电感电容变压器

1、课时课时2电感和电容对交变电流的影响电感和电容对交变电流的影响图图3711电感对交变电流的阻碍作用电感对交变电流的阻碍作用(1)感抗：电感对交变电流的阻碍作用的大小感抗：电感对交变电流的阻碍作用的大小(2)感抗大小：交变电流的频率越高、线圈的自感系数感抗大小：交变电流的频率越高、线圈的自感系数越越大大，感抗就，感抗就越大越大(3)低频扼流圈对低频交变电流有低频扼流圈对低频交变电流有很大很大的阻碍作用，对直的阻碍作用，对直流的阻碍作用流的阻碍作用较小较小，即，即“通直流，阻交流通直流，阻交流”高频扼流圈对低频交变电流的阻碍作用高频扼流圈对低频交变电流的阻碍作用较小较小，对高频交，对高频交变电流的

2、阻碍作用变电流的阻碍作用较大较大，即，即“通低频，阻高频通低频，阻高频”2电容对交变电流的阻碍作用电容对交变电流的阻碍作用(1)容抗：电容对交变电流的阻碍作用的大小容抗：电容对交变电流的阻碍作用的大小(2)容抗大小：交变电流的频率越高、电容器的电容容抗大小：交变电流的频率越高、电容器的电容越大越大，容抗就，容抗就越小越小(3)作用：作用：“通交流、隔直流，通高频、阻低频通交流、隔直流，通高频、阻低频”(4)两种电容器两种电容器隔直电容器隔直电容器(耦合电容器耦合电容器)：其电容较大其作用是：其电容较大其作用是“通交流，隔直流通交流，隔直流”调频旁路电容器：其电容较小其作用是调频旁路电容器：其电

3、容较小其作用是“通高频，通高频，阻低频阻低频”图图373注：注：“通交流通交流”是由于交变电压加在电容器上，形成电是由于交变电压加在电容器上，形成电路中的充电和放电交变电流，好像有电流通过了电容器一样路中的充电和放电交变电流，好像有电流通过了电容器一样3电阻、感抗和容抗的比较电阻、感抗和容抗的比较(1)在直流电路中在直流电路中电阻电阻:有欧姆定律有欧姆定律I= .电阻的大小满足电阻定律电阻的大小满足电阻定律R= ,即只与导体的自身因素有关即只与导体的自身因素有关电感：纯电感线圈对直流电电感：纯电感线圈对直流电无阻碍无阻碍作用作用电容：直流电电容：直流电不能不能通过电容器通过电容器(2)在交流电

4、路中在交流电路中电阻：欧姆定律电阻：欧姆定律I 仍成立，电阻定律仍成立，电阻定律R 也成也成立，即电阻的大小只与导体的自身因素有关立，即电阻的大小只与导体的自身因素有关电感：线圈对交变电流有阻碍作用电感：线圈对交变电流有阻碍作用(感抗感抗)，感抗的大小，感抗的大小不仅与导体自身的自感系数不仅与导体自身的自感系数L有关，还与交变电流的频率有关，还与交变电流的频率f有有关，关，L、f越大，感抗就越大越大，感抗就越大电容：交变电流能通过电容器，电容器对交变电流有阻电容：交变电流能通过电容器，电容器对交变电流有阻碍作用碍作用(容抗容抗)，容抗的大小不仅与自身的电容有关，还与交，容抗的大小不仅与自身的电

5、容有关，还与交变电流的频率变电流的频率f有关，有关，C、f越大，容抗就越小越大，容抗就越小URLSLSUR一、电感对交变电流的影响一、电感对交变电流的影响例例1如图如图374所示，开关所示，开关S与直流与直流恒定电源接通时恒定电源接通时, 相同的两灯泡相同的两灯泡L1、L2的的亮度相同亮度相同.若将若将S与交流电源接通与交流电源接通,则则( )AL1和和L2两灯泡的亮度仍相同两灯泡的亮度仍相同 图图374B灯泡灯泡L1比灯泡比灯泡L2亮些亮些C灯泡灯泡L1比灯泡比灯泡L2暗些暗些D若交变电源电压的有效值与直流电压相同，则两灯若交变电源电压的有效值与直流电压相同，则两灯泡与原来一样亮泡与原来一样

6、亮解析解析由于线圈对交变电流有阻碍作用，故接交流电源由于线圈对交变电流有阻碍作用，故接交流电源后，灯泡后，灯泡L2的那条支路比灯泡的那条支路比灯泡L1的那条支路对电流的阻碍作的那条支路对电流的阻碍作用大，电流小故答案为用大，电流小故答案为B答案答案B点评点评本题要明确的是，接交流电源时，电感线圈相当本题要明确的是，接交流电源时，电感线圈相当于电阻和电感的串联于电阻和电感的串联 变式训练变式训练1一个灯泡通过一个粗导线的线圈一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图与一交流电源相连接，如图375所所示一铁芯插进线圈之后示一铁芯插进线圈之后()A该灯将变亮该灯将变亮B该灯将变暗该灯将变暗

