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2012版高中物理全程复习方略配套课件：选修3-2.10.2变压器、电能的输 (沪科版)
1.一个正常工作的理想变压器的原副线圈中，下列的哪个物 理量不一定相等（ A.交流的频率 C.电功率 ） B.电流的有效值 D.磁通量变化率【解析】选B.变压器可以改变原副线圈中的电流，因此原副 线圈中的电流不一定有相同的有效值，所以选B.由于穿过原线圈的磁通量全部穿过副线圈，因而原副线圈的磁通量变化率相同，D错.变压器的工作基础是电磁感应，副线圈中感应 的交流频率与原线圈交流频率是相同的，A错.理想变压器原 线圈输入功率等于副线圈输出功率，因此C错.2.（2011?三明模拟）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1， 电压表和电流表均为理想电表，R为 副线圈的负载电阻.现在原线圈a、b 两端加上交变电压u，其随时间变化的规律为u=220 2 sin100π t V,则（ ） A．副线圈中产生的交变电流频率为100 HzB．电压表的示数为22 2 VC．若电流表示数为0.1 A，则原线圈中的电流为1 AD．若电流表示数为0.1 A，则1 min内电阻上产生的焦耳热 为132 J【解析】3.下列关于减小远距离输电导线上热损耗的说法中，正确的 是（ ）U 2 所以应降低输送电压，增大输电导线 A.因为热功率 P ? ， R电阻，才能减小输电导线上的热损耗B.因为热功率P=IU，所以应采用低电压、小电流输电，才能 减小输电导线上的热损耗 C.因为热功率P=I2R，所以可采用减小输电线电阻或减小输送电流的方法来减小输电导线上的热损耗D.以上说法均不正确【解析】选C.在求热损耗时：P损=I线2R线或用P热=U线I线，也U 2 但U必须为输电线两端的电压，并不是输电电 可用 P ? ， R压.4.如图所示，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，U1为加在原线圈两端的电 压，I1为原线圈中的电流强度，则（）A.保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，I1将减小 B.保持U1及P的位置不变，K由b合到a时，R消耗的功率增大C.保持U1不变，K合在a处，使P上滑，I1将增大D.保持P的位置不变，K合在a处，若U1增大，I1将增大【解析】选D.K由a合到b时，n1减小，由 U1 / U2 ? n1 / n 2，可知U2增大，P2=U22/R随之增大，而P1=P2，又P1=I1U1，从而I1增大，A错误；K由b合到a时，与上述情况相反，P2将减小， B错误；P上滑时，R增大，P2=U22/R减小，又P1=P2，P1=I1U1，从而I1减小，C错误；U1增大，由U1/U2=n1/n2可知，U2增大，I2=U2/R随之增大，由I1/I2=n2/n1可知I1也增大，D正确.5.电视机中的变压器不只一个副线圈，因为它要给不同的功能区供电（如伴音、场、行、数控部 分等）.某电视机变压器可等效为如图所示，理想变压器的交流输入电压U1=220 V，有两组副线圈，其中n2=36匝，标有“6 V, 9 W”、“12 V,12 W”的灯泡分别接在两副线圈n2、n3上， 而且均正常发光.求: （1）原线圈的匝数n1和另一副线圈的匝数n3;（2）原线圈中的电流I1.【解析】（1）由于两灯均正常发光，所以有： U2=6 V，U3=12 V. 根据原、副线圈电压与匝数的关系，有：U1 n1 U 220 ? , n1 ? 1 n 2 ? ? 36 匝=1 320 匝; U2 n 2 U2 6U3 n 3 U 12 ? ，n 3 ? 3 n 2 ? ? 36 匝=72 匝. U2 n 2 U2 6（2）根据能量守恒，变压器的输入功率和输出功率相等，即P入=P出,I1U1=P2+P3I1=(P2+P3)/U1=(9+12)/220 A≈0.095 A. 答案：(1)1 320匝 72匝 (2)0.095 A一、变压器的工作原理及基本关系 1.工作原理2.基本关系（理想变压器）（1）无漏磁，因此Φ 、 ?? 相同.（2）无线圈内阻，因此无内压降：U=E=n （3）由于?tU ?? 即套在同一铁芯上的线圈无论原、副线 ? ， n ?t?? . ?t圈间还是副、副线圈间该比例都成立,U1 U 2 U 3 ? ? ?? 即 n1 n 2 n3（4）无能量损失，因此P入=P出，无论副线圈是一个还是多个,U1I1=U2I2+U3I3+? 又据电压关系可得：n1I1=n2I2+n3I3+?