高中物理 第3章 电能的输送与变压器章章末学案 沪科版选修3-2-沪科版高二选修3-2物理学案VIP专享VIP免费

第3章电能的输送与变压器章末总结电能的输送与变压器一、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图1为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压u＝Umsinωt的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为()图1A.()B.()C.4()2()2rD.4()2()2r答案C解析原线圈电压的有效值：U1＝，根据＝可得U2＝·，又因为是理想变压器，所以T的副线圈的输出功率等于原线圈的输入功率P，所以输电线上的电流I＝，输电线上损失的电功率为P′＝I22r＝4r22，所以C正确，A、B、D错误.二、理想变压器的分析思路1.电压思路：变压器原、副线圈的电压之比为＝；当变压器有多个副线圈时，＝＝＝…2.功率思路：理想变压器的输入、输出功率关系为P入＝P出，即P1＝P2；当变压器有多个副线圈时，P1＝P2＋P3＋…3.电流思路：由I＝知，当变压器有多个副线圈时，n1I1＝n2I2＋n3I3＋…，对只有一个副线圈的变压器才有＝.4.动态分析变压器电路的思路可表示为例2如图2所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表.下列说法正确的是()图2A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大D.若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大答案B解析当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，变压器副线圈两端电压不变，副线圈中的电流变小，则R1消耗的功率及其两端电压均变小，故电压表的示数变大，选项A错误，B正确；当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，副线圈中的电流变小，则原线圈中的电流也变小，电流表A1示数变小，选项C错误；若闭合开关S，副线圈电路中总电阻变小，副线圈中的电流变大，R1两端电压变大，R2两端电压变小，电流表A2示数变小，原线圈中的电流变大，电流表A1示数变大，选项D错误.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3所示，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置.图32.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＋ΔPΔP＝I22RP用户＝U3I3＝U4I4.(2)电路知识U2＝ΔU＋U3ΔU＝I2R(3)变压器知识＝＝＝＝.其中ΔP＝I22R，ΔU＝I2R往往是解题的切入点.例3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2Ω.试求：(1)用户得到的电压和功率各多大？输电损失功率多大？(2)若发电机输出端用1∶10的理想升压变压器升压后，经同样输电导线输送，再用10∶1的理想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？答案(1)180V3600W800W(2)219.6V4392W解析(1)如图，由P＝IU得：I＝＝A＝20A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)输电线路示意图如图所示，根据理想变压器原、副线圈两端的电压与匝数成正比可得：＝，解得U2＝＝V＝2200V因理想变压器不改变功率，即P2＝P，所以I2＝＝2AU3＝U2－I2R＝2200V－2×2V＝2196V由＝得：降压变压器副线圈两端电压U4＝＝V＝219.6V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，即P4＝P3＝P2－I22R＝P－I22R＝4392W.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...