7、C对灯没影响对灯没影响D无法判断无法判断 图图375解析解析此线圈和灯泡是串联的，因此加在串联电路两端此线圈和灯泡是串联的，因此加在串联电路两端的总电压一定是线圈上的电势差与灯泡上的电势差之和由的总电压一定是线圈上的电势差与灯泡上的电势差之和由墙上插孔所提供的墙上插孔所提供的220 V的电压，一部分降落在线圈上，剩余的电压，一部分降落在线圈上，剩余的降落在灯泡上如果一个大电压降落在线圈上，则仅有一的降落在灯泡上如果一个大电压降落在线圈上，则仅有一小部分电压降落在灯泡上灯泡上电压变小，灯泡变暗小部分电压降落在灯泡上灯泡上电压变小，灯泡变暗 答案答案B二、电容对交变电流的影响二、电容对交变电流的影

8、响例例2下列对交变电流通过电容器的理解中，正确的是下列对交变电流通过电容器的理解中，正确的是()A交变电流能够使电容器极板间的绝缘介质变成导体交变电流能够使电容器极板间的绝缘介质变成导体B交变电流定向移动的电荷通过电容器两极板间的绝交变电流定向移动的电荷通过电容器两极板间的绝缘介质缘介质C交变电流能够使电容器交替进行充电、放电，电路交变电流能够使电容器交替进行充电、放电，电路中就有了电流，表现为交变电流通过了电容器中就有了电流，表现为交变电流通过了电容器D交变电流通过了电容器，实际上自由电荷并没有通交变电流通过了电容器，实际上自由电荷并没有通过电容器极板间的绝缘介质过电容器极板间的绝缘介质(击

9、穿除外击穿除外)解析解析电流能电流能“通过通过”电容器，并非电荷真的通过电容电容器，并非电荷真的通过电容器的电介质，而是交变电流交替对电容器充放电，电容器两器的电介质，而是交变电流交替对电容器充放电，电容器两极板之间的绝缘介质并未有电荷通过，电路中有了电流，表极板之间的绝缘介质并未有电荷通过，电路中有了电流，表现为交变电流通过了电容器现为交变电流通过了电容器答案答案CD变式训练变式训练2如图如图376所示，白炽灯和电容器串所示，白炽灯和电容器串联后接在交变电源的两端联后接在交变电源的两端, 当交变电源的当交变电源的频率增加时频率增加时()A电容器电容增加电容器电容增加B电容器电容减小电容器电容

10、减小C电灯变暗电灯变暗D电灯变亮电灯变亮 图图376解析解析电容器的电容是由电容器本身的特性所决定的，电容器的电容是由电容器本身的特性所决定的，与外加的交变电源的频率无关，选项与外加的交变电源的频率无关，选项A、B错误当交变电源错误当交变电源的频率增加时，电容器充放电的速度加快，电容器的容抗减的频率增加时，电容器充放电的速度加快，电容器的容抗减小，电流增大，电灯变亮，选项小，电流增大，电灯变亮，选项C错误，错误，D正确正确答案答案D例例3图图377为一低通滤波电路的电路图已知电源电为一低通滤波电路的电路图已知电源电压包含的电流直流成分是压包含的电流直流成分是240 V，此外还含有一些低频的交流

11、，此外还含有一些低频的交流成分为了在输出电压中尽量减小低频交流成分，试说明电成分为了在输出电压中尽量减小低频交流成分，试说明电路中电容器应起的作用路中电容器应起的作用图图377解析解析电容器对恒定电流电容器对恒定电流(直流成分直流成分)来说，相当于一个来说，相当于一个始终断开的开关，所以输出的电压中直流成分仍为始终断开的开关，所以输出的电压中直流成分仍为240 V但但交变电流却可以交变电流却可以“通过通过”电容器，交流频率越高、电容越大电容器，交流频率越高、电容越大，电容器对电流的阻碍就越小，在电容器上输出的电压中交，电容器对电流的阻碍就越小，在电容器上输出的电压中交流成分就越小在本题的低通滤

12、波电路中，为了要使电容器流成分就越小在本题的低通滤波电路中，为了要使电容器上输出的电压中，能将低频的交流成分滤掉，不输出到下一上输出的电压中，能将低频的交流成分滤掉，不输出到下一级电路中，就应取电容较大的电容器，实际应用中，一般取级电路中，就应取电容较大的电容器，实际应用中，一般取C500 F答案答案见解析见解析点评点评本题的目的是将电源信号中的低频成分滤掉，将本题的目的是将电源信号中的低频成分滤掉，将直流部分输出到下一级此时的电容器就起到一个通交流、直流部分输出到下一级此时的电容器就起到一个通交流、隔直流的作用，要想使低频的成分尽可能多的滤掉，就要求隔直流的作用，要想使低频的成分尽可能多的滤

13、掉，就要求电容器的电容越大越好电容器的电容越大越好变式训练变式训练3如图如图378所示，线圈的自感系数所示，线圈的自感系数L和电容器的电容和电容器的电容C都都很小很小(如如L1 mH，C200 pF)，此电容的重要作用是，此电容的重要作用是()图图378A阻直流通交流，输出交流阻直流通交流，输出交流B阻交流通直流，输出直流阻交流通直流，输出直流C阻低频通高频，输出高频交流阻低频通高频，输出高频交流D阻高频通低频，输出低频交流和直流阻高频通低频，输出低频交流和直流解析解析线圈的作用是：线圈的作用是：“通直流、阻交流，通低频、阻通直流、阻交流，通低频、阻高频高频”电容的作用是：电容的作用是：“通交