（1）U是线圈两端的电压. （2）P入是输入原线圈的电功率,P出是所有副线圈的输出电 功率之和,且P出决定P入的大小.【例证1】(12分)（2011?淄博模拟）如图中所示，理想变压器B的原线圈跟副线圈的匝数比n1∶n2=2∶1， 交流电源电压u=311sin100π t V，F为熔断电流为I0=1.0 A的保险丝，负载为一可变电阻.（1）当电阻R=100 Ω 时，保险丝能否被熔断? （2）要使保险丝不被熔断，电阻R的阻值应不小于多少?变 压器输出的电功率不能超过多少?【解题指导】解答本题时应把握以下三点:【自主解答】原线圈电压的有效值为311 V ? 220 V 2 由 U1 ? n1 得副线圈两端的电压 U2 n2 n 1 U 2 ? 2 U1 ? ? 220 V=110 V n1 2 U1 ?(2分)（1）当R=100 Ω时，副线圈中电流I2 ? U 2 110 ? A =1.10A R 100(1分)由U1I1=U2I2 得原线圈中的电流为I1 ? U2 110 ×1.10 A=0.55 A,由于I1＜I0 （熔断电流）， I2 ? U1 220故保险丝不会熔断.(2分)（2）设电阻R取某一值R0时，原线圈中的电流I1刚好到达熔 断电流I0，即I1=1.0 A，则副线圈中的电流为I2 ? U1 n I1 ? 1 ? I1 =2×1.0 A=2.0 A U2 n2 U 2 110 ? Ω=55Ω I2 2.0(2分)变阻器阻值为：R0 ?(1分)此时变压器的输出功率为P2=I2?U2=2.0×110 W=220 W 可见，要使保险丝F不被熔断，电阻R的阻值不能小于 (2分)55 Ω，输出的电功率不能大于220 W.(2分)答案：（1）保险丝不会熔断（2）电阻R的阻值不能小于55 Ω 电功率不能大于220 W二、理想变压器动态问题分析1.匝数比不变的情况如图所示：（1）U1不变，根据 U2也不变.输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化， （2）当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入U1 n1 ? ， U2 n 2电流I1，故I1发生变化.（3）I2变化引起P2变化，P1=P2，故P1发生变化.
对变压器的负载电路进行分析时，可以把变压器的副线圈看做是给用户供电的无阻电源，分析方法与 直流电路的分析方法基本相同.【例证2】（2011?泉州模拟）如图 所示，理想变压器原、副线圈的匝数 比为10∶1，b是原线圈的中心抽头， 电压表V和电流表A均为理想交流电表， 从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表 达式u1=220 2 sin100 π t V，则（ ） A.当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22 VB.当t=C.单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过 程中，电压表和电流表的示数均变小1 s时，c、d间的电压瞬时值为110V 600D.当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小【解题指导】解答本题应注意以下三点：【自主解答】选A.由正弦交流电的最大值与有效值的关系， 可以确定原线圈电压有效值为220 V，电压表所测电压值也 是有效值，由于变压器原、副线圈电压比等于匝数比，所以 电压表示数为22 V，A正确；将 t ?1 s 代入瞬时值表达式计 600算得u=110 2 V，B错；对于理想变压器，副线圈电压只与原线圈电压和原、副线圈匝数比有关，所以滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表示数不变，所以C错；开关由a扳 向b，原、副线圈匝数比变小，所以副线圈电压变大，电流 变大，所以D错.三、高压输电问题分析 1.对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输 电线→降压变压器→用电器”的顺序，或从“用电器”倒推 到“发电机”一步一步进行分析.2.