2019-2020学年粤教版高中物理选修3-2（课件+教师用书+课时分层作业）：第2章 习题课4　变压器的应用及远距离输电问题 (2份打包)

习题课4　变压器的应用及远距离输电问题 [学习目标]　1.进一步理解变压器的原理及规律.2.熟练应用变压器原、副线圈的决定因素解决动态分析问题.3.熟悉远距离输电中的各物理量关系和损耗问题，熟练解决远距离高压输电中的实际问题． , 理想变压器的规律分析 【例1】　如图所示，为了浴室用电安全，某同学用理想变压器给浴室降压供电，理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1，原线圈输入交变电压u＝311sin 100πt(V)，已知照明灯额定功率为44 W，排气扇电动机内阻为1 Ω，电流表示数为2 A，各用电器均正常工作，电表均为理想表．则(　　) A．电压表示数为62 V B．变压器的输入功率为186 W C．排气扇输出功率为43 W D．保险丝熔断电流不得低于2 A C　[变压器输入交变电压u＝311sin 100πt(V)，有效值U＝220 V，变压器原、副线圈匝数比为5∶1，所以副线圈电压U2＝44 V，故A错误；电流表示数为2 A，所以输出功率P＝44×2 W＝88 W，所以变压器的输入功率为88 W，故B错误；照明灯的电流IL＝ A＝0.4 A，故保险丝熔断电流不得低于0.4 A，故D错误．]I＝ A＝1 A；则排气扇的电流为I2＝2 A－1 A＝1 A, 则排气扇输出功率为P＝U2I2－I2r＝44×1－12×1 W＝43 W，故C正确；变压器的初级电流为I1＝＝ (1)功率关系：P入＝P出． (2)电压关系：＝….＝＝ (3)电流关系：若只有一个副线圈.＝ 若有多组副线圈n1I1＝n2I2＋n3I3＋…. (4)变压器不改变频率． 1．如图所示，变压器的输入电压U1一定，原线圈匝数为n1，两个副线圈的匝数分别是n2和n3.当把电热器接a、b，让c、d空载时，电流表读数是I1；当把同一电热器接c、d，而a、b空载时，电流表读数是I′1，则I1∶I′1等于(　　) A．n2∶n3　　　　 B．n3∶n2 C．n∶n D．n∶n C　[由电压比知.]∶n＝n∶U，所以I1∶I′1＝U；当把同一电热器接c、d而a、b空载时，有I′1U1＝，由P2＝P1知，当电热器接a、b，让c、d空载时，有I1U1＝＝＝ 理想变压器的动态分析 【例2】　(多选)如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合开关S，下列说法正确的是(　　) A．P向下滑动时，灯L变亮 B．P向下滑动时，变压器的输出电压不变 C．P向上滑动时，变压器的输入电流变小 D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大 思路点拨：①P的滑动不影响U2. ②P向上滑，负载电阻减小，反之增加． BD　[由于理想变压器输入电压U1不变，原、副线圈匝数不变，所以输出电压U2也不变，灯L亮度不随P的滑动而改变，故选项A错误，选项B正确．P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，负载总电阻R总减小，由I2＝知输入电流I1也增大，故选项C错误，D正确．]＝知，通过副线圈的电流I2增大，输出功率P2＝U2I2增大，再由 负载发生变化时，电流和电压如何变化的判断，先要由判断U2是否变化，再根据U2及负载电阻的变化，由欧姆定律确定副线圈中的电流I2的变化，最后再由P入＝P出判断原线圈中电流的变化．＝ 2．如图甲所示的电路中，一理想变压器原线圈两端接电源，电压按如图乙所示的规律变化，已知原、副线圈匝数比为n1∶n2＝11∶1，变压器副线圈所接的电路中R1为定值电阻，R3为光敏电阻(电阻随光照强度的增加而减小)，则下列说法中正确的是(　　) 甲　　　　　　　　乙 A．当R2受光照时，电流表的示数变小 B．当R2受光照时，电压表V2的示数变大 C．当R2受光照时，电压表V1的示数不变 D．电压表V1示数为20 V C　[当R2受光照时电阻减小，副线圈的电流变大，所以原线圈的电流也要增大，电流表A的示数变大，故A错误；R1的电压要增大，由于副线圈的总电压不变，所以R2的电压就要减小，电压表V2的示数变小，则B错误，C正确；由题图乙可知，输入电压的有效值为220 V，变压器线圈的电压与匝数成正比，由此可得副线圈的电压为20 V，电压表V1测的是副线圈的电压，故D错误．] , 远距离输电的损耗问题 【例3】　某发电厂引进秸秆焚烧发电机设备，该发电机输出功率为40 kW，输出电压为400 V，用变压比(原、副线圈匝数比)为n1∶n2＝1∶5的变压器升压后向某小区供电，输电线的总电阻为r＝5 Ω，电能到达该小区后再用变压器降为220 V. (1)画出输电过程的电路示意图； (2)求输电线上损失的电功率； (3)求降压变压器的变压比n3∶n4. 思路点拨：①由P＝U2I2及P损＝Ir计算电功率损失． ②由U3＝U2－I2r及n3∶n4＝U3∶U4计算n3∶n4. [解析]　(1)输