14、流、隔直流，通高频、阻低通交流、隔直流，通高频、阻低频频”因线圈自感系数因线圈自感系数L很小，所以对低频交流的阻碍作用很小，所以对低频交流的阻碍作用很小，这样，直流和低频交流能顺利通过线圈电容器并联很小，这样，直流和低频交流能顺利通过线圈电容器并联在电路中，起旁路作用，因电容器在电路中，起旁路作用，因电容器C很小，对低频交流的阻很小，对低频交流的阻碍作用很大，而对部分通过线圈的高频交流阻碍作用很小，碍作用很大，而对部分通过线圈的高频交流阻碍作用很小，被它旁路掉，最终输出的是低频交流和直流被它旁路掉，最终输出的是低频交流和直流答案答案D互动训练互动训练1两位同学利用如图所示装置做实验，第一位同学

15、使两位同学利用如图所示装置做实验，第一位同学使金属棒金属棒ab在导轨上做匀速运动，第二位同学使金属棒在导轨上做匀速运动，第二位同学使金属棒ab在导在导轨上做变速运动轨上做变速运动(导轨处于匀强磁场中导轨处于匀强磁场中)，但两位同学对，但两位同学对ab棒棒做的功一样多，若第一位同学做实验时小灯泡消耗的电能为做的功一样多，若第一位同学做实验时小灯泡消耗的电能为E1，第二位同学做实验时小灯泡消耗的电能为，第二位同学做实验时小灯泡消耗的电能为E2，则，则()AE1E2BE1E2CE1E2答案答案B2在收音机线路中，经天线接收的电信号既有高频交在收音机线路中，经天线接收的电信号既有高频交流成分又有低频交

16、流成分，经放大后送下一级，需要把低频流成分又有低频交流成分，经放大后送下一级，需要把低频交流成分和高频交流成分分开，只让低频交流成分输入到下交流成分和高频交流成分分开，只让低频交流成分输入到下一级，我们采用了如图所示的装置电路，其中代号一级，我们采用了如图所示的装置电路，其中代号a、b应选应选择的元件是择的元件是()Aa是电容较大的电容器，是电容较大的电容器，b是低频扼流圈是低频扼流圈Ba是电容较大的电容器，是电容较大的电容器，b是高频扼流圈是高频扼流圈Ca是电容较小的电容器，是电容较小的电容器，b是高频扼流圈是高频扼流圈Da是电容较小的电容器，是电容较小的电容器，b是低频扼流圈是低频扼流圈解

17、析解析电容器具有电容器具有“通高频、阻低频通高频、阻低频”作用，这样的电作用，这样的电容器电容较小，故容器电容较小，故a处放电容较小的电容器电感线圈在该处放电容较小的电容器电感线圈在该电路中要求做到电路中要求做到“通低频、阻高频通低频、阻高频”，所以，所以b处应接一个高处应接一个高频扼流圈故选项频扼流圈故选项C正确正确答案答案C3如图所示，把电阻、电感器、电容器并联接到某一如图所示，把电阻、电感器、电容器并联接到某一交流电源上，三个电流表的示数相同，若保持电源电压不变交流电源上，三个电流表的示数相同，若保持电源电压不变，而将频率加大，则三个电流表的示数，而将频率加大，则三个电流表的示数I1、I

18、2、I3的大小关系的大小关系_解析解析在交流电路中，当频率增加时，容抗减小，感抗在交流电路中，当频率增加时，容抗减小，感抗增大，而电阻是与频率无关的，当电路中电源电压不变，频增大，而电阻是与频率无关的，当电路中电源电压不变，频率增加时，率增加时， 的示数不变，的示数不变， 的示数变小，的示数变小， 的示数变大，的示数变大，所以所以I3I1I2.答案答案I3I1I2课时课时3 3 变压器变压器一、变压器一、变压器1定义：用来改变交流电压的设备定义：用来改变交流电压的设备2构造：由一个闭合铁芯构造：由一个闭合铁芯(是由涂有绝缘漆的硅钢片叠是由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成的合而成的)和两个或两个以上的

19、线圈和两个或两个以上的线圈(用绝缘导线绕制，匝数用绝缘导线绕制，匝数越多的导线越细越多的导线越细)组成组成图图381二、理想变压器的工作原理及能量转换二、理想变压器的工作原理及能量转换1工作原理：变压器原、副线圈间的互感工作原理：变压器原、副线圈间的互感2理想变压器：理想变压器：(1)条件：磁感线全部在条件：磁感线全部在铁芯铁芯内，线圈电阻为内，线圈电阻为零零(2)特性：输入功率等于特性：输入功率等于输出功率输出功率，原、副线圈电流的周，原、副线圈电流的周期、频率期、频率相同相同3能量转换：变压器原线圈把电能转化为磁场能，副能量转换：变压器原线圈把电能转化为磁场能，副线圈又把磁场能转化为电能对

20、理想变压器，转换过程中能线圈又把磁场能转化为电能对理想变压器，转换过程中能量值不变量值不变三、理想变压器的基本关系式三、理想变压器的基本关系式1电压比：电压比： 2能量关系：能量关系：P入入P出出，即，即U1I1U2I2(当有多个副线圈当有多个副线圈时时U1I1U2I2U3I3)3电流关系：一个原线圈、多个副线圈时，电流关系：一个原线圈、多个副线圈时，n1I1n2I2n3I3；若原、副线圈各只有一个，则；若原、副线圈各只有一个，则 1212UUnn 1221InIn 粗心：学了变压器原、副线圈两端的电压比和电流粗心：学了变压器原、副线圈两端的电压比和电流比的关系之后，我知道了变压器原、副线圈两

