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1、2022年高二物理上學(xué)期 交變電流 電能的輸送學(xué)案 新人教版
【知識概要】.
1．如圖：某小型發(fā)電站的發(fā)電機輸出交流電壓為500 V，輸出電功率為50 kW，如果用電阻為3 Ω的輸電線向遠處用戶送電，求：
（1）用戶獲得的電壓和電功率是多少?
（2）輸電線上損失的電功率占輸送功率的百分比。
思考：（1）輸電線上的功率P=___________，電壓U=____________,要降低輸電線上功率、電壓，就要____________。
（2）發(fā)電廠輸出功率P=______________，當(dāng)P一定時，減小輸電線中電流，就要________________。這樣
2、輸電線上的電壓、功率______________，用戶得到電壓，功率_______________。
（3）設(shè)計輸電線路，畫出輸電線路圖
（4）如果要求輸電線上損失的電功率是輸送功率的0.6 %，用戶得到的電壓為220 V，不考慮變壓器的能量損失，求：升壓變壓器和降壓變壓器兩個變壓器原、副線圈的匝數(shù)比各是多少?
（5）輸送電能時，先在發(fā)電廠用___________________，再用________________送給用戶。
【課堂例題】
【例1】（ ）某小型水電站的電能輸送示意圖如圖9所示，發(fā)電機的輸出電壓為200 V，輸電
3、線總電阻為r，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n3、n4(變壓器均為理想變壓器)．要使額定電壓為220 V的用電器正常工作，
A.＞ B.＜ C．升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入
D．升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率
【例2】（ ）2008年1月10日開始的低溫雨雪冰凍造成我國部分地區(qū)嚴(yán)重災(zāi)害，其中高壓輸電線因結(jié)冰而損毀嚴(yán)重。此次災(zāi)害牽動億萬人的心，為消除高壓輸電線上的凌冰，有人設(shè)
4、計了這樣的融冰思路：利用電流的熱效應(yīng)除冰。若在正常供電時，高壓線上送電電壓為U，電流為I，熱耗功率為ΔP；除冰時，輸電線上的熱耗功率需變?yōu)?ΔP，則除冰時（認(rèn)為輸電功率和輸電線電阻不變）
A.輸電電流為3I B.輸電電流為9I C.輸電電壓為3U D.輸電電壓為U
【例3】( )如圖所示，T為理想變壓器，副線圈回路中的輸電線ab和cd的電阻不可忽略，其余輸電線電阻可不計，則當(dāng)開關(guān)S閉合時
A.交流電壓表和的示數(shù)一定都變小
B.交流電壓表的示數(shù)變小
C.交流電流表、和的示數(shù)一定變大
D.只有的示數(shù)變大
【例4】如圖所示，交流發(fā)電機的電動勢E=20 V，
5、內(nèi)阻不計，它通過一個R=6 Ω的指示燈連接到一個理想降壓變壓器的輸入端，在變壓器的輸出端并聯(lián)著24盞規(guī)格都是“6 V，0.25 W”的彩色小燈，每盞小燈都正常發(fā)光，導(dǎo)線電阻不計，求：
（1）原線圈中的電流；（2）降壓變壓器初級、次級線圈的匝數(shù)比；
（3）若只使用18盞彩色小燈，通過計算說明這時每盞小燈的工作狀態(tài)如何？（設(shè)小燈的電阻不隨溫度變化）
【鞏固訓(xùn)練】
（ ）1. xx年春節(jié)前后，我國南方部分省市的供電系統(tǒng)由于氣候原因遭到嚴(yán)重破壞．為此，某小區(qū)啟動了臨時供電系統(tǒng)，它由備用發(fā)電機和副線圈匝數(shù)可調(diào)的變壓器組成，如圖所示，發(fā)電機的電動勢e＝
6、480sin(100πt)V(不考慮其內(nèi)阻)，圖中R表示輸電線的電阻．滑動觸頭P置于a處時，用戶的用電器恰好正常工作，在下列情況下，要保證用電器仍能正常工作，則( )
A．若A2示數(shù)為2 A，R＝10 Ω，則原副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝2∶1
B．若A2示數(shù)為2 A，R＝10 Ω，則原副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝2∶1
C．當(dāng)發(fā)電機輸出的電壓發(fā)生波動使V1示數(shù)小于正常值，用電器不變時，應(yīng)使滑動觸頭P向下滑動
D．如果V1示數(shù)保持正常值不變，那么當(dāng)用電器增加時，滑動觸頭P應(yīng)向上滑
（ ）2.如圖所示為一理想變壓器，S為單刀雙擲開關(guān)，P為滑動變阻器的滑動觸頭，U1
7、為加在原線圈兩端的電壓，I1為原線圈中的電流強度，則（ ）
A.保持U1及P的位置不變，S由a合到b時，I1將增大
B.保持U1及P的位置不變，S由b合到a時，R消耗的功率減小
C.保持U1不變，S合在a處，使P上滑，I1將增大
D.保持P的位置不變，S合在a處，若U1增大，I1將增大
3.如圖所示，左側(cè)的圓形導(dǎo)電環(huán)半徑為r=1.0 cm，導(dǎo)電環(huán)與一個理想變壓器的原線圈相連，變壓器的副線圈兩端與一個電容為C=100 pF的電容器相連，導(dǎo)電環(huán)的電阻不計，環(huán)中有垂直于圓環(huán)平面的變化磁場，磁感應(yīng)強度B的變化率為=100 πsin ωt，若電容器C所帶電荷量的最大值為×10-9 C
8、，求：所用理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)之比為（取π2=10）
（ ）4.如圖所示，有一理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)比為n∶1，原線圈接正弦交流電壓U，輸出端串接一個電流表和一個電動機，電動機線圈電阻為R，當(dāng)輸入端接通電源后，電流表（內(nèi)阻不計）讀數(shù)為I，電動機帶動一重物勻速上升，則
A.電動機兩端電壓等于IR B.電動機消耗的功率為I2R
C.原線圈中的電流為 D.變壓器的輸入功率為
5.在遠距離輸電時，要考慮盡量減少輸電線上的功率損失，有一個發(fā)電站，輸送的電功率為P=500 kW，當(dāng)使用U=5 kV的電壓輸電時，測得安裝在輸電線路起點和終點處的兩只電度表一晝夜示數(shù)相差4 800度，求：
（1）這時的輸電效率η和輸電線的總電阻r。
（2）若想使輸電效率提高到98%，又不改變輸電線，那么電站應(yīng)使用多高的電壓向外輸電?
6.有一臺內(nèi)阻為1 Ω的發(fā)電機，供給一學(xué)校照明用電，如圖所示.升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶4，降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為4∶1，輸電線的總電阻為4 Ω，全校共有22個班，每班有“220 V 40 W”燈6盞，若保證全部電燈正常發(fā)光，求：
（1）發(fā)電機的電動勢為多大?
（2）發(fā)電機的輸出功率為多大?
（3）輸電效率為多少?
2022年高二物理上學(xué)期 交變電流 電能的輸送學(xué)案 新人教版
