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文档简介
交变电流传感器第十一章第2讲变压器电能的输送栏目导航01知识梳理查漏03配套训练02题点
各个击破知识梳理查漏11.构造如图所示,变压器由__________、__________和闭合铁芯组成.理想变压器知识一原线圈副线圈2.原理电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场,由于电流的________、________在不断变化,铁芯中的磁场也在不断变化.变化的磁场在副线圈中产生__________,所以尽管两个线圈之间没有导线相连,副线圈也能够输出电流.____________是变压器工作的基础.大小方向感应电动势互感现象P入=P出
U2I2+…+UnIn
I2n2+I3n3+…
4.几种常见的变压器(1)自耦变压器:原、副线圈________________,如图甲、乙所示.共用一个线圈(2)电压互感器:属于降压变压器,________在电路中,用于测高电压,如图丙所示.(3)电流互感器:属于升压变压器,________在电路中,用于测大电流,如图丁所示.并联串联【答案】B1.输电过程(如图所示)2.输电导线上的能量损失:主要是由输电线的电阻发热产生的,表达式为Q=________.远距离输电知识二I2Rt
IR
I2R
【答案】B题点各个击破2命题点一理想变压器基本关系的应用[自修掌握类]基本关系功率关系P入=P出总电压关系原、副线圈的电压比等于匝数比,与负载情况、副线圈个数的多少无关电流关系只有一个副线圈时,电流和匝数成反比;有多个副线圈时,由输入功率和总输出功率相等确定电流关系频率关系原、副线圈中电流的频率相等制约关系电压副线圈电压U2由原线圈电压U1和原副线圈匝数比决定功率原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定电流原线圈电流I1由副线圈电流I2和原副线圈匝数比决定小惑易解关于理想变压器的四点说明(1)变压器不能改变直流电压.(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流,不能改变交变电流的频率.(3)理想变压器本身不消耗能量.(4)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值.例1
(2021年广东卷)某同学设计了一个充电装置,如图所示.假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电,周期为0.2s,电压最大值为0.05V,理想变压器原线圈接螺线管,副线圈接充电电路,原、副线圈匝数比为1∶60.下列说法正确的是 (
)A.交流电的频率为10HzB.副线圈两端电压最大值为3VC.变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关D.充电电路的输入功率大于变压器的输入功率【答案】B1.如图,理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1,原线圈一侧接一输出电压恒为U1的正弦交流电源,电阻R1、R2、R3、R4的阻值相等.下列说法正确的是
(
)A.S断开时,图中电压U1∶U2=2∶1B.S断开时,R1消耗的电功率等于R2的2倍C.S闭合后,R1、R3、R4消耗的电功率相同D.S闭合后,R1两端电压比S闭合前的更小【答案】C【答案】A3.(2020年北京卷)如图所示,
理想变压器原线圈接在u=Umsin(ωt+φ)的交流电源上,
副线圈接三个阻值相同的电阻R,不计电表内电阻影响.闭合开关S后
(
)A.电流表A2的示数减小B.电压表V1的示数减小C.电压表V2的示数不变D.电流表A1的示数不变【答案】A【解析】开关S闭合时,副线圈总的电阻减小,由于变压器的匝数比和输入的电压都不变,所以输出的电压也不变,即V1示数不变,但因副线圈的总电阻减小,副线圈的总电流增大,所以原线圈的电流增大,故A1的示数变大,由于副线圈的电流增大,故串联在副线圈的电阻R两端的电压也增大,而副线圈的总电压不变,所以副线圈并联部分的电压减小,即V2的示数减小,电流表A2的示数减小.A正确,B、C、D错误.1.匝数比不变的情况(如图所示)命题点二理想变压器的动态分析[师生共研类]3.变压器动态分析的思路流程例2
(2021年湖南卷)如图,理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2,输入端C、D接入电压有效值恒定的交变电源,灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻R0
的阻值相同.在滑动变阻器R的滑片P从a
端滑动到b
端的过程中,两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内.下列说法正确的是
(
)A.L1先变暗后变亮,L2一直变亮B.L1先变亮后变暗,L2一直变亮C.L1先变暗后变亮,L2先变亮后变暗D.L1先变亮后变暗,L2先变亮后变暗【答案】A1.(多选)(2021年河北卷)如图,发电机的矩形线圈长为2L、宽为L,匝数为N,放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中.理想变压器的原、副线圈匝数分别为n0、n1
和n2,两个副线圈分别接有电阻R1
和R2.当发电机线圈以角速度ω
匀速转动时,理想电流表读数为I.不计线圈电阻.下列说法正确的是
(
)【答案】BC2.如图所示,理想变压器有两组副线圈,其中n2=36匝与标有“9V,9W”的灯相连,n3与“6V,12W”的电灯相连,且均能正常发光.交流输入电压U1=220V.则n1与n3的匝数分别为 (
)A.880
24
B.660
27
C.880
27
D.660
24【答案】A3.(2020年山东卷)如图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=22∶3,输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示.灯泡L的电阻恒为15Ω,额定电压为24V.定值电阻R1=10Ω、R2=5Ω,
滑动变阻器R的最大阻值为10Ω.为使灯泡正常工作,滑动变阻器接入电路的电阻应调节为
(
)
A.1Ω
B.5Ω
C.6Ω
D.8Ω【答案】A思维导悟1.变压器动态问题的“制约”关系(1)电压制约:副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定.(2)电流制约:原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定.(3)功率制约:原线圈的输入功率P入由副线圈的输出功率P出决定.(4)元件制约(由元件的特性制约负载电路):负载回路中若存在二极管,则负载回路中通过的将不再是交流电,而是脉冲电流.2.变压器动态问题分析思路1.远距离输电问题的“三二一”(1)理清三个回路(如图所示).在回路2中,U2=ΔU+U3,I2=I线=I3.命题点三远距离输电[师生共研类]2.三种电压和三种电功率的区别例3
(多选)(2021年广安名校期末)如图所示,在远距离输电过程中,若保持原线圈的输入功率不变,下列说法正确的是 (
)A.升高U1会减小输电电流I2B.升高U1会增大线路的功率损耗C.升高U1会增大线路的电压损耗D.升高U1会提高电能的利用率【答案】AD1.(多选)(2020年全国卷Ⅱ)特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低.我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术.假设从A处采用550kV的超高压向B处输电,输电线上损耗的电功率为ΔP,到达B处时电压下降了ΔU.在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下,改用1100kV特高压输电,输电线上损耗的电功率变为ΔP′,到达B处时电压下降了ΔU′.不考虑其他因素的影响,则 (
)2.(多选)(2021年山东卷)输电能耗演示电路如图所示.左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3,输入电压为7.5V的正弦交流电.连接两理想变压器的导线总电阻为r,负载R的阻值为10Ω.开关S接1时,右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1,R上的功率为10W;接2时,匝数比为1∶2,R上的功率为P.以下判断正确的是 (
)A.r=10Ω
B.r=5ΩC.P=45W
D.P=22.5W【答案】BD3.如图为远距离输电过程的示意图.已知某个小型发电机的输出功率
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