21、端的电压与匝比的关系之后，我知道了变压器原、副线圈两端的电压与匝数成正比，通过它们的电流与匝数成反比如图数成正比，通过它们的电流与匝数成反比如图3810所示所示的变压器的供电情况为：的变压器的供电情况为：图图3810由由 ，得：，得：U22 V，U33 V由由 ，得：，得：I23 A，I32 A细心：那你再算算原、副线圈两端的输入功率与输出功细心：那你再算算原、副线圈两端的输入功率与输出功率各是多少？率各是多少？粗心：粗心：P入入U1I16 W，P出出P2P312 W咦，怎么咦，怎么不相等呢？不相等呢？细心：对于理想变压器，有细心：对于理想变压器，有P入入P出出，且输入功率随输，且输入功率随输

22、出功率的变化而变化，因此出功率的变化而变化，因此I2和和I3的实际大小是由接在两个副的实际大小是由接在两个副线圈线圈n2和和n3两端的负载决定的而两端的负载决定的而I1又随又随I2和和I3的变化而变的变化而变化，因此始终满足的关系只有化，因此始终满足的关系只有U1 U2 U3n1 n2 n3和和U1I1U2I2U3I3或或n1I1n2I2n3I3粗心：哦，我知道了，电流与匝数成反比粗心：哦，我知道了，电流与匝数成反比( )，这，这种关系只在原、副线圈各只有一个时才成立种关系只在原、副线圈各只有一个时才成立细心：你还不赖嘛！细心：你还不赖嘛！11112233UnUn,UnUn 31212131n

23、InI,InIn 1221InIn 四、几种特殊变压器四、几种特殊变压器1自耦变压器：如图自耦变压器：如图382所示图甲中把整个线圈作所示图甲中把整个线圈作为原线圈，取一部分作为副线圈，可以降低电压；图乙中把为原线圈，取一部分作为副线圈，可以降低电压；图乙中把一部分作为原线圈，把整个线圈作为副线圈，可以升高电一部分作为原线圈，把整个线圈作为副线圈，可以升高电压压图图3822电压互感器，电流互感器：如图电压互感器，电流互感器：如图383所示所示图图383方法探究方法探究一、公式推导一、公式推导例例1试推导出理想变压器的变压、变流公式：试推导出理想变压器的变压、变流公式：解析解析对于理想变压器，原

24、、副线圈两端的电压都等于对于理想变压器，原、副线圈两端的电压都等于线圈上的感应电动势，即：线圈上的感应电动势，即：U1E1n1 ，U2E2n2又因为任意时刻有：又因为任意时刻有：12 可得可得又由能量守恒定律知，输入功率等于输出功率，即：又由能量守恒定律知，输入功率等于输出功率，即：P1U1I2，P2U2I2 可得：可得： 答案答案11122221UnIn,UnIn 1t 2t 1122UnUn 1221InIn 1221InIn 二、理想变压器基本公式应用二、理想变压器基本公式应用例例2图图384为理想变压器，它的原线圈接在交流电源为理想变压器，它的原线圈接在交流电源上，副线圈接在一个标有上

25、，副线圈接在一个标有“12 V100 W”的灯泡的灯泡L上已知上已知变压器原、副线圈的匝数之比为变压器原、副线圈的匝数之比为18 1，那么灯泡正常工作，那么灯泡正常工作时，图中电压表的示数为时，图中电压表的示数为_V，电流表的示数为，电流表的示数为_A图图384解析解析由公式由公式 ，得：，得：U1 U2216 V因理想变压器的原、副线圈的功率相等因理想变压器的原、副线圈的功率相等所以所以I1 0.46 A即电压表、电流表的示数分别为即电压表、电流表的示数分别为216 V、0.46 A答案答案216 0.46点评点评分析理想变压器问题时，应注意正确地应用原、分析理想变压器问题时，应注意正确地应

26、用原、副线圈上电压的关系和电流的关系，特别是原、副线圈功率副线圈上电压的关系和电流的关系，特别是原、副线圈功率相等的关系相等的关系1122UnUn 12nn1211PPUU 变式训练变式训练1如图如图385所示，有一个理想变所示，有一个理想变压器，原线圈的匝数为压器，原线圈的匝数为n1，输入电压，输入电压为为U1，电流为，电流为I1；两个副线圈的匝数；两个副线圈的匝数分别为分别为n2和和n3，输出电压分别为，输出电压分别为U2和和U3，电流分别为，电流分别为I2和和I3 下列关于此下列关于此变压器的判断中，正确的是变压器的判断中，正确的是()AU1 U2n1 n2，U1 U3n1 n3 图图3

27、85BI1 I2n2 n1，I1 I3n3 n1Cn1I1n2I2n3I3DI1U1I2U2I3U3答案答案ACD三、原、副线圈各物理量间的决定关系三、原、副线圈各物理量间的决定关系例例3如图如图386所示，理想变压器的所示，理想变压器的匝数之比为匝数之比为3 1，四只相同的灯泡中，四只相同的灯泡中L2、L3、L4均正常发光，问均正常发光，问L1能否正常发光？能否正常发光？解析解析此题考查的是原线圈回路电路此题考查的是原线圈回路电路规律的应用，由匝数比可得原、副线圈中规律的应用，由匝数比可得原、副线圈中 图图386电流比和电压比电流比和电压比I1 I21 3，U1 U23 1又原线圈回又原线圈