远距离高压输电的几个基本关系(如图所示)：（1）功率关系：P1=P2,P3=P4,P2=P损+P3（2）电压、电流关系：U1 n1 I 2 U 3 n 3 I 4 ? ? , ? ? U 2 n 2 I1 U 4 n 4 I3U2=Δ U+U3,I2=I3=I线.P3 U 2 ? U 3 P2 ? ? . （3）输电电流：I线 ? U 2 U3 R线2 2 （4）输电线上损耗的功率 P损 ? I线 ?U ? I线R 线 ? P2 ）R 线 . （U2当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电1 线上损耗的功率就减少到原来的 2 . n在远距离输电问题中，计算线路功率损耗 时应用P损=I线2R线，其原因是I线可以由公式P输=I线U输求出， 而P损=U线I线和 P损 ?U2 线 R线则不常用，其原因是在一般情况下，U线不易求出，且易将U线和U输相混而造成错误.【例证3】(14分)某学校有一台应急备用发电机,内阻为r= 1 Ω ,升压变压器的匝数比为1∶4,降压变压器的匝数比为4∶1,输电线的总电阻为R=4 Ω ,全校22个教室,每个教室用“220 V 40 W”的灯泡6盏,要求所有灯都正常发光,则(1)输电线上损耗的电功率多大? (2)发电机的输出功率多大? (3)发电机的电动势多大?【解题指导】解答本题时可按以下流程分析:【标准解答】(1)根据题意,画出从发电机到教室灯泡之间的传输过程,如图所示.所有灯都正常工作的总功率为 P′2=22×6×40 W=5 280 W 用电器都正常工作时的总电流为I?2 ? P?2 5 280 ? A =24A U?2 220(1分)(1分)两个变压器之间输电线上的电流为IR ? I2 ? I2 ? ?6 A 4(1分) (2分)故输电线上损耗的电功率PR=IR2R=144 W(2)升压变压器的输出功率为P1′=PR+P2′=5 424 W而发电机输出功率即为升压变压器的输入功率 P出=P1=P1′=5 424 W (3)降压变压器上的输入电压U2=4U2′=880 V 输电线上的电压损失为UR=IRR=24 V 因此升压变压器的输出电压为 U1′=UR+U2=904 V(2分)(1分) (1分)(1分)升压变压器的输入电压为U1 ? U1 ? ? 226 V 4(1分)升压变压器的输入电流为 I1=4IR=24 A 发电机的电动势 E=U1+I1r=226 V+24×1 V=250 V 答案: (1)144 W (2)5 424 W (3)250 V (2分) (1分)【规律方法】高压输电问题的一般解题思路(1)解决高压输电问题时,应先画输电电路草图,并在草图上标出各量,然后依次逐级计算; （2）以升压变压器和降压变压器原、副线圈为参考将输电 线路划分为几个独立回路; （3）根据串并联电路特点、欧姆定律、电功率公式等确定 各部分回路电学量之间的关系; （4）根据升压变压器和降压变压器原、副线圈的电压、电 流关系和功率关系列式求解，利用好能量守恒这条主线.【例证4】在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在如图所 示变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂，已知线圈1、2的匝数之比n1 ：n2=2∶1，在不接负 载的情况下A.当线圈1输入电压为220 V时，线圈2输出电压为110 VB.当线圈1输入电压为220 V时，线圈2输出电压为55 VC.当线圈2输入电压为110 V时，线圈1输出电压为220 V D.当线圈2输入电压为110 V时，线圈1输出电压为55 V 【解题指导】弄清穿过原线圈的磁通量的变化率与穿 过副线圈磁通量的变化率不相等,再根据法拉第电磁感应定律推导U1与U2的关系,实质上是要理解变压器的原理.【标准解答】选B.该题给出的变压器的铁芯为型，U1 n1 ? U2 n2与考生熟知的口字型变压器不同，且通过交变电流时，每个 线圈产生的磁通量只有一半通过另一线圈，故电压比不再成立.所以只能利用电磁感应定律，从变压器的原理入手，才能解出该题. 当线圈1作为输入端时，??1 n1 U1 ?t ? n1??1 ? 2 ? 2 ? 4 . ? U 2 n ?? 2 n 2 ?? 2 1 1 1 2 ?t因为U1=220 V，所以U2=55 V，所以选项B对、A错.当线圈2作为输入端时，U1 ? n1??1 ? 2 1 ? ? ? ? 1. U 2 ? n 2 ?? 2 ? 1 2因为U2′=110 V，所以U1′=110 V，所以选项C、D错.对电路的负载关系不明确导致错误 如图所示，是通过变压器给用户供电的示意图，变压器的输 入电压是电网电压，基本稳定，输出电压通过输电线输送给用户.输电线的电阻用R0表示，用变阻器 的电阻R表示用户用电器的总电阻，当变阻器的滑动触头P向 上移动时，以下说法正确的是（ A.相当于增加用电器的个数 B.V1的示数随V2示数的增大而增大 C.A1的示数随A2示数的减小而增大 D.