高中物理 第3章 电能的输送与变压器 学案3 章末总结同步备课学案 沪科版选修3-2-沪科版高二选修3-2物理学案VIP免费

学案3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某水电站，用总电阻为2.5Ω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ΔP＝，U为输电电压，R为输电线的电阻答案B解析用500kV电压输电时，输电线上的电流为I＝＝A＝6000A，A错；输电线上由电阻造成的损失电压为ΔU＝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ΔP＝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()图1A．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入减小答案B解析电压表V1的示数由输入电压决定；电压表V2的示数由输入电压U1(大小等于电压表V1的示数)和匝数比决定；电流表A2的示数由输出电压U2(大小等于电压表V2的示数)和负载电阻R负决定；电流表A1的示数即I1由变压器的匝数比和输出电流I2决定；P入随P出而变化，由P出决定．因输入电压不变，所以电压表V1的示数不变．据公式U2＝，可知U2也不变，即电压表V2的示数不变．又据I2＝知，S闭合后R负减小，故I2增大，电流表A2的示数增大；输入电流I1随输出电流I2的增大而增大，故电流表A1的示数增大．因P出＝U2I2，故P出增大．P入随P出变化而变化，故P入也增大．故选B.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22．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＝IRP用户＝U3I3＝U4I4.(2)电路知识U2＝ΔU＋U3ΔU＝I2R(3)变压器知识＝＝＝＝.其中ΔP＝I2R，ΔU＝I2R往往是解题的切入点．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3A．用户端的电压为B．输电线上的电压降为UC．理想变压器的输入功率为IrD．输电线路上损失的电功率为I1U答案A解析根据理想变压器的工作原理，得I1U1＝I2U2，所以用户端的电压U2＝，选项A正确；输电线上的电压降U′＝I1r＝U－U1，选项B错误；变压器的输入功率P1＝I1U－Ir＝I1U1，选项C错误；输电线路上损失的功率P′＝Ir＝I1(U－U1)，选项D错误．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...