28、回路中，路中，L1与线圈串联，故与线圈串联，故L1中的电流等于中的电流等于I1，但电压不等于，但电压不等于U1，求解时可据，求解时可据I1R1进行求解而副线圈回路中，线圈是电进行求解而副线圈回路中，线圈是电源，故源，故U2与三只灯泡上的电压相等，电流与三只灯泡上的电压相等，电流I2是三者之和设是三者之和设额定电流为额定电流为I，则，则I23I，I1I，故，故L1能正常发光能正常发光答案答案L1能正常发光能正常发光点评点评 对于原线圈接稳压电源的理想变压器，对于原线圈接稳压电源的理想变压器， 有：有：U1U2I2P出出P入入I1三、综合应用三、综合应用例例4一理想变压器原、副线圈的匝数比一理想变

29、压器原、副线圈的匝数比n1 n21 2，电源电压电源电压u220 sint V，原线圈电路中接入一熔断电流，原线圈电路中接入一熔断电流I01 A 的保险丝，副线圈中接入一可变电阻的保险丝，副线圈中接入一可变电阻R，如图，如图388所示为了使保险丝不被熔断，调节所示为了使保险丝不被熔断，调节R时，其阻值最低不能时，其阻值最低不能小于小于()图图388A440 B440 C880 D880 222剖析剖析保险丝是否会被熔断不是取决于通过它的瞬时电保险丝是否会被熔断不是取决于通过它的瞬时电流，而是取决于它的发热功率而发热功率流，而是取决于它的发热功率而发热功率PI2R，其中，其中I应应取有效值故保险

30、丝的熔断电流指的是有效值取有效值故保险丝的熔断电流指的是有效值答案答案C变式训练变式训练3如图如图389所示所示,在甲、乙两电路中在甲、乙两电路中,当当a 、b两端与两端与e、f两端分别加上两端分别加上220 V的交流电压的交流电压时，测得时，测得c、d间与间与g、h间的电压均为间的电压均为110 V若分别在若分别在c、d两端与两端与g、h两端加上两端加上110 V的交的交流电压，则流电压，则a、b间与间与e、f间的电压分别为间的电压分别为( )A220 V,220 VB220 V,110 V 图图389C110 V,110 VD220 V,0解析解析对于变压器有，当对于变压器有，当Ucd11

31、0 V时，时，Uab2Ucd220 V；而当；而当g、h间为间为110 V的电压时，的电压时，g上端部分电阻中无电上端部分电阻中无电流，不产生电压，所以流，不产生电压，所以e、f两端的电压仍为两端的电压仍为110 V答案答案B点评点评此题把变压器的变压与分压器的分压对比起来考此题把变压器的变压与分压器的分压对比起来考查，注重学科内的综合，旨在提高学生的综合解题能力查，注重学科内的综合，旨在提高学生的综合解题能力训练训练1一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻大值保持不变，副线圈接有可调电阻R设原线圈的电流为设原线

32、圈的电流为I1，输入功率为，输入功率为P1，副线圈的电流为，副线圈的电流为I2，输出功率为，输出功率为P2当当R增大时增大时2008年高考年高考天津理综卷天津理综卷()AI1减小，减小，P1增大增大BI1减小，减小，P1减小减小DI2增大，增大，P2减小减小DI2增大，增大，P2增大增大答案答案B2如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10 1，R120 ，R230 ，C为电容器已知通过为电容器已知通过R1的正的正弦交流电如图乙所示，则弦交流电如图乙所示，则2009年高考年高考四川理综卷四川理综卷()甲乙甲乙A交流电的频率为交流电的频率为0.02

33、HzB原线圈输入电压的最大值为原线圈输入电压的最大值为200 VC电阻电阻R2的电功率约为的电功率约为6.67 WD通过通过R3的电流始终为零的电流始终为零解析解析根据变压器原理可知，原、副线圈中电流的周根据变压器原理可知，原、副线圈中电流的周期、频率相同，周期为期、频率相同，周期为0.02 s、频率为、频率为50 Hz，选项，选项A错误；错误；由图乙可知，通过由图乙可知，通过R1的电流最大值的电流最大值Im1 A，根据欧姆定律可，根据欧姆定律可知其最大电压知其最大电压Um20 V，再根据原线圈的电压之比等于匝数，再根据原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之比可知原线圈输入

34、电压的最大值为200 V，选项，选项B错误；因错误；因为电容器有通交流、阻直流的作用，则有电流通过为电容器有通交流、阻直流的作用，则有电流通过R3和电容和电容器，选项器，选项D错误；根据正弦交流电的峰值和有效值关系并错误；根据正弦交流电的峰值和有效值关系并联电路特点可知，电阻联电路特点可知，电阻R2的电流有效值的电流有效值I ，电压有效，电压有效值值U V，电阻，电阻R2的电功率的电功率P2UI W,选项选项C正确正确答案答案Cm122IRRm2U2033如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为如图所示，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，原线圈两端的交变电压为u20

