2012届高考物理第一轮导学案复习-交流电

2012届高考物理第一轮导学案复习:交流电
2012届高三物理一轮复习导学案
十一、交流电（2）
【课题】变压器和远距离输电
【目标】
1、了解变压器的工作原理，掌握其变压规律及功率关系；
2、理解高压输电的原理；
3、了解传感器的原理及应用。

【导入】
一、变压器
1．理想变压器各线圈两端电压与匝数成正比
这不仅适用于副线圈只有一个的情况，而且适用于多个副线圈的情况．这是因为理想变压器的磁通量是全部集中在铁芯内的，因此穿过每组线圈的磁通量变化率相同，每组线圈中产生的电动势和匝数成正比．在线圈内阻不计的情况下，线圈两端电压即等于电动势，即：2．理想变压器输入功率等于输出功率
3．高压输电
为减小输电线路上的电能损失，常采用高压输电这是因为输送功率一定时，线路电流I=P/U，输出电线上损失功率P’
二、传感器
传感器是将它所感受到的物理量（如力、热、光、声等）转换成便于
测量（一般是电学量）的一类元件．例如：热电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号；光电传感器是利用光敏电阻将光信号转换成电信号．转换后的信号经过相应的仪器进行处理，就可以达到自动控制等各种目的．
理解要点
1、变压器原理以法拉第电磁感应定律为核心；由于纯电阻电路中，交流电路和直流电路遵循相同的规律，所以恒定电流的知识在交流电路中仍适用，
2、一般来说，本章计算中所涉及的电流、电压都是有效值．
3、理想变压器原副线圈中有关物理量的因果关系
（1）对于n1/n2确定的变压器，其输出电压U2是由输入电压U1决定的；U2=U1n2/n1
（2）对于n1/n2确定的变压器，输入电流I1是由副线圈中输出电流I2决定的：I1=I2n2/n1，I2由负载的多少而定）
4．变压器变压比中U1、U2都是指原、副线圈两端的电压，不要误以为是电源电压和用电器得到的电压（因为有时是，有时不是）．
【导研】
例1]如图（a）所示所示是理想变压器的示意图，在变压器的线圈L中通入逐渐增大的电流，变压器的铁芯中磁通量随时间的变化如图所示．线圈1是550匝，线圈2是1100匝，线圈2两端的电压是__________V。

例2]（09•江苏物理•6）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氖泡在两端电压达到100V时开始发光，下列说法中正确的有（）
A．开关接通后，氖泡的发光频率为100Hz
B．开关接通后，电压表的示数为100V
C．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
例3](09•南京模拟)如图所示，L1、L2是高压输电线，图中两电表示数分别是220V和10A，已知甲图中原、副线圈匝数比为100：1，乙图中原副线圈匝数比为1：10，则（）
A．甲图中的电表是电压表，输电电压为22000V
B．甲图是电流互感器．输电电流是100A
C．乙图中的电表是电压表，输电电压为22000V
D．乙图是电流互感器，输电电流是100A
例4]（扬州市2008届第二次调研）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈、两端加上交变电压，其瞬时值表达式为，则（）
A．当单刀双掷开关与连接时，电压表的示数为；
B．当时，、间的电压瞬时值为；
C．单刀双掷开关与连接，在滑动变阻器触头向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小；
D．当开关由扳向时，电压表、电流表示数均变小；
例5]（09•广东物理•9）图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（）
A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗
C．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
D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好
例6]一般的电熨斗用合金丝作发热元件，合金丝电阻随温度t变化的关系如图中实线①所示，由于环境温度以及熨烫的衣物厚度、干湿不同，熨斗的散热功率不同，因而熨斗的温度可能会在较大范围内波动，易损坏衣物．有一种用主要成分为BaTiO3被称为“PTC”的特殊材料作发热元件的电熨斗．PTC材料的电阻随温度变化的关系如图中实线②所示．根据图线分析可知()
A．原处于冷态的PTC电熨斗比普通电熨斗升温快
B．PTC电熨斗能自动控制温度，温度稳定在T0～T6之间
C．PTC电熨斗能自动控制温度，温度稳定在T6～T7之间
D．PTC电熨斗不能自动控制温度
例7]如图所示为大型电子地磅电路图，电源电动势为E，内阻不计．不称物体时，滑片P在A端，滑动变阻器接入电路的有效电阻最大，电流最小；称重物时，在压力作用下使滑片P下滑，滑动变阻器的有效
电阻变小，电流变大，这样把电流对应的重量值刻在刻度盘上，就可以读出被称物体的重力了．若滑动变阻器上A、B间距离为L，最大阻值等于定值电阻R0的阻值，已知两弹簧的总弹力与形变量成正比，比例系数为k，则所称重物的重力G与电流大小I的关系为()
A．G＝2kL－EkLIR0B．G＝kL
C．G＝EIR0＋kLD．G＝kIL
【导练】
1、在一些星级宾馆的洗手间经常装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干．手靠近干手机能使传感器工作，是因为()
A．改变了湿度B．改变了温度
C．改变了磁场D．改变了电容
2．如图所示为光敏电阻自动记数示意图，被计数的制品放在传送带上，光源安装在传送带一侧，光电计数装置(信息处理系统)安装在传送带的另一侧，其中R1是光敏电阻，R2是定值电阻，每当有制品通过时，光线被挡住，计数器就自动把制品数目记录下来．关于此光电计数器的运用，下列说法正确的是()
A．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压
B．当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压
C．信号处理系统每获得一次高电压就记数一次
D．信号处理系统每获得一次低电压就记数一次
3、（09•海南物理•9）一台发电机最大输出功率为4000kW,电压为4000V，经变压器T1升压后向远方输电。

输电线路总电阻．到目的地经变压器
T2降压，负载为多个正常发光的灯泡（220V、60W）。

若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%,变压器T1和T2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则（）
A．T1原、副线圈电流分别为103A和20A
B．T2原、副线圈电压分别为1.8×105V和220V
C．T1和T2的变压比分别为1：50和40：1
D．有6×104盏灯泡（220V、60W）正常发光
4、（上海市部分重点中学高三第二次联考）．如图所示，为一种可调压自耦变压器的结构示意图，线圈均匀绕在圆环型铁芯上，若AB间输入交流电压220V，则转动滑动触头P，在BC间可获得的输出电压范围是；当滑动触头P转在图示位置时，于BC间接一个55Ω的电阻（图中未画出），流过电阻的电流应接近于。

5、（2010•江苏物理•7）在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有（）
A．升压变压器的输出电压增大
B．降压变压器的输出电压增大
C．输电线上损耗的功率增大
D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大。