（通用）高中物理 第3章 電能的輸送與變壓器章末課件 滬科選修3-2

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1、章末總結(jié)第3章電能的輸送與變壓器內(nèi)容索引網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建題型探究重點(diǎn)難點(diǎn) 各個(gè)擊破達(dá)標(biāo)檢測(cè)當(dāng)堂檢測(cè) 鞏固反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建高壓輸電原理功率損失_電壓損失U損IR高壓輸電原理結(jié)構(gòu)：原線圈、副線圈、鐵心原理：電磁感應(yīng)理想變壓器電能的輸送與變壓器基本規(guī)律電壓關(guān)系：_電流關(guān)系：_功率關(guān)系：P1P2電能的開(kāi)發(fā)與利用P損I2R1122UnUn1221InIn題型探究1.P損I2R.2.在輸電電流一定的情況下，如果電路的電阻減為原來(lái)的一半，則損失的功率變?yōu)樵瓉?lái)的二分之一；在線路電阻不變的情況下，當(dāng)電流為原來(lái)的一半，線路上損失的功率變?yōu)樵瓉?lái)的四分之一.3.由2可知，減小電流對(duì)降低損耗更有效.4.PUI.5.由PUI可知I

2、，由此式可知，在電功率不變的前提下，升高電壓，可減小輸電電流.一、電能輸送中功率損失的計(jì)算例例1圖1為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，在T的原線圈兩端接入一電壓uUmsin t的交流電源，若輸送電功率為P，輸電線的總電阻為2r，不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率為答案解析圖1二、理想變壓器的分析思路2.功率思路：理想變壓器的輸入、輸出功率關(guān)系為P入P出，即P1P2；當(dāng)變壓器有多個(gè)副線圈時(shí)，P1P2P34.動(dòng)態(tài)分析變壓器電路的思路可表示為211222121122111()12211UUnIRUnPPI UI UPI UUUIIP

3、負(fù)載決定決定決定決定例例2如圖2所示，理想變壓器原線圈接在交流電源上，圖中各電表均為理想電表.下列說(shuō)法正確的是答案解析圖2A.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，R1消耗的功率變大B.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表V示數(shù)變大C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表A1示數(shù)變大D.若閉合開(kāi)關(guān)S，則電流表A1示數(shù)變大，A2示數(shù)變大解析解析當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大，變壓器副線圈兩端電壓不變，副線圈中的電流變小，則R1消耗的功率及其兩端電壓均變小，故電壓表的示數(shù)變大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，副線圈中的電流變小，則

4、原線圈中的電流也變小，電流表A1示數(shù)變小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若閉合開(kāi)關(guān)S，副線圈電路中總電阻變小，副線圈中的電流變大，R1兩端電壓變大，R2兩端電壓變小，電流表A2示數(shù)變小，原線圈中的電流變大，電流表A1示數(shù)變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.1.解決遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題時(shí)，應(yīng)首先畫(huà)出輸電的電路圖，如圖3所示，并將已知量和待求量寫(xiě)在電路圖的相應(yīng)位置.三、遠(yuǎn)距離輸電電路中的各種關(guān)系圖32.分析三個(gè)回路，在每個(gè)回路中，變壓器的原線圈是回路的用電器，而相應(yīng)的副線圈是下一個(gè)回路的電源.3.綜合運(yùn)用下面三方面的知識(shí)求解(1)能量守恒PU1I1U2I2P用戶(hù)PPI22RP用戶(hù)U3I3U4I4.(2)電路知識(shí)U2UU3UI2R(3)變壓