35、 sin 100t V氖泡在氖泡在两端电压达到两端电压达到100 V时开始发光，下列说法中正确的有时开始发光，下列说法中正确的有2009年高考年高考江苏物理卷江苏物理卷()A开关接通后，氖泡的发光频率为开关接通后，氖泡的发光频率为100 HzB开关接通后，电压表的示数为开关接通后，电压表的示数为100 VC开关断开后，电压表的示数变大开关断开后，电压表的示数变大D开关断开后，变压器的输出功率不变开关断开后，变压器的输出功率不变2解析解析本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻大值、有效值、瞬时值以及

36、变压器变压原理、功率等问题彻底理解由交变电压的瞬时值表达式知，原线圈两端电压的底理解由交变电压的瞬时值表达式知，原线圈两端电压的有效值有效值U1 V20 V，由，由 得副线圈两端的电压得副线圈两端的电压U2100 V，电压表的示数为交变电流的有效值，选项，电压表的示数为交变电流的有效值，选项B正正确；交变电压的频率确；交变电压的频率f 50 Hz，一个周期内电压两次，一个周期内电压两次大于大于100 V，即一个周期内氖泡能两次发光，所以其发光频率，即一个周期内氖泡能两次发光，所以其发光频率为为100 Hz，选项，选项A正确；开关断开前后，输入电压不变，变正确；开关断开前后，输入电压不变，变压器

37、的变压比不变，故输出电压不变，选项压器的变压比不变，故输出电压不变，选项C错误；断开错误；断开后，电路消耗的功率减小，输出功率决定输入功率，选项后，电路消耗的功率减小，输出功率决定输入功率，选项D错误错误答案答案AB20 221122nUnU 1002课时课时4 4电能的输送电能的输送一、输电线上的功率损失一、输电线上的功率损失任何输电线都有电阻，存在任何输电线都有电阻，存在功率损失功率损失设输电电流为设输电电流为I，输电线的电阻为，输电线的电阻为R，则输电线上的功率，则输电线上的功率损失损失PI2R设输送的电功率为设输送的电功率为P，输电电压为，输电电压为U，输电线的总长度为，输电线的总长度

38、为L ， 横 截 面 积 为， 横 截 面 积 为 S ， 电 阻 率 为， 电 阻 率 为 ， 则 输 电 电 流 为， 则 输 电 电 流 为I ，输电线电阻，输电线电阻R 输电线上的功率损失可表示为：输电线上的功率损失可表示为： 二、减少输电线上功率损失的办法二、减少输电线上功率损失的办法1减小输电线的电阻减小输电线的电阻R减小输电线长度减小输电线长度L：由于输电距离一定，所以在实际：由于输电距离一定，所以在实际中不可能用减小中不可能用减小L来减小来减小RPULS .)(2SlUPP减小电阻率减小电阻率：目前一般用电阻率较小的铜或铝作导：目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线材料线材料增大导

39、线的横截面积增大导线的横截面积S，这要多耗费金属材料，增加，这要多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大困难成本，同时给输电线的架设带来很大困难2减小输电电流减小输电电流I减小输送功率减小输送功率P：由于发电站的装机容量一定，因此：由于发电站的装机容量一定，因此发电站向外输送的电功率是一定的，即在实际中不能以用户发电站向外输送的电功率是一定的，即在实际中不能以用户少用或不用电来减少输电线上的功率损失少用或不用电来减少输电线上的功率损失提高输电电压提高输电电压U：在输送功率：在输送功率P一定，输电线电阻一定，输电线电阻R一一定的条件下，输电电压提高到原来的定的条件下，输电电压提高到原

40、来的n倍，输电线上的功率倍，输电线上的功率损失降为原来的损失降为原来的 倍倍采用高压输电是减小输电线上功率损失最有效、最经济采用高压输电是减小输电线上功率损失最有效、最经济的措施的措施21n三、输电线上的电压损失三、输电线上的电压损失1电压损失电压损失U：输电线路始端电压：输电线路始端电压U跟末端电压跟末端电压U的的差值，称为输电线路上的电压损失，差值，称为输电线路上的电压损失，UUU，如图，如图392所示所示图图3922造成电压损失的因素造成电压损失的因素输电线电阻造成电压损失输电线电阻造成电压损失输电线的感抗和容抗造成电压损失，以后在计算时只输电线的感抗和容抗造成电压损失，以后在计算时只考

41、虑输电线电阻所造成的电压损失考虑输电线电阻所造成的电压损失3减小输电线路上电压损失的方法减小输电线路上电压损失的方法减小输电线电阻减小输电线电阻R用增大输电导线的横截面积来减小电阻对低压照明电路用增大输电导线的横截面积来减小电阻对低压照明电路有效，对高压输电线路效果不佳有效，对高压输电线路效果不佳减小输电电流减小输电电流I在输送电功率不变的前提下，提高输电电压是有效的措在输送电功率不变的前提下，提高输电电压是有效的措施施高压输电既能减小功率损失，又能减小电压损失，但在高压输电既能减小功率损失，又能减小电压损失，但在实际输送电能时，还需综合考虑各种因素，依照不同的情实际输送电能时，还需综合考虑各

