2017沪科版高中物理选修（3-2）第3章《电能的输送与变压器》章末总结学案

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1、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

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＝，R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

3、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、

4、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n1/n2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n2/n1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＝n2U1/n1，可知U2也不变，即电压

5、表V2的示数不变．又据I2＝U2/R负知，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.答案　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＝IR

6、P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　发电机的输出电压为220V，输出功率为44kW，输电导线的电阻为0.2Ω，如果用原、副线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线后，再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户，则：(1)画出全过程的线路示意图；(2)求用户得到的电压和功率；(3)若不经过变压而直接将电送到用户，求用户得到的电压和功率．解析　(1)示意图如图所示(2)升压变压器的输出电压U2＝U1＝×220V＝2200V根据

7、升压变压器输出功率等于输入功率知，升压变压器输出电流为I2＝＝A＝20A输电线路上的电压损失和功率损失分别为UR＝I2R＝20×0.2V＝4VPR＝IR＝202×0.2W＝80W降压变压器上的输入电流和输入电压分别为I3＝I2＝20AU3＝U2－UR＝2200V－4V＝2196V降压变压器上的输出电压和输出电流分别为U4＝U3＝×2196V＝219.6VI4＝I3＝10×20A＝200A用户得到的功率为P4＝I4U4＝200×219.6W＝4.392×104W(3)若不采用高压输电，用220V低压直接供电时，电路如图所示，则输电电流I＝＝A＝200A，输电线路

8、上的电压损失UR′＝IR＝200×0.