2018版高中物理第4章远距离输电章末整合提升学案鲁科版选修3_

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2018版高中物理鲁科版选修3-2学案：第4章+远距离输电+习题课变压器的应用及远距离输电问题

第4讲习题课变压器的应用及远距离输电问题[目标定位] 1.进一步理解变压器原理及规律.2.熟练应用变压器原、副线圈的决定因素解决动态分析问题.3.熟悉远距离输电中的各物理量关系和损耗问题，熟练解决远距离高压输电中的实际问题．1．理想变压器原、副线圈的三个关系： P 入＝P 出，U 1U 2＝n 1n 2，I 1I 2＝n 2n 1.(一个副线圈)2．输电线上的功率损失P 损＝I 2R 线，输电线上的电压损失ΔU ＝IR 线．3．减小输电线路上功率、电压损失的途径：减小输电线的电阻、减小输电导线中的电流(即提高输电电压)．4．远距离输电的基本原理：在发电站内用升压变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过降压变压器降到所需的电压.一、理想变压器中的规律分析 1．功率关系：P 入＝P 出． 2．电压关系：U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3＝…3．电流关系：若只有一个副线圈I 1I 2＝n 2n 1.若有多组副线圈n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋… 4．变压器不改变频率 5．原、副线圈的地位(1)原线圈在原线圈回路中所处的地位是充当负载． (2)副线圈在副线圈回路中所处的地位是充当电源．例1 如图1甲所示，左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R ＝55Ω，、为理想电流表和理想电压表．若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V ，下列表述正确的是( )图1A ．电流表的示数为2AB ．原、副线圈匝数比为1∶2C ．电压表的示数为电压的有效值D ．原线圈中交变电压的频率为100Hz 答案 AC解析由题图乙可知原线圈两端电压的有效值U 1＝220V ，由U 1U 2＝n 1n 2，可得原、副线圈匝数之比n 1n 2＝U 1U 2＝220V 110V＝2∶1，故B 错误；电流表示数与电压表示数都为有效值，故C 正确；电流表示数I ＝U R ＝11055A ＝2A ，故A 正确；由题图乙可知T ＝0.02s ，所以交变电压的频率为f ＝1T＝10.02Hz ＝50Hz ，D 错误．针对训练1 如图2所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1.原线圈接入一电压为u ＝U 0sin ωt 的交流电源，副线圈接一个R ＝27.5Ω的负载电阻．若U 0＝2202V ，ω＝100πrad/s ，则下述结论正确的是( )图2A ．副线圈中电压表的读数为55VB ．副线圈中输出交变电流的周期为1100πsC ．原线圈中电流表的读数为0.5AD ．原线圈中的输入功率为1102W 答案 AC解析原线圈电压有效值为U ＝220V ，电压表读数为U 2＝2204V ＝55V ，周期T ＝2πω＝150s ，副线圈中电流I 2＝U 2R ＝2A ，原线圈中电流I 1＝I 24＝0.5A ，P ＝I 1U ＝110W.二、理想变压器电路的动态问题分析 1．首先明确变压器各物理量间的制约关系(1)输入电压U 1决定输出电压U 2：变压器原、副线圈匝数n 1、n 2确定，U 1便决定了U 2，与输出端有无负载、负载大小无关，也与变压器有无其他副线圈无关． (2)输出功率P 2决定输入功率P 1：即用多少送多少．(3)输出电流I 2决定输入电流I 1：U 2与负载电阻R 通过欧姆定律决定输出电流I 2的大小，由I 1＝n 2n 1I 2决定I 1的大小． 2．分清动态变化中哪个量变化，结合串、并联电路的特点，欧姆定律及变压器各物理量间因果关系来依次确定其他量变化．例2 如图3所示，理想变压器原线圈输入电压u ＝U m sin ωt ，副线圈电路中R 0为定值电阻，R 是滑动变阻器.和是理想交流电压表，示数分别用U 1和U 2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I 1和I 2表示．下列说法正确的是( )图3A ．I 1和I 2表示电流的瞬时值B ．U 1和U 2表示电压的最大值C ．滑片P 向下滑动过程中，U 2不变、I 1变大D ．滑片P 向下滑动过程中，U 2变小、I 1变小答案 C解析交流电表测量的是交变电流的有效值，故A 、B 皆错误；由于理想变压器的输出电压U 2＝n 2n 1U 1与负载无关，即滑片P 下滑时U 2不变，故D 错误；由I 1U 1＝U 22R 0＋R 知R 减小时I 1变大，故C 正确．针对训练2 如图4所示，用一理想变压器给负载供电，变压器输入端的电压不变，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4A ．