第43講變壓器和遠距離輸電高中物理一輪復(fù)習(xí)提升素養(yǎng)導(dǎo)學(xué)案（全國通用）原卷版

第43第43講變壓器和遠距離輸電學(xué)習(xí)目標學(xué)習(xí)目標明確目標確定方向1變壓器的結(jié)構(gòu)和根本原理變壓器的電壓，功率，電流關(guān)系遠距離輸電的分析和削減功率損失的分析【學(xué)問回歸】回歸課本夯實根底第一局部根底學(xué)問梳理一．抱負變壓器1．構(gòu)造：閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈組成的。(1)原線圈：與溝通電源連接的線圈，也叫初級線圈。(2)副線圈：與負載連接的線圈，也叫次級線圈。2．原理：電磁感應(yīng)的互感現(xiàn)象3．抱負變壓器及其根本關(guān)系抱負變壓器(1)沒有“銅損〞(線圈電阻為零，不發(fā)熱)(2)沒有“鐵損〞(鐵芯中無渦流，不發(fā)熱)(3)沒有“漏磁〞(磁通量全部集中在鐵芯中)根本關(guān)系[注2]功率依據(jù)能量守恒可得：原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，即P入＝P出關(guān)系只有一個副線圈時：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)電壓關(guān)系有多個副線圈時：eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)＝eq\f(U3,n3)＝…電流關(guān)系只有一個副線圈時：eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)有多個副線圈時：I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn頻率關(guān)系f1＝f2(變壓器不轉(zhuǎn)變交變電流的頻率)二、電能的輸送如下圖，假設(shè)發(fā)電站輸出電功率為P，輸電電壓為U，用戶得到的電功率為P′，用戶的電壓為U′，輸電線總電阻為R。1．輸出電流：I＝eq\f(P,U)＝eq\f(P′,U′)＝eq\f(U－U′,R)。2．電壓損失：ΔU＝U－U′＝IR。3．功率損失：ΔP＝P－P′＝I2R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))2R。4．削減輸電線上電能損失的方法(1)減小輸電線的電阻R。由R＝ρeq\f(l,S)知，可加大導(dǎo)線的橫截面積、采納電阻率小的材料做導(dǎo)線。(2)減小輸電線中的電流。在輸電功率肯定的狀況下，依據(jù)P＝UI，要減小電流，必需提高輸電電壓?！镜淅治觥烤x例題提高素養(yǎng)【例1】如圖為一抱負自耦變壓器，輸入端接溝通穩(wěn)壓源，輸出端電路由電阻和構(gòu)成，變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為，當k值由5變到10后〔〕A．流經(jīng)的電流減小到原來的B．兩端的電壓增加到原來的2倍C．電阻上的總功率減小到原來的D．上的功率減小到原來的【例2】多項選擇．如下圖為一抱負變壓器，其中a、b、c為三個額定電壓相同的燈泡，電源電壓。電源電壓有效值為燈泡額定電壓的4倍，三個燈泡剛好都正常發(fā)光。以下說法正確的選項是〔〕A．三個燈泡的額定電壓為2VB．變壓器原、副線圈匝數(shù)比為3：2C．流過燈泡cD．此時燈泡a和b消耗的電功率之比為2：3【例3】．互感器又稱為儀用變壓器，是電流互感器和電壓互感器的統(tǒng)稱，用于測量或愛護系統(tǒng)。如圖，P1、P2是測量溝通高壓輸電參數(shù)的互感器〔均視為抱負變壓器〕，那么P1、P2分別為〔〕A．電壓互感器，電流互感器B．電流互感器，電壓互感器C．電流互感器，電流互感器D．電壓互感器，電壓互感器【例4】．