变压器的输入功率减小 ）【常见错误】易错选A项和B项 【易错分析】对易错选项及错误原因具体分析如下：【正确解答】当变阻器的滑动触头P向上移动时，用电器的 总电阻增大，相当于并联的用电器数目减少，同时变压器的 输入功率减小，由于电网电压u不变，所以两个电压表的示 数不变，故A、B均错，D正确；由于变压器的输出功率决定输入功率，所以A1随A2示数的减小而减小，故C错.正确答案：D1.（2010?海南高考改编）如图所示，一理想变压器原、副 线圈匝数之比为4∶1 ，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电路中R为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表.下列结论正确的是（ ）A.若电压表读数为6 V，则输入电压的最大值为24 V B.若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数减小到原来的一半C.若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则 输入功率也增加到原来的2倍 D.若保持负载电阻的阻值不变,输入电压增加到原来的2倍， 则输出功率增加到原来的4倍【解析】选D.若电压表读数为6 V，则输入电压为4 U1 ? ? 6 V ? 24 V 是有效值，因此其最大值为24 2 V，A错 1误；若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则输出电压也增加到原来的2倍，电流表示数应增加到原来的2倍， B错；若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍， 则输出电流减小到原来的一半，输入功率等于输出功率即 P=IU也减小到原来的一半，C错；若保持负载电阻的阻值不 变,输入电压增加到原来的2倍，输出电压增大到原来的2倍， 则由U2 P ? 可知输出功率增加到原来的4倍，D正确. R2.（2010?江苏高考改编）在如图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 B.降压变压器的输出电压增大 C.输电线上损耗的功率减小 D.输电线上损耗的功率占总功率的比例增大【解析】3.（2010?天津高考改编）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L1、L2，电路中分别接了理 想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不 计，如图所示.当开关S闭合后 ( )A.A1示数变大，A1与A2示数的比值变小B.A1示数变大，A1与A2示数的比值变大 C.V2示数变小，V1与V2示数的比值变大D.V2示数不变，V1与V2示数的比值不变【解析】选D.电源电压有效值不变，所以V1示数不变，原、 副线圈的电压之比等于匝数之比，而匝数之比不变，故V2示 数不变， V1与V2示数的比值也不变，所以C错误，D正确；当 开关S闭合后，副线圈电路中的电阻减小，因为电压不变， 所以副线圈电路中的电流增大,A2的示数增大；原、副线圈 的电流之比等于匝数反比，匝数之比不变， A1与A2示数的比值不变，A1的示数增大，所以A、B错误.4.（2010?浙江高考）某水电站，用总电阻为2.5 Ω 的输电 线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3×106 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2×105 A B.输电线上由电阻造成的损失电压为15 kV C.若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9× )108 kWD.输电线上损失的功率为Δ P＝U2/r，U为输电电压，r为输 电线的电阻【解析】选B.输出电功率P=3×106 kW，输电电压U= 500 kV，则输电线上输送的电流大小I= =6×103 A，所以AP U错误；输电线上由电阻造成的损失电压U损=Ir=15 kV，所以P2 B正确；输电线上损失的功率ΔP=U损I= 2 r，所以D错误； U若损失功率为ΔP=9×108 kW时，ΔP远大于输出功率，不符 合实际，故C错误.一、选择题（本大题共10小题，每小题7分，共70分.每小题 只有一个选项正确） 1.图1、图2分别表示两种电压的波形，其中图1所示电压按正弦规律变化.下列说法正确的是（）A.图1表示交流电，图2表示直流电B.两种电压的有效值相等C.