高考物理一輪復(fù)習(xí)課件交變電流多匝副線圈

高中物理解題模型高中物理

一輪復(fù)習(xí)交變電流（6/9）高中物理

一輪復(fù)習(xí)交變電流（6/9）1產(chǎn)生和描述2圖像問題3“四值”問題4LC振蕩電路5變壓器基礎(chǔ)6多匝副線圈7原線圈含電阻8變壓器動(dòng)態(tài)分析9遠(yuǎn)距離輸電相關(guān)知識(shí)：交變電流

—多匝副線圈1.理想變壓器多匝副線圈基本公式：I2n2U2

I1n1U1I3n3U3

電壓關(guān)系：功率關(guān)系：電流關(guān)系：推導(dǎo)：推導(dǎo)：相關(guān)知識(shí)：交變電流

—多匝副線圈2.理想變壓器多匝副線圈等效電阻：等效電阻關(guān)系：I2n2U2

I1n1U1I3n3U3

U1

R1I1

R2

R3

推導(dǎo)：相關(guān)知識(shí)：交變電流

—多匝副線圈3.“日”字形理想變壓器（鐵芯各處材料及橫截面積均相同）：電壓關(guān)系：推導(dǎo)：功率關(guān)系：電流關(guān)系：推導(dǎo)：U2

R2n2n1U3

R3n3U1

相關(guān)知識(shí)：交變電流

—多匝副線圈4.“日”字形理想變壓器等效電阻（鐵芯各處材料及橫截面積均相同）：等效電阻關(guān)系：推導(dǎo)：U2

R2n2n1U3

R3n3U1

U1

R1I1

【例題1】功放內(nèi)部的變壓器一般為環(huán)狀，簡稱環(huán)牛，如圖所示。某同學(xué)利用環(huán)牛探究變壓器原、副線圈兩端的電壓與匝數(shù)之間的關(guān)系（環(huán)牛效率極高，可看成理想變壓器）。（1）測量環(huán)牛的初級(jí)（原）、次級(jí)（副）線圈匝數(shù)n1、n2的方法是：先在閉合鐵芯上緊密纏繞n=70匝漆包細(xì)銅線，并將理想交流電壓表1接在細(xì)銅線兩端；然后在初級(jí)線圈（左側(cè)）上輸入有效值為24.0V的低壓交流電，再將理想交流電壓表2連接在次級(jí)線圈（右側(cè)）上，若理想交流電壓表1的示數(shù)為3.0V，理想交流電壓表2的示數(shù)為12.0V，則次級(jí)線圈的匝數(shù)n2=______；（2）若在初級(jí)線圈（左側(cè)）上接入電壓瞬時(shí)值u=311sin100πt(V)的電壓，則連接在次級(jí)線圈（右側(cè)）上理想交流電壓表2的示數(shù)為______V（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；（3）由于變壓器工作時(shí)有能量損失，實(shí)驗(yàn)中測得的原、副線圈的電壓比______（選填“大于”、“等于”或“小于”）原、副線圈的匝數(shù)比?？偨Y(jié)：1.理想變壓器：電壓之比等于匝數(shù)之比；2.現(xiàn)實(shí)變壓器：能量損失，受電線圈電壓值小于理論值；交變電流

—多匝副線圈280110大于【例題2】（1）如圖所示，理想變壓器有兩個(gè)副線圈，L1、L2是兩盞規(guī)格均為“22V，11W”的燈泡，當(dāng)變壓器的輸入電壓U1=220V時(shí)，三感燈泡恰好都能正常發(fā)光，電流表A的示數(shù)為0.4A。已知原線圈的匝數(shù)n1=1000，副線圈的匝數(shù)n3=300。求：①副線圈的匝數(shù)n2；②燈泡L3的額定功率。（2）圖甲、圖乙所示理想變壓器原線圈的輸入電壓有效值均為U，匝數(shù)均為150，副線圈上所連的兩個(gè)電阻的阻值均為R。圖甲中兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分別為40、60，圖乙中副線圈的匝數(shù)為100。下列說法正確的是（）A．通過圖甲、乙中原線圈的電流之比為26∶25 B．圖甲、乙中變壓器的輸入功率之差為U2/(75R)C．圖乙中每個(gè)電阻的功率為U2/(3R)D．圖甲中上、下兩個(gè)電阻的功率之比為2∶3交變電流