風力發(fā)電是主要的綠色電能之一，其發(fā)電、輸電簡易模型如下圖，風輪機葉片轉(zhuǎn)速，通過轉(zhuǎn)速比為1:10的升速齒輪箱帶動發(fā)電機線圈高速轉(zhuǎn)動，發(fā)電機線圈面積為，線圈匝數(shù)為100，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為，發(fā)電機輸出功率為，升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比，用戶得到電壓為220V，兩抱負變壓器之間輸電線的總電阻為，其它線路電阻不計。時刻，發(fā)電機線圈所在平面與磁場方向垂直。求：〔1〕發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的最大值；〔2〕發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的瞬時值表達式；〔3〕降壓變壓器原副線圈匝數(shù)比。【穩(wěn)固練習(xí)】舉一反三提高力量_1．鉗形電流表由電流互感器和電流表組合而成，常用來測量電流強度很大的電流，其原理如下圖。假設(shè)原線圈與副線圈的匝數(shù)比為1:500，電流表A的示數(shù)為1A，那么〔〕A．鉗形電流表能夠用來測量直流電的電流B．被測電路電流的有效值為500AC．被測電路電流的平均值為500AD．被測電路電流的最大值為500A2．如圖為可調(diào)壓式自耦變壓器，在電壓保持不變的狀況下，滑片P順時針轉(zhuǎn)過適當角度，滑片向上移動適當距離，那么〔〕A．將增大B．將不變C．定值電阻的熱功率減小D．流經(jīng)定值電阻的電流不變3．某節(jié)能儲能輸電網(wǎng)絡(luò)如下圖，發(fā)電機的輸出電壓U1=250V，輸出功率500kW。降壓變壓器的匝數(shù)比n3：n4=50：1，輸電線總電阻R=62.5Ω。其余線路電阻不計，用戶端電壓U4=220V，功率88kW，全部變壓器均為抱負變壓器。以下說法正確的選項是〔〕A．發(fā)電機的輸出電流為368AC．輸送給儲能站的功率為408kWD．升壓變壓器的匝數(shù)比n1：n2=1：444．如圖甲所示，我國西部山區(qū)建有很多水電站，極大改善了當?shù)鼐用竦纳a(chǎn)、生活，如圖乙所示為某水電站遠距離輸電的原理圖。為升壓變壓器，其原、副線圈匝數(shù)比為，輸電線等效總電阻為R，為降壓變壓器，其原、副線圈匝數(shù)比為，升壓變壓器和降壓變壓器均為抱負變壓器，發(fā)電機輸出的電壓恒為，假設(shè)由于用戶端用戶數(shù)量變化，使得輸電線輸送電流增加。那么以下說法正確的選項是〔〕A．損失在輸電線的功率增加B．用戶端電壓削減了C．發(fā)電機輸出功率增加D．用戶端的總電流增加了5．中國已投產(chǎn)運行的1000kV特高壓輸電，是目前世界上電壓最高的輸電工程。假設(shè)甲、乙兩地原來用500kV的超高壓輸電，在保持輸電功率和輸電線電阻都不變的條件下，現(xiàn)改用1000kV特高壓輸電，不考慮其他因素的影響。那么〔〕A．交變電流的頻率變?yōu)樵瓉淼腂．輸電線上的電流變?yōu)樵瓉淼腃．輸電線上損失的電壓變?yōu)樵瓉淼?倍D．輸電線上損耗的電功率變?yōu)樵瓉淼?倍6．我國已勝利把握并實際應(yīng)用了特高壓輸電技術(shù)。假設(shè)從A處采納的超高壓向B處輸電，輸電線上損耗的電功率為，到達B處時電壓下降了。在保持A處輸送的電功率和輸電線電阻都不變的條件下，改用特高壓輸電，輸電線上損耗的電功率變?yōu)?，到達B處時電壓下降了。不考慮其他因素的影響，那么〔〕A．B．C．D．7．如下圖的電路中，a、b接在電動勢恒定、內(nèi)阻為r的正弦交變電源上，變壓器為抱負變壓器，A、V均為抱負溝通電表，電壓表示數(shù)為U、電流表示數(shù)為I，電源的總功率為P。移動滑片轉(zhuǎn)變滑動變阻器的電阻R，以下圖像可能正確的選項是〔〕A．B．C．D．8．如圖甲所示是一種逆變器，逆變器是能夠把蓄電池供應(yīng)的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)闇贤姷脑O(shè)備。