图1所示电压的瞬时值表达式为u=311 sin100π t V D.图1所示电压经匝数比为10∶1的变压器变压后，频率变为 原来的 1 【解析】选C.由题图可知两个电流的大小和方向均作周期性10Em 只对正弦交 2变化，所以都是交流电，故A错；有效值E=流电适用，虽然最大值一样，有效值不同，所以B错.由题图 可知，C对.变压之后频率不变，D错.2.（2010?福建高考）中国已投产运行的1 000 kV特高压输 电是目前世界上电压最高的输电工程.假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电，输电线上的损耗电功率为P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV 特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的 电功率变为（ A. P4） B. P2C.2PD.4P【解析】选A.输送电功率不变，则输电电压与输电电流成反 比，若用1 000 kV特高压输电时，输电电流为原来输电电流的一半，而输电线上损耗的电功率P损=I2R线，输电线上损耗的电功率为原来输电线上损耗功率的1 ，即P损= P ，A正确. 4 43.（2010?重庆高考)一输入电压为 220 V,输出电压为36 V的变压器副 线圈烧坏,为获知此变压器原、副线 圈匝数,某同学拆下烧坏的副线圈,用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈.如图所示,然后将原线圈接到220 V交流电源上,测得新绕线圈的端电压为1 V,按理想变压器分析,该变压器 烧坏前的原、副线圈匝数分别为( )A.1 100,360C.2 200,180B.1 100,180D.2 200,360【解析】选B.对新绕线的理想变压器,根据变压比公式 得 n1 ? n 3 U1 ? 5 ? 220 ? 1 100 ，变压器烧坏前,同理n2=U3 1 n1U 2 1 100 ? 36 ? ? 180 ,B正确. U1 2204.(2011?华南师大附中模拟)在变电站里,经常要用交流电 表去监测电网上的强电流,所用的器材叫电流互感器.如下所示的四个图中,能正确反映其工作原理的是()【解析】选A.电流互感器应是测电流的,应串联在火线上,故B、D选项错误.同时,由I1n1=I2n2知要使I2＜I1,须n2＞n1,故A 选项正确,C选项错误.5.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1， R1＝20 Ω ，R2＝30 Ω ，C为电容器.已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则（）A.交流电的频率为0.02 Hz B.原线圈输入电压的最大值为 200 2 V C.电阻R2的电功率约为6.67 W D.通过R3的电流始终为零【解析】选C.根据变压器原理可知原副线圈中电流的周期、 频率相同，周期为0.02 s、频率为50 Hz，A错；由图乙可知 通过R1的电流最大值为Im＝1 A、根据欧姆定律可知其最大 电压为Um＝20 V，再根据原副线圈的电压之比等于匝数之比可知原线圈输入电压的最大值为200 V，B错；因为电容器有通交流、隔直流的作用，则有电流通过R3和电容器，D错；根据正弦交流电的峰值和有效值关系及并联电路特点可知电Im R1 U 阻R2的电流有效值为I＝ 、电压有效值为U＝ m V ， 2R 2 2 电阻R2的电功率为P2＝UI＝ 20 W,C对. 36.如图所示，理想变压器的原、副线 圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变 电压为u= 20 2 sin100π tV，氖泡在两 端电压达到100 V时开始发光，下列说法中正确的有（ A.开关接通后，氖泡的发光频率为50Hz B.开关接通后，电压表的示数为100 V C.开关断开后，电压表的示数变大 ）D.开关断开后，变压器的输出功率不变【解析】选B.由交变电压的瞬时值表达式知，原线圈两端电 压的有效值为U1=20 2 n U V=20 V，由 1 ? 1 得副线圈两端的 n2 U2 2电压为U2=100 V，电压表的示数为交流电的有效值，B项正2?确；交变电压的频率为f= 100? =50 Hz，一个周期内电压两次大于100 V，即一个周期内氖泡能两次发光，所以其发光 频率为100 Hz，A项错误；开关断开前后，输入电压不变， 变压器的变压比不变，故输出电压不变，C项错误；开关断 开后，电路消耗的功率减小，输出功率决定输入功率，D项 错误.7.