—多匝副線圈①②A總結(jié)：1.一對(duì)多理想變壓器：；；2.等效電阻：；【例題3】如圖，一匝數(shù)為100匝的固定矩形線圈abcd，其面積為0.01m2，線圈所在空間內(nèi)存在與線圈平面垂直且均勻分布的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律為（T）。線圈兩端接一原副線圈匝數(shù)n1:n2:n3=3:1:2的理想變壓器。斷開開關(guān)S2、閉合開關(guān)S1時(shí)，電流表示數(shù)為1A；斷開開關(guān)S1、閉合開關(guān)S2時(shí)，電流表示數(shù)也為1A。已知R1=1Ω，導(dǎo)線電阻不計(jì)。則（）A．線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（V）B．矩形線圈abcd的電阻r=1ΩC．電阻R2=2ΩD．S1、S2均閉合時(shí)，電流表示數(shù)為20/11A總結(jié)：1.熟練掌握電壓、電流及功率關(guān)系；2.等效電阻法的優(yōu)勢(shì)在于把多個(gè)回路整理為一條回路進(jìn)行求解；交變電流

—多匝副線圈BD方法一：方法二：【例題4】（1）在繞制變壓器時(shí)，某人誤將兩個(gè)線圈繞在如圖所示變壓器鐵態(tài)的左右兩個(gè)臂上。為簡化問題研究，假設(shè)當(dāng)一個(gè)線圈通以交變電流時(shí)，該線圈產(chǎn)生的磁通量都只有一半通過另一個(gè)線圈，另一半通過中間臂。已知線圈1、2的匝數(shù)之比n1:n2=2:1，若線圈電阻可不計(jì)，則當(dāng)其中一個(gè)線圈輸入交流220V電壓時(shí)（）A．若線圈1為輸入端，則空載的線圈2輸出電壓為0B．若線圈1為輸入端，則接有負(fù)載的線圈2輸出電壓為110VC．若線圈2為輸入端，則空載的線圈1輸出電壓為110V

D．若線圈2為輸入端，則接有負(fù)載的線圈1輸出電壓為220V（2）如圖為“日”字形變壓器示意圖，中間和兩臂上分別繞有匝數(shù)為n0、n1、n2的線圈，線圈匝數(shù)比n0:n1:n2=10:4:5，兩臂電路中接有相同的電阻。將中間線圈接入電壓的交變電流，下列說法正確的是（）A．每匝線圈中磁通量的變化率都相同B．電壓表V1的示數(shù)為14.4VC．電壓表V1和V2示數(shù)比為4:5

D．電流表A1和A2示數(shù)比為5:4交變電流

—多匝副線圈DC總結(jié)：1.“日”字形變壓器穿過線圈磁通量不相等導(dǎo)致電壓之比不等于匝數(shù)之比；2.等效電阻：；例題1例題2例題3例題4交變電流

—多匝副線圈【例題1】功放內(nèi)部的變壓器一般為環(huán)狀，簡稱環(huán)牛，如圖所示。某同學(xué)利用環(huán)牛探究變壓器原、副線圈兩端的電壓與匝數(shù)之間的關(guān)系（環(huán)牛效率極高，可看成理想變壓器）。（1）測量環(huán)牛的初級(jí)（原）、次級(jí)（副）線圈匝數(shù)n1、n2的方法是：先在閉合鐵芯上緊密纏繞n=70匝漆包細(xì)銅線，并將理想交流電壓表1接在細(xì)銅線兩端；然后在初級(jí)線圈（左側(cè)）上輸入有效值為24.0V的低壓交流電，再將理想交流電壓表2連接在次級(jí)線圈（右側(cè)）上，若理想交流電壓表1的示數(shù)為3.0V，理想交流電壓表2的示數(shù)為12.0V，則次級(jí)線圈的匝數(shù)n2=______；（2）若在初級(jí)線圈（左側(cè)）上接入電壓瞬時(shí)值u=311sin100πt(V)的電壓，則連接在次級(jí)線圈（右側(cè)）上理想交流電壓表2的示數(shù)為______V（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；（3）由于變壓器工作時(shí)有能量損失，實(shí)驗(yàn)中測得的原、副線圈的電壓比______（選填“大于”、“等于”或“小于”）原、副線圈的匝數(shù)比。280110大于例題1例題2例題3例題4交變電流

—多匝副線圈【例題2】（1）如圖所示，理想變壓器有兩個(gè)副線圈，L1、L2是兩盞規(guī)格均為“22V，11W”的燈泡，當(dāng)變壓器的輸入電壓U1=220V時(shí)，三感燈泡恰好都能正常發(fā)光，電流表A的示數(shù)為0.4A。已知原線圈的匝數(shù)n1=1000，副線圈的匝數(shù)n3=300。求：①副線圈的匝數(shù)n2；②燈泡L3的額定功率。（2）圖甲、圖乙所示理想變壓器原線圈的輸入電壓有效值均為U，匝數(shù)均為150，副線圈上所連的兩個(gè)電阻的阻值均為R。圖甲中兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分別為40、60，圖乙中副線圈的匝數(shù)為100。下列說法正確的是（）A．通過圖甲、乙中原線圈的電流之比為26∶25 B．圖甲、乙中變壓器的輸入功率之差為U2/(75R)C．圖乙中每個(gè)電阻的功率為U2/(3R)D．圖甲中上、下兩個(gè)電阻的功率之比為2∶3①②A例題1例題2例題3例題4交變電流

