、 f 兩端分別加上 220V 的交流電壓時(shí),測得 c、 d 間與 g、 h 間的電壓均為 110V。若分別在 c、 d 兩端與 g、 h 兩端加上 110V 的交流電壓,則 a、 b 間與 e、 f 間的電壓分別為( ) A. 220V、220 V B. 220V、110 V C. 110V、110 V D. 220V、0 abcdefgh甲 乙 8. 發(fā)電站發(fā)電機(jī)端電壓 u5000 sin314tV,輸出功率 5000kW,遠(yuǎn)距離輸電線的電阻為 80 ,輸電線上功率損耗要求不超過總功率的 4%,則 (1)所用升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比多大? (2)到達(dá)用戶區(qū)使用匝數(shù)比為 192:1 的降壓變壓器,對(duì)負(fù)載電阻為 10 的用電器供 電,最多可接這樣的用電器幾個(gè)? 【試題答案】 1. C 2. A 3. B 4. C 5. D 6. D 7. B 8. 1:20,192 個(gè)

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