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高三物理教案:交变电流

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2013-04-03

例2如图13-3-2所示,理想变压器的原副线圈匝数比

为4:1,原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负

载电阻B的阻值相等,a、b端加一交流电压后,两电

阻消耗的功率之比PA:PB=_______,两电阻两端的电压

之比UA:UB=_______

例3、如图13-3-3在绕制变压器时,某人误将两个线圈绕在图示变压器的左右两个臂上,当通以交流电时,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的匝数比为2:1,在不接负载的情况下 ( )

A、 当线圈1输入电压220V时,线圈2输出电压为110V

B、 当线圈1输入电压220V时,线圈2输出电压为55V

C、 当线圈2输入电压110V时,线圈2输出电压为220V

D、 当线圈2输入电压110V时,线圈2输出电压为110V

例4、交流发电机向理想变压器提供u=220 sinl00 t mV的交变电压,升压变压器原、副线圈匝数之比为1:10,远距离输电导线总电阻尺为10 ,输送电功率为10kW, 求输电导线上损失的功率

例5 某发电厂通过两条输电线向远处的用电设备供电,当发电厂输出的功率为P0时,额定电压为U的用电设备消耗的功率为P1,若发电厂用一台升压变压器T1先把电压升高,仍通过原来的输电线供电,到达用电设备所在地,再通过一台降压变压器T2把电压降到用电设备的额定电压,供用电设备使用,如图所示,这样改动后,当发电厂输出的功率仍为P0,用电设备可获得的功率增加至P2。试求所用升压变压器的原线圈与副线圈的匝数比n1/n2以及降压变压器的原线圈与副线圈的匝数比n3/n4各为多少?

【变式迁移】

1、用理想变压器给负载供电时,在输入电压不变的情况下: ( )

A.减少副线圈的匝数,其余保持不变,可增加变压器的输入功率

B.增加副线圈的匝数,其余保持不变,可增加变压器的输人功率

c.减少负载的电阻值,其余保持不变,可增加变压器的输入功率

D.增大负载的电阻值,其余保持不变,可增加变压器的输人功率

2、如图13-3-4为一理想变压器的原线圈匝数n1=1000,副线圈匝数n2=200,交流电源的电动势 伏,电阻R=88欧。电流表和电压表对电路的影响可忽略不计。则各表的示数为多少?

参考答案

【好题精析】

例1解析 此时,线框和磁感线的夹角在变大,与中性面的夹角在变小,线框面在中性面上的投影面积在变大,磁通量也在变大;当磁通量在变大时,感应电动势一定在变小。选D

点评 磁通量的变化率与电动势大小相对应

例2解析 根据理想变压器的变流比

,得:IA:IB=1:4,

两电阻消耗的功率之比PA:PB= ,

两电阻两端的电压之比UA:UB=1:4

点评 注意区分原线圈上电阻的电压与原线圈的端电压

例3、解析 理想变压器原副线圈中磁通量变化率相等,而误绕以后,两线圈中单匝线圈磁通量变化率不再相同。结合线圈匝数进行考虑,即可求解,选B、D

点评 原副线圈的磁通量变化率不同

例4、解:由u=220 sin100 V 得理想变压器输入电压为U1=220V (2分)

例5 解析 从消耗的电功率上找出两种情况下线路上的电流,从而确定升压变压器的匝数比,再求用电设备增加了功率后的电流,就可以解出降压变压器的匝数比。

设输电线的电阻为R,当发电厂变压器直接向用电设备供电时,输电线中的电流为I1,则有P1=I1U,P0-P1= R,解得I1=P1/U, ,设降压变压器的输入电流 ,输出电流为I2,则有P2=I2U,P0-P2= 2R,有此可得I2=P2/U,

故降压变压器原线圈匝数与副线圈匝数之比 ,

升压变压器原线圈匝数与副线圈匝数之比

【变式迁移】

1、BC 2、V1的示数220V,V2的示数44V,A2的示数为0.5A,A1的示数为0.1A

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