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32.ppt

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 p1 p2 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 p ui 5 由p ui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500km外的用户 其输出电功率是3 106kw 现用500kv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2 105ab 输电线上由电阻造成的损失电压为15kvc 若改用5kv电压输电 则输电线上损失的功率为9 108kwd 输电线上损失的功率为 p u为输电电压 r为输电线的电阻 答案 解析 用500kv电压输电时 输电线上的电流为a 6000a a错 输电线上由电阻造成的损失电压为 u ir 6000 2 5v 15kv b对 若改用5kv电压输电时 电能在输电线上损耗更大 但最多只能是3 106kw 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p u1i1 u2i2 p用户 p p p用户 u3i3 u4i4 2 电路知识u2 u u3 u i2r 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220v 输出功率为4400w 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 180v3600w800w 如图 由p iu得 由u u用 ir得 用户得到的电压为u用 u ir 220v 20 2v 180v由p p用 i2r得 用户得到的功率为p用 p i2r 4400w 202 2w 3600w输电损失功率为p损 i2r 202 2w 800w 2 若发电机输出端用1 10的升压变压器升压后 经同样输电导线输送 再用10 1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 6v4392w 输电线路示意图如图所示 因理想变压器不改变功率 即p2 p u3 u2 i2r 2200v 2 2v 2196v 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20 1 原线圈接正弦交流电源 副线圈接入 220v 60w 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3m s的速度流入水轮机 而以1m s的速度流出 流出水位比流入水位低1 6m 水的流量为1m3 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10m 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 12kw 1 2 3 4 12kw 2 若发电机的输出电压为240v 输电线路上的电阻为