如圖乙所示為逆變器的簡易電路圖，核心的掌握電路稱為“逆變模塊〞，它的功能是把直流電轉(zhuǎn)化為溝通電，共有5個接線端子。其中1、2、3為輸入端，與兩塊相同的蓄電池連接，蓄電池的電動勢為E，內(nèi)阻不計，兩塊蓄電池同時工作；4、5為輸出端，與抱負變壓器的原線圈相連，原線圈匝數(shù)為n1，副線圈匝數(shù)為n2，副線圈連一個電阻阻值為R的燈泡L。電壓表讀數(shù)為U，電流表讀數(shù)為I，逆變模塊自身消耗的電功率忽視不計，那么抱負變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為〔〕A．B．C．D．多項選擇9．如下圖，抱負變壓器的輸入電壓保持不變。副線圈通過輸電線接兩個相同的燈泡和，輸電線的等效電阻為R。開頭時，開關(guān)S斷開。電壓表、電流表為抱負電表，現(xiàn)將S閉合，以下說法正確的選項是〔〕A．電阻R上的電壓變小B．燈泡兩端電壓變小C．溝通電流表的示數(shù)變大D．變壓器的輸入功率變小多項選擇10．如下圖的變壓器為抱負變壓器，副線圈所在電路中三個電阻的阻值關(guān)系為，電流表為抱負溝通電表，原線圈輸入的正弦式溝通電的瞬時電壓表達式為。開關(guān)S斷開時，電阻r消耗的電功率為100W。以下說法中正確的選項是〔〕A．開關(guān)S閉合前后，電流表的示數(shù)之比為B．開關(guān)S閉合前后，電流表的示數(shù)之比為C．變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為D．變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為多項選擇11．如圖甲所示，抱負變壓器原副線圈的匝數(shù)比為5：1，V和、分別是電壓表、定值電阻，且ab兩端電壓u按圖乙所示正弦規(guī)律變化以下說法正確的選項是〔〕A．電壓u瞬時值的表達式B．電壓表示數(shù)為40VC．、兩端的電壓之比為1：3D．、消耗的功率之比為1：10多項選擇12．圖甲所示為可24小時連續(xù)發(fā)電的敦煌100兆瓦熔鹽塔式光熱電站，太陽能光熱發(fā)電被認為是具備成為根底負荷電源潛力的新興能源應(yīng)用技術(shù)，敦煌100兆瓦熔鹽塔式光熱電站借助良好的電網(wǎng)根底優(yōu)勢，將新能源不斷輸往全國各地。假設(shè)該發(fā)電站輸出正弦溝通電，利用圖乙電路對各地進行遠距離輸電，變壓器、均為抱負變壓器，輸電線總電阻為R，發(fā)電站輸出電壓有效值始終不變。以下說法正確的選項是〔〕A．以100兆瓦的功率運行，每天連續(xù)發(fā)電量為B．為降壓變壓器，為升壓變壓器C．的原線圈所用的導(dǎo)線應(yīng)比副線圈所用的導(dǎo)線粗D．是升壓變壓器，是降壓變壓器多項選擇13．如圖，是遠距離輸電的線路圖，電壓表、、、的示數(shù)分別為、、、，電流表的示數(shù)為I，其中為遠距離輸電線的等效電阻，線路圖中的全部的電表均為抱負電表，變壓器是抱負變壓器，以下說法正確的選項是〔〕A．遠距離輸電線路上等效電阻消耗的功率為B．電壓、、滿意C．電流表的示數(shù)為D．用電頂峰期，電流表、、的示數(shù)均增大多項選擇14．如下圖，抱負變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為，在原、副線圈的回路中分別接有阻值均為的電阻，原線圈一側(cè)接在電壓為220V的正弦溝通電源上。以下描述正確的選項是〔〕A．通過原線圈的電流為1AB．副線圈兩端的電壓為VC．電源的輸出功率為22WD．原、副線圈電阻消耗的功率之比為15．如圖，導(dǎo)線框繞垂直于勻強磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢，導(dǎo)線框與抱負升壓變壓器相連進行遠距離輸電。輸電線路的電流為，輸電線路總電阻為，抱負降壓變壓器副線圈接入一臺電動機，電動機恰好正常工作，且電動機兩端的電壓為，電動機的輸入功率為，導(dǎo)線框及其余導(dǎo)線電阻不計，不計一切摩