某小型水电站的电能输送示意图如图.发电机的输出电压 为200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别 为n1、n2.降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4（变压器均 为理想变压器）.要使额定电压为220 V的用电器正常工作， 则（ ）A. n 2 ＞n 3n1 n 4 B. n 2 ＜ n 3 n1 n 4C.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 D.升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率n1 200 n 3 U 3 【解析】选A.根据变压器工作原理可知 ? ， ? ， n 2 U 2 n 4 220由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有U2＞U3，所以n 2 n3 ＞ ，A正确， n1 n 4B、C错误.升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率，D错误.8.（2011?潍坊模拟）如图甲所示，M是一个小型理想变压器，原副线圈匝数之比n1∶n2=10∶1，接线柱a、b接上一个 正弦交变电源，电压随时间变化规律如图乙所示.变压器右 侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材 料（电阻随温度升高而减小）制成的传感器，R1为一定值电阻.下列说法中正确的是（）A.电压表V的示数为22 V B.当传感器R2所在处出现火警时，电压表V的示数增大 C.当传感器R2所在处出现火警时，电流表A的示数增大 D.当传感器R2所在处出现火警时，电阻R1的功率变小【解析】9.如图所示为某变压器对称铁芯的示意 图，已知此时原线圈a、b端输入交流电 压u=220 2 sinω t(V),原线圈匝数n1=22匝,副线圈匝数n2=6匝，则副线圈c、d端输出的电压的有效值为( A.15 V ) B.30 V C.60 V D.120 V【解析】选B.因为磁感线为闭合曲线,根据铁芯磁通路的对 称性可知,任何时刻原线圈中磁通量的变化率都是副线圈中 的2倍，所以有: U1 ? 2 U 2 ，则U2= n 2 U1 ? 1 = 6 ? 220 ? 1 Vn1 n2n12222=30 V,所以应选B.10.如图所示，两种情况下灯泡L2、L3的功率均为P，且L1、 L2、L3为相同的灯泡，匝数比为n1∶n2=3∶1，则图（a）中 L1的功率和图（b）中L1的功率分别为（ ）A.P、P C. 4 P 、9P 9B.9P、 4 P9 9 D. P 、9P 4【解题提示】应根据（a）中L1和L2的电压关系确定L1的功率 PL， 再根据(b)中L1和L2的电流关系确定L1的功率 1P?L1.【解析】二、非选择题（本大题共2小题，共30分，要有必要的文字 说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位） 11.(14分)(2011?嘉定模拟)某小型实验水电站输出功率是 20 kW，输电线路总电阻是6 Ω . （1）若采用380 V输电，求输电线路损耗的功率. （2）若改用5 000 V高压输电，用户端利用n1∶n2＝22∶1 的变压器降压，求用户得到的电压.【解题提示】要求用户得到的电压，应先求线路上的 电流及损失的电压，再求出降压变压器的输入电压，进而求出用户得到的电压.【解析】（1）输电线上的电流强度为P 20 ? 103 I＝ ? A ? 52.63 A U 380(3分)输电线路损耗的功率为P损＝I2R＝52.632×6 W≈16 620 W＝16.62 kW （2）改用高压输电后，输电线上的电流强度变为P 20 ?103 I? ? ? A?4A U? 5 000(3分)(3分)用户端在变压器降压前获得的电压U1＝U′－I′R＝（5 000－4×6）V＝4 976 V (3分)根据 U1 ? n1 ，用户得到的电压为U2 n2U2 ? n2 1 U1 ? ? 4 976 V ? 226.18 V n1 22(2分)答案：(1) 16.62 kW(2) 226.18 V【方法技巧】远距离输电问题的分析方法 （1）远距离输电的电路属于非纯电阻电路，电功和电热不 相等，输送的电功率P=UI，输电导线上发热损失的功率P损 =I2R线=（ P ）2R线，因此输电电压U若提高n倍，则P损减为原1 U 来的 2 . nU 损2 也可以用P损=IU损或P损= 来计算输电损失的功率，但必须 R线理解清楚公式中的U损是输电导线上的电压损失，不要把输电 导线上的电压损失U损与输电线路的始端电压U相混淆.