42、种因素，依照不同的情况，选择合适的输电电压况，选择合适的输电电压四、电能输送原理图四、电能输送原理图目前生产、生活中使用的基本上是交变电流，因此远距目前生产、生活中使用的基本上是交变电流，因此远距离输送的电流都为交变电流，所以可以利用升压变压器将输离输送的电流都为交变电流，所以可以利用升压变压器将输送电压升高，到达用户端后再利用降压变压器将电压降低，送电压升高，到达用户端后再利用降压变压器将电压降低，以符合用户用电的需要，输电原理图如图以符合用户用电的需要，输电原理图如图393所示所示图图393对于理想变压器有对于理想变压器有P1P2，P3P4P耗耗IR线线P2P3P1P4U线线I线线R线线U

43、2U333112244UnUn,UnUn五、电能输送中线路电能损失的计算五、电能输送中线路电能损失的计算六、易错、易混点透析六、易错、易混点透析1“提高电压，降低电流提高电压，降低电流”与欧姆定律矛盾吗？与欧姆定律矛盾吗？不矛盾欧姆定律是对纯电阻耗能元件成立的定律，而不矛盾欧姆定律是对纯电阻耗能元件成立的定律，而“提高电压，降低电流提高电压，降低电流”是从输送角度，由是从输送角度，由PIU，且在，且在P一一定的条件下得出的结论，两者没有联系定的条件下得出的结论，两者没有联系2高压输电，电压越高越好吗？高压输电，电压越高越好吗？并不是电压越高越好因为电压升高，导线会激发空气并不是电压越高越好因为

44、电压升高，导线会激发空气放电，另外高压输电对变压器也提出了更高的要求，因此输放电，另外高压输电对变压器也提出了更高的要求，因此输电电压也不是越高越好在实际输电过程中输电电压要根据电电压也不是越高越好在实际输电过程中输电电压要根据输送功率的大小、距离的远近、技术和经济各方面因素综合输送功率的大小、距离的远近、技术和经济各方面因素综合考虑考虑一、关于线路损耗的计算一、关于线路损耗的计算例例1一小型水电站输出的电功率为一小型水电站输出的电功率为20 kW，输电线的总，输电线的总电阻为电阻为5 如果发电机的输出电压为如果发电机的输出电压为400 V，且直接进行输，且直接进行输电，输电导线上损失的电功率

45、为多少？若改为电，输电导线上损失的电功率为多少？若改为2000 V的电压的电压输电，则输电导线上损失电功率又为多少？输电，则输电导线上损失电功率又为多少？解析解析PU1I1，I1 A50 AP线线I12R25005 W12500 WPU2I2，I2 A10 AP线线I22R21005 W500 W答案答案12500 W500 W点评点评 输电电压提高了输电电压提高了5倍倍,输电线上损失的电压降为原来输电线上损失的电压降为原来的的 ,电线上的损失功率降为原来的电线上的损失功率降为原来的 .高压输电可以保证输在高压输电可以保证输在送功率不变的情况下送功率不变的情况下,减小输电电流来减小输电的电能损

46、失减小输电电流来减小输电的电能损失.1PU2PU15125变式训练变式训练1一发电厂发电机的输出电压为一发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电，发电厂至学校的输电线的电阻为线的电阻为R，通过导线的电流为，通过导线的电流为I，学校的输入电压为，学校的输入电压为U2下列四个计算输电线的功率损耗的式子中，不正确的是下列四个计算输电线的功率损耗的式子中，不正确的是()ABCI2R DI(U1U2)解析解析选项选项A中的中的U1是输电电压，而不是输电线电阻上是输电电压，而不是输电线电阻上的电压，故选项的电压，故选项A错误；其余选项均正确错误；其余选项均正确答案答案A点评点评用用P 求输电导线电

47、阻上损失的功率时，一定求输电导线电阻上损失的功率时，一定要把要把U与电阻与电阻R相对应相对应21UR212()UUR 2UR二、远距离输电线路二、远距离输电线路例例2某发电站的输出功率为某发电站的输出功率为1.0104 kW，输出电压为，输出电压为 4 kV，通过理想变压器升压后向，通过理想变压器升压后向80 km远处的用户供电已远处的用户供电已知输电线的电阻率知输电线的电阻率2.4108 m，导线的横截面积为，导线的横截面积为1.5104 m2，输电线路损失的功率为输出功率的，输电线路损失的功率为输出功率的4%求：求：(1)升压变压器的输出电压升压变压器的输出电压(2)输电线路上的电压损失输

48、电线路上的电压损失2006年高考年高考广东物理卷广东物理卷解析解析(1)输电线路如图所示输电线路如图所示输电线的电阻为：输电线的电阻为：R 25.6 P损损P14%P损损IR( )2R解得：解得：U28104 V(2)输电线路上的电压损失为：输电线路上的电压损失为：U损损 3.2103 V答案答案(1)8104 V(2)3.2103 V点评点评这类题型重点要防止出现这类题型重点要防止出现P损损 的错误，因为的错误，因为U2只有一小部分加在线电阻只有一小部分加在线电阻R线线上，大部分加在降压变压器的上，大部分加在降压变压器的输入端输入端2lS12PUPR 损损22UR线线变式训练变式训练2如图如