5、器知識(shí)其中PI22R，UI2R往往是解題的切入點(diǎn).例例3交流發(fā)電機(jī)兩端電壓是220 V，輸出功率為4 400 W，輸電導(dǎo)線總電阻為2.試求：(1)用戶(hù)得到的電壓和功率各多大？輸電損失功率多大？答案解析答案答案180 V3 600 W800 W解析解析如圖，由PIU得：由UU用IR得：用戶(hù)得到的電壓為U用UIR220 V202 V180 V由PP用I2R得：用戶(hù)得到的功率為P用PI2R4 400 W2022 W3 600 W輸電損失功率為P損I2R2022 W800 W(2)若發(fā)電機(jī)輸出端用110的理想升壓變壓器升壓后，經(jīng)同樣輸電導(dǎo)線輸送，再用101的理想降壓變壓器降壓后供給用戶(hù)，則用戶(hù)得到的電

6、壓和功率又是多大？答案解析答案答案219.6 V 4 392 W解析解析輸電線路示意圖如圖所示，根據(jù)理想變壓器原、副線圈兩端的電壓與匝數(shù)成正比可得：因理想變壓器不改變功率，即P2P，U3U2I2R2 200 V22 V2 196 V用戶(hù)得到的功率等于發(fā)電機(jī)的輸出功率減去輸電線上損失的功率，即P4P3P2I22RPI22R4 392 W.達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.(電能輸送中功率損失的計(jì)算電能輸送中功率損失的計(jì)算)通過(guò)一理想變壓器，經(jīng)同一線路輸送相同的電功率P，原線圈的電壓U保持不變，輸電線路的總電阻為R.當(dāng)副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時(shí)，線路損耗的電功率為P1，若將副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到nk，線路損耗的

7、電功率為P2，則P1和分別為答案解析123412342.(理想變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用理想變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用)(多選多選)如圖4所示，理想變壓器初級(jí)線圈的匝數(shù)為n1，次級(jí)線圈的匝數(shù)為n2，初級(jí)線圈的兩端a、b接正弦交流電源，電壓表V的示數(shù)為220 V，負(fù)載電阻R44，電流表A1的示數(shù)為0.20 A.下列判斷中正確的是答案123圖4A.初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的匝數(shù)比為21B.初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的匝數(shù)比為51C.電流表A2的示數(shù)為1.0 AD.電流表A2的示數(shù)為0.4 A解析412343.(理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析)(多選)如圖5所示電路中的變壓器為理想變壓器，S為單刀雙擲開(kāi)關(guān).P是滑動(dòng)

8、變阻器R的滑動(dòng)觸頭，U1為加在原線圈兩端的交變電壓，I1、I2分別為原線圈和副線圈中的電流.下列說(shuō)法正確的是A.保持P的位置及U1不變，S由b切換到a，則R上消耗 的功率減小B.保持P的位置及U1不變，S由a切換到b，則I2減小C.保持P的位置及U1不變，S由b切換到a，則I1增大D.保持U1不變，S接在b端，將P向上滑動(dòng)，則I1減小圖5123答案解析4解析解析S由b切換a時(shí)，副線圈匝數(shù)增多，則輸出電壓U2增大，R消耗的功率增大，由變壓器功率關(guān)系可知，其輸入功率也增大，故I1增大，所以A錯(cuò)，C對(duì)；S由a切換到b時(shí)，副線圈匝數(shù)減少，則輸出電壓U2減少，I2減小，B對(duì)；P向上滑動(dòng)時(shí)，R減小，I2增大，由電流與匝數(shù)的關(guān)系可知，I1增大，D錯(cuò).12341234.(遠(yuǎn)距離高壓輸電的分析與計(jì)算遠(yuǎn)距離高壓輸電的分析與計(jì)算)如圖6所示為遠(yuǎn)距離交流輸電的簡(jiǎn)化電路圖.發(fā)電廠的輸出電壓是U，用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是I1，其末端間的電壓為U1.在輸電線與用戶(hù)間連有一理想變壓器，流入用戶(hù)端的電流是I2.則圖6答案解析4123輸電線上的電壓降UI1rUU1，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；變壓器的輸入功率P1I1UI12rI1U1，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；輸電線路上損失的電功率PI12rI1(UU1)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.4