201x_201x學(xué)年高中物理第3章電能的輸送與變壓器學(xué)案3章末總結(jié)同步備課滬科版選修

1、3 章末總結(jié)第3章電能的輸送與變壓器內(nèi)容索引內(nèi)容索引網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建題型探究題型探究達(dá)標(biāo)檢測達(dá)標(biāo)檢測網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建1電能的輸送與變壓器功率損失_電壓損失U損IR高壓輸電原理高壓輸電原理基本規(guī)律結(jié)構(gòu)：原、副線圈、鐵心原理：電磁感應(yīng)理想變壓器電壓關(guān)系：_電流關(guān)系：_功率關(guān)系： P1P2電能的開發(fā)與利用 1122UnUn 1221InInP損I2R2題型探究題型探究一、電能輸送中功率損失的計(jì)算一、電能輸送中功率損失的計(jì)算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的一半，則損失的功率變?yōu)樵瓉淼亩种?；在線路電阻不變的情況下，當(dāng)電流為原來的一半，線路上損失的功率變?yōu)樵瓉淼乃姆?/p>

2、之一.3.由2可知，減小電流對降低損耗更有效.4.PUI.5.由PUI可知I ，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.例例1某水電站，用總電阻為2.5 的輸電線輸電給500 km外的用戶，其輸出電功率是3106 kW.現(xiàn)用500 kV電壓輸電，則下列說法正確的是A.輸電線上輸送的電流大小為2105 AB.輸電線上由電阻造成的損失電壓為15 kVC.若改用5 kV電壓輸電，則輸電線上損失的功率為9108 kWD.輸電線上損失的功率為P ，U為輸電電壓，R為輸電線的電阻答案解析用500 kV電壓輸電時(shí)，輸電線上的電流為 A6 000 A，A錯(cuò)；輸電線上由電阻造成的損失電壓為U

3、IR6 0002.5 V15 kV，B對；若改用5 kV電壓輸電時(shí)，電能在輸電線上損耗更大，但最多只能是3106 kW，不可能超過這個(gè)值，C錯(cuò)；若用P 計(jì)算輸電線上損失的功率，則U為輸電線上損失的電壓，而R為輸電線的電阻，D錯(cuò).二、理想變壓器的分析思路二、理想變壓器的分析思路4.動(dòng)態(tài)分析變壓器電路的思路可表示為例例2用一理想變壓器給負(fù)載供電，變壓器輸入端的電壓不變，如圖1所示.開始時(shí)開關(guān)S是斷開的.現(xiàn)將開關(guān)S閉合，則圖中所有交流電表的示數(shù)以及輸入功率的變化情況是1、V2的示數(shù)不變，A1的示數(shù)增大， A2的示數(shù)減小，P入增大1、V2的示數(shù)不變，A1、A2的示數(shù)增大， P入增大1、V2的示數(shù)不變，

4、A1、A2的示數(shù)減小，P入減小1的示數(shù)不變，V2的示數(shù)增大，A1的示數(shù)減小，A2的示數(shù)增大，P入減小圖1 答案解析三、遠(yuǎn)距離輸電電路中的各種關(guān)系三、遠(yuǎn)距離輸電電路中的各種關(guān)系1.解決遠(yuǎn)距離輸電問題時(shí)，應(yīng)首先畫出輸電的電路圖，如圖2所示，并將已知量和待求量寫在電路圖的相應(yīng)位置.圖22.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求解(1)能量守恒PU1I1U2I2P用戶PPP用戶U3I3U4I4.(2)電路知識U2UU3UI2R例例3如圖3所示為遠(yuǎn)距離交流輸電的簡化電路圖.發(fā)電廠的輸出電壓是U，用等效總電阻是r的兩條輸電

5、線輸電，輸電線路中的電流是I1，其末端間的電壓為U1.在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用戶端的電流是I2.則圖3答案解析例例4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)用戶得到的電壓和功率各多大？輸電損失功率多大？答案解析180 V3 600 W800 W如圖，由PIU得：由UU用IR得：用戶得到的電壓為U用UIR220 V202 V180 V由PP用I2R得：用戶得到的功率為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的升壓變壓器升壓后，經(jīng)同樣輸電導(dǎo)線輸送

6、，再用101的降壓變壓器降壓后供給用戶，則用戶得到的電壓和功率又是多大？圖4答案解析219.6 V 4 392 W輸電線路示意圖如圖所示，因理想變壓器不改變功率，即P2P，U3U2I2R2 200 V22 V2 196 V用戶得到的功率等于發(fā)電機(jī)的輸出功率減去輸電線上損失的功率，達(dá)標(biāo)檢測達(dá)標(biāo)檢測31.(電能輸送中功率損失的計(jì)算)通過一理想變壓器，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，線路損耗的電功率為P2，則P1和 分別為答案解析123412342.(理想變壓器基

7、本規(guī)律的應(yīng)用)如圖4所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為201，原線圈接正弦交流電源，副線圈接入“220 V,60 W”燈泡一只，且燈泡正常發(fā)光，則 圖4答案解析123412343.(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為單刀雙擲開關(guān).P是滑動(dòng)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

8、滑動(dòng)，則I1減小圖5答案解析1234S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；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；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).12344.(遠(yuǎn)距離輸電電器中的各種關(guān)系)一座小型水電站，水以3 m/s的速度流入水輪機(jī)，而以1 m/s的速度流出.流出水位比流入水位低1.6 m，水的流量為1 m3/s.如果水流能量的75%供給發(fā)電機(jī).則(變壓器為理想變壓器，g取10 m/s2)：(1)若發(fā)電機(jī)效率為80%，則發(fā)電機(jī)的輸出功率多大？答案解析每秒水流機(jī)械能損失為所以P出12 kW.123412 kW(2)若發(fā)電機(jī)的輸出電壓為2