—多匝副線圈【例題3】如圖，一匝數(shù)為100匝的固定矩形線圈abcd，其面積為0.01m2，線圈所在空間內(nèi)存在與線圈平面垂直且均勻分布的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律為（T）。線圈兩端接一原副線圈匝數(shù)n1:n2:n3=3:1:2的理想變壓器。斷開開關(guān)S2、閉合開關(guān)S1時(shí)，電流表示數(shù)為1A；斷開開關(guān)S1、閉合開關(guān)S2時(shí)，電流表示數(shù)也為1A。已知R1=1Ω，導(dǎo)線電阻不計(jì)。則（）A．線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（V）B．矩形線圈abcd的電阻r=1ΩC．電阻R2=2ΩD．S1、S2均閉合時(shí)，電流表示數(shù)為20/11ABD方法一：方法二：例題1例題2例題3例題4交變電流

—多匝副線圈【例題4】（1）在繞制變壓器時(shí)，某人誤將兩個(gè)線圈繞在如圖所示變壓器鐵態(tài)的左右兩個(gè)臂上。為簡化問題研究，假設(shè)當(dāng)一個(gè)線圈通以交變電流時(shí)，該線圈產(chǎn)生的磁通量都只有一半通過另一個(gè)線圈，另一半通過中間臂。已知線圈1、2的匝數(shù)之比n1:n2=2:1，若線圈電阻可不計(jì)，則當(dāng)其中一個(gè)線圈輸入交流220V電壓時(shí)（）A．若線圈1為輸入端，則空載的線圈2輸出電壓為0B．若線圈1為輸入端，則接有負(fù)載的線圈2輸出電壓為110VC．若線圈2為輸入端，則空載的線圈1輸出電壓為110V

D．若線圈2為輸入端，則接有負(fù)載的線圈1輸出電壓為220V（2）如圖為“日”字形變壓器示意圖，中間和兩臂上分別繞有匝數(shù)為n0、n1、n2的線圈，線圈匝數(shù)比n0:n1:n2=10:4:5，兩臂電路中接有相同的電阻。將中間線圈接入電壓的交變電流，下列說法正確的是（）A．每匝線圈中磁通量的變化率都相同B．電壓表V1的示數(shù)為14.4VC．電壓表V1和V2示數(shù)比為4:5

D．電流表A1和A2示數(shù)比為5:4DC本節(jié)重點(diǎn)：交變電流

—多匝副線圈1.理想變壓器多匝副線圈基本公式：I2n2U2

I1n1U1I3n3U3

電壓關(guān)系：電流關(guān)系：等效電阻關(guān)系：2.“日”字形理想變壓器（鐵芯各處材料及橫截面積均相同）：U2

R2n2n1U3

R3n3U1

電壓關(guān)系：電流關(guān)系：等效電阻關(guān)系：交變電流（6/9）講解人：王老師謝謝觀看交變電流

—多匝副線圈【例題2】（1）利用風(fēng)力發(fā)電會(huì)出現(xiàn)發(fā)電高峰與用電高峰錯(cuò)時(shí)的現(xiàn)象，需要設(shè)計(jì)節(jié)能儲(chǔ)能輸電網(wǎng)絡(luò)。如圖，若風(fēng)力發(fā)電輸出功率恒為500kW，輸電線總電阻R=100Ω，其余電阻不計(jì)，用戶兩端電壓恒為U=48kV。白天用戶的用電功率為480kW，夜晚用戶的用電功率為96kW，所有變壓器均為理想變壓器。正確的是（）A．白天輸送給儲(chǔ)能站的功率為10kW B．夜晚輸送給儲(chǔ)能站的功率為40kWC．白天輸電線上損失的功率為10kW D．白天輸電線上損失的功率為0.4kW總結(jié)：1.電壓互感器：原線圈匝數(shù)多，原線圈接在火零線間；2.電流互感器：副線圈匝數(shù)多，原線圈串接在火線或零線上；；交變電流

—多匝副線圈（2）某同學(xué)模擬遠(yuǎn)距離供電原理設(shè)計(jì)了如圖所示電路，a、b間接入一電壓為u=31.1sin50πt(V)的正弦交流電源。圖中線圈的匝數(shù)關(guān)系n1:n2=5:27，n3:n4=5:1，n1:n5=10:1定值電阻R1、R2、R3、R4阻值均為11Ω，開始開關(guān)S閉合。所有變壓器均為理想變壓器。正確的是（）A．電流表的讀數(shù)為1A

B．電壓