V 1、V 2的示数不变，A 1的示数增大，A 2的示数减小，P 入增大B ．V 1、V 2的示数不变，A 1、A 2的示数增大，P 入增大C ．V 1、V 2的示数不变，A 1、A 2的示数减小，P 入减小D ．V 1的示数不变，V 2的示数增大，A 1的示数减小，A 2的示数增大，P 入减小答案 B解析电压表V 1的示数由输入电压决定；电压表V 2的示数由输入电压U 1(大小等于电压表V 1的示数)和匝数比n 1n 2决定；电流表A 2的示数即I 2由输出电压U 2(大小等于电压表V 2的示数)和负载电阻R 负决定；电流表A 1的示数即I 1由变压器的匝数比n 2n 1和输出电流I 2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V 1的示数不变；据公式U 2＝n 2U 1n 1，可知U 2也不变，即电压表V 2的示数不变；又据I 2＝U 2R 负知，S 闭合后R 负减小，故I 2增大，电流表A 2的示数增大；输入电流I 1随输出电流I 2而增大，故电流表A 1的示数增大；因P 出＝U 2I 2，故P 出增大；P 入随P 出变化，故P 入也增大．可见本题的正确选项为B. 三、远距离高压输电中的损耗问题1．解决远距离输电问题时，应首先画出输电的电路图，如图5所示，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置．图52．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 1＝U 1I 1＝U 2I 2＝P 用户＋ΔPΔP ＝I 22RP 用户＝U 3I 3＝U 4I 4.(2)电路知识：U 2＝ΔU ＋U 1 ΔU ＝I 2R .(3)变压器知识：U 1U 2＝I 2I 1＝n 1n 2U 3U 4＝I 4I 3＝n 3n 4. 其中ΔP ＝I 22R ，ΔU ＝I 2R 往往是解题的切入点．例3 某发电站通过燃烧煤来发电．发电站通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给生产和照明用户，发电机输出功率是120 kW ，输出电压是240 V ，升压变压器原、副线圈的匝数之比为1∶25，输电线的总电阻为10 Ω，用户需要的电压为220 V ．则：(1)输电线上损耗的电功率为多少？ (2)降压变压器原、副线圈的匝数比为多少？答案 (1)4 000 W (2)29011解析 (1)根据理想变压器的变压规律 U 1U 2＝n 1n 2 得输电电压U 2＝n 2n 1U 1＝251×240 V ＝6 000 V输电电流I 2＝P U 2＝120×1036 000A ＝20 A输电线上损失的功率P 损＝I 22r ＝202×10 W ＝4 000 W.(2)输电线上损失的电压 U 损＝I 2r ＝20×10 V ＝200 V 降压变压器原线圈两端的电压U 3＝U 2－U 损＝6 000 V －200 V ＝5 800 V 根据理想变压器的变压规律得： n 3n 4＝U 3U 4＝5 800 V 220 V ＝29011.变压器基本规律的应用1．如图6所示，一理想变压器的原线圈匝数为n 1＝1 100 匝，接电压U 1＝220 V 的交流电，副线圈接“20 V 10 W ”的灯泡，灯泡正常发光，可知( )图6A ．副线圈的匝数n 2＝200 匝B ．副线圈中的电流I 2＝0.5 AC ．原线圈中的输入功率为10 WD ．原线圈中的电流I 1＝0.1 A 答案 BC解析由于理想变压器的电压比等于匝数比，副线圈匝数n 2＝100 匝，A 错误；理想变压器的原、副线圈的功率相等，所以原线圈的输入功率为10 W ，C 正确；由功率P ＝UI 可得副线圈中的电流I 2＝0.5 A ，原线圈中的电流I 1＝n 2n 1I 2≈0.045 A ，B 正确，D 错误．变压器电路的动态问题分析2．如图7所示，某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电，在其他条件不变的情况下，为了使变压器输入功率增大，可使 ( )图7A ．原线圈匝数n 1增加B ．副线圈匝数n 2增加C ．负载电阻R 的阻值增大D ．负载电阻R 的阻值减小答案 BD解析由U 1U 2＝n 1n 2，P 出＝U 22R可得P 出＝U 21n 22n 21R又因为P 入＝P 出，所以P 入＝U 21n 22n 21R分析可得选项B 、D 正确．3．如图8所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为1∶5, 原线圈两端的交变电压为u ＝202sin (100πt ) V ．氖泡在两端电压达到100V 时开始发光．下列说法中正确的有( )图8A ．开关接通后，氖泡的发光频率为100HzB ．开关接通后，电压表的示数为100VC ．开关断开后，电压表的示数变大D ．开关断开后，变压器的输出功率不变答案 AB解析变压器不能改变交变电流的频率，T ＝2πω＝2π100πs ＝0.02s ，f ＝1T ＝50Hz.