（2）在输电过程中，不变的是输送的总功率P，输电电流 I= P ，绝对不能由I=UU 来计算电流，这是因为输电线路并 R线非纯电阻电路，且电压U没有全部降在输电线电阻R线上.12.（16分）图(a)是一理想变压器的电路连接图,图(b)是原 线圈两端所加的电压随时间变化的关系图象,已知原、副线 圈的匝数比为10∶1,电流表A2的示数为2 A,开关S断开,求:(1)变压器的输入功率和电压表的示数; (2)将开关S闭合,定性分析电路中三只电表的示数变化情况. (3)若将电流表A2置换成一只具有单向导电性的二极管,电压 表示数为多少?【解析】(1)由图(b)可知输入电压的有效值U1=200 V 由U1 n1 ? 得 U2 n2(2分)n 2 U1 U2 ? ? 20 V n1(2分)变压器的输入功率P1等于输出功率P2 故P1=P2=U2I2=20×2 W=40 W (2)将S闭合,U2不变,即电压表示数保持20 V不变; (2分) (2分)由于负载增多,负载总电阻减小,电流表A2的示数增大; (2分) 次级线圈的输出功率增加,初级线圈的输入功率随之增加,电流表A1的示数增大.示数为U,则(2分)(3)接入二极管后,电压表两端的u-t图象如图所示,设电压表2002 T U 2 ? T R 2 R(2分) (2分) 20 V V示数不变解得U=141.4 V 答案：（1）40 W (2)A1示数增大 (3)141.4 VA2示数增大
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文档资料库内容来自网络，如有侵犯请联系客服。远距离输电线路的示意图如图所示.若发电机的输出电压不变.变压器均为理想变压器.不考虑电感和电容的影响.则下列说法中正确的是A.输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决定B.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压C.当用户用电器总功率增大时.输电线上损失的功率增大D.当用户用电器总功率减小时.输电线上损失的功率增大 题目和参考答案——精英家教网——
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远距离输电线路的示意图如图所示。若发电机的输出电压不变，变压器均为理想变压器，不考虑电感和电容的影响，则下列说法中正确的是A.输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决定B.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压C.当用户用电器总功率增大时，输电线上损失的功率增大D.当用户用电器总功率减小时，输电线上损失的功率增大
C试题分析：在远距离输电过程中，输电线的电流由降压变压器的线圈匝数比和用户用电功率决定，所以A选项错误；在输电线上由于有电压损失，则升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，所以B选项错误；当用户用电器总功率P增加时，据降压变压器的输出电压U不变，即P=UI,可知电流I增加，再由于匝数不变，据原副线圈电流与匝数的关系，可知输电线的电流也增加，所以输电线上损失的功率据ΔP=I2R可知，输电线上损失功率增加，C选项正确；相反，当用户用电器总功率减小时，输电线上损失的功率也减小，所以D选项错误。考点：本题考查远距离输电问题，主要考查远距离输电的能力损失问题的分析。
练习册系列答案
科目：高中物理
远距离输电线路的示意如图所示：
若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是[　　]
A．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关
B．输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决定
C．当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大
D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
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