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1、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 重点难点 各个击破 达标检测 当堂检测 巩固反馈 网络构建 高压输 电原理 功率损失 电压损失U损 IR 高压输电原理 结构 原线圈 副线圈 铁心 原理 电磁感应 理想变 压器 电能的 输送与 变压器 基本 规律 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 题型探究 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
2、 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 一 电能输送中功率损失的计算 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 Umsin t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 答案解析 图1 二 理想变压器的分析思路 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 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
3、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 答案解析 图2 A 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 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
4、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 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 三 远距离输电电路中的各种关系 图3 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 I22R P用户 U3I3 U4I4 2 电路知识 U2 U U3 U I2R 3
5、变压器知识 其中 P I22R U I2R往往是解题的切入点 例3 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 答案 180 V 3 600 W 800 W 解析 如图 由P IU得 由U U用 IR得 用户得到的电压为U用 U IR 220 V 20 2 V 180 V 由P P用 I2R得 用户得到的功率为 P用 P I2R 4 400 W 202 2 W 3 600 W 输电损失功率为P损 I2R 202 2 W 800 W 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
6、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 答案解析 答案 219 6 V 4 392 W 解析 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 因理想变压器不改变功率 即P2 P U3 U2 I2R 2 200 V 2 2 V 2 196 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 即P4 P3 P2 I22R P I22R 4 392 W 达标检测 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
7、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 123 4 1234 2 理想变压器基本规律的应用 多选 如图4所示 理想变压器初级线圈的 匝数为n1 次级线圈的匝数为n2 初级线圈的两端a b接正弦交流电源 电压表V的示数为220 V 负载电阻R 44 电流表A1的示数为0 20 A 下列判断中正确的是 答案 123 图4 A 初级线圈和次级线圈的匝数比为2 1 B 初级线圈和次级线圈的匝数比为5 1 C 电流表A2的示数为1 0 A D 电流表A2的示数为0 4 A 解析 4 1234 3 理想变压器的动态分析 多选
8、 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5 123 答案解析 4 解析 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
9、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 1234 123 4 远距离高压输电的分析与计算 如图6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6 答案 解析 4 123 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 I12r I1U1 选项C错误 输电线路上损失的电功率P I12r I1 U U1 选项D错误 4
