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高中物理第3章电能的输送与变压器学案3 章末总结同步备课课件沪科版选修

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1、3 章末总结,第3章电能的输送与变压器,内容索引,网络构建,题型探究,达标检测,网络构建,1,电能的输送与变压器,功率损失_ 电压损失U损IR 高压输电原理,高压输电原理,基本规律,结构：原、副线圈、铁心原理：电磁感应,理想变压器,电压关系：_ 电流关系：_ 功率关系： P1P2,电能的开发与利用,P损I2R,2,题型探究,一、电能输送中功率损失的计算,1.P损I2R. 2.在输电电流一定的情况下，如果电路的电阻减为原来的一半，则损失的功率变为原来的二分之一；在线路电阻不变的情况下，当电流为原来的一半，线路上损失的功率变为原来的四分之一. 3.由2可知，减小电流对降低损耗更有效. 4.PUI. 5.由PUI可知I ，由此式可知，在电功率不变的前提下，升高电压，可减小输电电流.,例1 某水电站，用总电阻为2.5 的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3106 kW.现用500 kV电压输电，则下列说法正确的是 A.输电线上输送的电流大小为2105 A B.输电线上由电阻造成的损失电压为15 kV C.若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9108 kW D.输电线

2、上损失的功率为P ，U为输电电压，R为输电线的电阻,答案,解析,用500 kV电压输电时，输电线上的电流为 A6 000 A，A错；输电线上由电阻造成的损失电压为UIR6 0002.5 V15 kV，B对；若改用5 kV电压输电时，电能在输电线上损耗更大，但最多只能是3106 kW，不可能超过这个值，C错；若用P 计算输电线上损失的功率，则U为输电线上损失的电压，而R为输电线的电阻，D错.,二、理想变压器的分析思路,4.动态分析变压器电路的思路可表示为,例2 用一理想变压器给负载供电，变压器输入端的电压不变，如图1所示.开始时开关S是断开的.现将开关S闭合，则图中所有交流电表的示数以及输入功率的变化情况是 A.V1、V2的示数不变，A1的示数增大， A2的示数减小，P入增大 B.V1、V2的示数不变，A1、A2的示数增大， P入增大 C.V1、V2的示数不变，A1、A2的示数减小，P入减小 D.V1的示数不变，V2的示数增大，A1的示数减小，A2的示数增大，P入减小,图1,答案,解析,三、远距离输电电路中的各种关系 1.解决远距离输电问题时，应首先画出输电的电路图，如图2所示，并将

3、已知量和待求量写在电路图的相应位置.,图2,2.分析三个回路，在每个回路中，变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源. 3.综合运用下面三方面的知识求解 (1)能量守恒 PU1I1U2I2P用户P P P用户U3I3U4I4. (2)电路知识 U2UU3 UI2R,例3 如图3所示为远距离交流输电的简化电路图.发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I2.则,图3,答案,解析,例4 交流发电机两端电压是220 V，输出功率为4 400 W，输电导线总电阻为2 .试求： (1)用户得到的电压和功率各多大？输电损失功率多大？,答案,解析,180 V 3 600 W 800 W,如图，由PIU得：,由UU用IR得：用户得到的电压为 U用UIR220 V202 V180 V 由PP用I2R得：用户得到的功率为 P用PI2R4 400 W2022 W3 600 W 输电损失功率为 P损I2R2022 W800 W,(2)若发电机输出端用110的升压变压器升压后，

4、经同样输电导线输送，再用101的降压变压器降压后供给用户，则用户得到的电压和功率又是多大？,图4,答案,解析,219.6 V 4 392 W,输电线路示意图如图所示，,因理想变压器不改变功率，即P2P，,U3U2I2R2 200 V22 V2 196 V,用户得到的功率等于发电机的输出功率减去输电线上损失的功率，,达标检测,3,1.(电能输送中功率损失的计算)通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为R.当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2，则P1和分别为,答案,解析,1,2,3,4,1,2,3,4,2.(理想变压器基本规律的应用)如图4所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为201，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220 V,60 W”灯泡一只，且灯泡正常发光，则,图4,答案,解析,1,2,3,4,1,2,3,4,3.(理想变压器的动态分析)(多选)如图5所示电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关.P是滑动变阻器R的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变

5、电压，I1、I2分别为原线圈和副线圈中的电流.下列说法正确的是 A.保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小 B.保持P的位置及U1不变，S由a切换到b，则I2减小 C.保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则I1增大 D.保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，则I1减小,图5,答案,解析,1,2,3,4,S由b切换a时，副线圈匝数增多，则输出电压U2增大，R消耗的功率增大，由变压器功率关系可知，其输入功率也增大，故I1增大，所以A错、C对； S由a切换到b时，副线圈匝数减少，则输出电压U2减少，I2减小，B对； P向上滑动时，R减小，I2增大，由电流与匝数的关系可知，I1增大，D错.,1,2,3,4,4.(远距离输电电器中的各种关系)一座小型水电站，水以3 m/s的速度流入水轮机，而以1 m/s的速度流出.流出水位比流入水位低1.6 m，水的流量为1 m3/s.如果水流能量的75%供给发电机.则(变压器为理想变压器，g取10 m/s2)： (1)若发电机效率为80%，则发电机的输出功率多大？,答案,解析,每秒水流机械能损失为,所以P出12 kW.,1,2,3,4,12 kW,(2)若发电机的输出电压为240 V，输电线路上的电阻为16 ，允许损失的电功率为5%，用户所需电压为220 V，则所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比各是多少？,答案,解析,1,2,3,4,325 9511,发电机经变压器到用户的输电线路示意图如图所示，,P线5%P出600 W，,1,2,3,4,1,2,3,4,

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