49、图394所示，某小型水电站发电机的输出功率为所示，某小型水电站发电机的输出功率为10 kW，输出电压为，输出电压为400 V，向距离较远的用户供电时，为了减，向距离较远的用户供电时，为了减少电能损失，使用少电能损失，使用2 kV的高压输电，最后用户得到的高压输电，最后用户得到220 V、9.5 kW 的电力所用变压器可认为是理想变压器求：的电力所用变压器可认为是理想变压器求：(1)水电站升压变压器原、副线圈的匝数比水电站升压变压器原、副线圈的匝数比 (2)输电线路的导线电阻输电线路的导线电阻R(3)用户降压变压器原、副线圈的匝数比用户降压变压器原、副线圈的匝数比 图图39412nn34nn解析

50、解析升压变压器的原、副线圈的匝数之比等于发电机升压变压器的原、副线圈的匝数之比等于发电机的电压和升压变压器的输出电压之比已知输入功率为的电压和升压变压器的输出电压之比已知输入功率为10 kW而用户得到功率为而用户得到功率为9.5 kW，所以损失的功率为，所以损失的功率为0.5 kW，它应等于导线的电阻与输送电流的平方之积输入电流应等它应等于导线的电阻与输送电流的平方之积输入电流应等于输送功率与升压变压器的输出电压之比而降压变压器的于输送功率与升压变压器的输出电压之比而降压变压器的原、副线圈匝数之比应等于原、副线圈两端的电压之比，所原、副线圈匝数之比应等于原、副线圈两端的电压之比，所以有：以有：

51、(1)升压变压器原、副线圈的匝数比为：升压变压器原、副线圈的匝数比为： 1122400120005nUnU (2)导线电阻导线电阻R 与输送电流和输电线上损失的电功率有与输送电流和输电线上损失的电功率有关，有关，有P损损I2R；而输送电流又决定于输电电压及输送功；而输送电流又决定于输电电压及输送功率，有：率，有：I所以所以R 20 (3)设降压变压器原线圈上的电压为设降压变压器原线圈上的电压为U3，有：，有： U3U2IR2000 V520 V1900 V所以降压变压器原、副线圈的匝数比为：所以降压变压器原、副线圈的匝数比为： 答案答案(1)1 5(2)20 (3)95 112PU222210

52、000950010000()()2000PPPIU 损损损损334419009522011nU.nU 训练训练1一台发电机最大输出功率为一台发电机最大输出功率为4000 kW，电压为，电压为4000 V，经变压器，经变压器T1升压后向远方输电，输电线路总电阻升压后向远方输电，输电线路总电阻R1 k到目的地经变压器到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡降压，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若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的率的10%，变压器，变压器T1和和T2的损耗可忽略，发电机处于满负荷的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作

53、状态，则工作状态，则2009年高考年高考海南物理卷海南物理卷()AT1原、副线圈电流分别为原、副线圈电流分别为103 A和和20 ABT2原、副线圈电压分别为原、副线圈电压分别为1.8105 V和和220 VCT1和和T2的变压比分别为的变压比分别为1 50和和40 1D有有6104盏灯泡盏灯泡(220 V、60 W)正常发光正常发光答案答案ABD2图示为远距离高压输电的示意图关于远距离输图示为远距离高压输电的示意图关于远距离输电，下列表述正确的是电，下列表述正确的是2009年高考年高考广东物理卷广东物理卷()A. 增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电增加输电导线的横截面积有利于减少

54、输电过程中的电能损失能损失B. 高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C. 在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小的电能损失越小D. 高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好越好解析解析依据输电原理，电路中的功率损耗依据输电原理，电路中的功率损耗PI2R线线，而而R线线 , 增大输电线的横截面积，减小输电线的电阻，增大输电线的横截面积，减小输电线的电阻，则能够减小输电线上的功率损耗，选项则能够减小输电线上的功率损耗，选

55、项A正确；由正确；由PUI来来看，在输送功率一定的情况下，输送电压看，在输送功率一定的情况下，输送电压U越大，则输电电越大，则输电电流越小，则功率损耗越大，选项流越小，则功率损耗越大，选项B正确；若输电电压一定，正确；若输电电压一定，输送功率越大，则电流输送功率越大，则电流I越大，电路中损耗的电功率越大，选越大，电路中损耗的电功率越大，选项项C错误；输电电压并不是越高越好，因为电压越高，对于错误；输电电压并不是越高越好，因为电压越高，对于安全和技术的要求越高，选项安全和技术的要求越高，选项D正确正确答案答案ABDLS本章练习本章练习如图如图402甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，甲所示，一

56、固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场已知线圈的匝数平面垂直的均匀分布的磁场已知线圈的匝数n100匝，电匝，电阻阻r1.0 ，所围成的矩形的面积，所围成的矩形的面积S0.040 m2；小灯泡的电；小灯泡的电阻阻R9.0 磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图402乙所示线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为乙所示线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为enBmS cos t，其中，其中Bm为磁感应强度的最大值，为磁感应强度的最大值，T为为磁场变化的周期不计灯丝电阻随温度的变化，求：磁场变化的周期不计灯丝电阻随温度的变化，求：(1)线圈中产生感应电动势的最大值线圈中产生感应电动势的最大值(2)小灯泡消耗的电功率小灯泡消耗的电功率2T2T(3)在磁感应强度变化的在磁感应强度变化的0 时间内，通过小灯泡的电时间内，通过小灯泡的电荷量荷量甲甲乙乙图图4024T解析解析(1)由题中电动势由题中电动势e的表达式知感应电动势的最大的表达式知感应电动势的最大答案答案(1)8 V(2)2.88 W(3)4.0103