因为一个周期内氖泡发光2次，故开关接通后，氖泡的发光频率为100Hz ，A 项正确；电压表的示数是有效值， U 1＝2022V ＝20V ，U 2＝n 2n 1U 1＝100V ，B 项正确；不论开关是否断开，电压表示数不变，C 项错误；开关断开后，变压器的输出功率减小，D 项错误．远距离输电问题分析4．一台发电机最大输出功率为4000kW，电压为4000V，经变压器T1升压后向远方输电，输电线路总电阻R线＝1kΩ，到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220V,60W)．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则()A．T1原、副线圈电流分别为103A和20AB．T2原、副线圈电压分别为1.8×105V和220VC．T1和T2的变压比分别为1∶50和40∶1D．有6×104盏灯泡(220V,60W)正常发光答案ABD解析根据题意画出输电线路示意图如图所示．对升压变压器有P1＝U1I1，可知I1＝103A，由输电线上消耗的功率ΔP＝I22R线＝400kW，可知输电线上电流为I2＝20A，A项正确；T1的变压比为I2∶I1＝1∶50；根据P＝U2I2得U2＝2×105V，输电线上电压ΔU＝I2R线＝20000V，则副线圈输入电压为U3＝U2－U线＝1.8×105V，又灯泡正常发光，可知副线圈电压U4＝220V，B项正确；T2的变压比为n3∶n4＝U3∶U4＝1.8×105∶220，C项错误；降压变压器的输入功率等于输出功率P3＝P4＝U3I2＝60W·n，解得n ＝6×104，D项正确.。

2018版高中物理第4章远距离输电4.2变压器学案鲁科版选修3_

第2讲　变压器[目标定位]　1.了解变压器的构造，理解变压器的工作原理.2.理解变压器的变压规律和变流规律，并运用此规律解决实际问题.3.了解自耦变压器的工作原理．一、变压器的结构1．构造：主要由闭合的铁芯和绕在铁芯上的两个或两个以上的线圈(绕组)组成．2．物理量：(1)与电源相连的线圈叫原线圈或初级线圈，与负载相连的线圈叫副线圈或次级线圈．(2)原线圈两端的电压叫输入电压，用符号U 1表示；副线圈两端的电压叫输出电压，用符号U 2表示．3．分类：按输出电压的升降，变压器分为升压变压器和降压变压器．二、变压器的工作原理1．工作原理：互感现象是变压器工作的基础．2．理想变压器：在理想变压器中，通过原、副线圈的变化磁通量相同，在原、副线圈上每匝产生的感应电动势相同．三、变压器电压与匝数的关系1.＝.U 1U 2n 1n 22.＝.I 1I 2n 2n 1四、自耦变压器1．特点：是只有1个绕组的变压器．2．作用：(1)这个绕组可以当做原线圈接电源，而绕组的一部分当做副线圈接负载，成为降压变压器．(2)可以将绕组的一部分当做原线圈接电源，而将整个绕组当做副线圈接负载，成为升压变压器．想一想　1.把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连接到交流电源的两端，另一个线圈连接到小灯泡上(如图1所示)，小灯泡能发光吗？为什么？图1答案　能．当左边线圈加上交流电压时，左边线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生周期性变化的磁通量，根据法拉第电磁感应定律知，在左、右线圈中都要产生感应电动势，右线圈作为电源给小灯泡供电，小灯泡就会发光．想一想　2.若把交流电源改为蓄电池，小灯泡发光吗？答案　不发光.一、变压器“变压”的原理　电压与匝数的关系1．变压器的工作基础是互感现象，由于互感作用，穿过原、副线圈的磁通量相等，磁通量的变化率相等，若原线圈匝数为n 1，则U 1＝n 1，副线圈匝数为n 2，则U 2＝n 2，所ΔΦΔt ΔΦΔt ΔΦΔt 以＝.U 1U 2n 1n 22．变压器的变压关系(1)只有一个副线圈：＝.U 1U 2n 1n 2(2)有多个副线圈：＝＝＝…U 1n 1U 2n 2U 3n 33．原、副线圈的地位(1)原线圈在其所处回路中充当负载．(2)副线圈在其所处回路中充当电源．4．变压器不改变交流电的频率例1　关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是( )A ．通过正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B ．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都相等C ．穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势D ．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈答案　BC解析　I 变化，则磁场变化，由于面积S 不变，故Φ变化，A 错误；因理想变压器无漏磁，故B 、C 正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，故D 错误．二、理想变压器的功率关系和电流关系1．理想变压器的特点(1)变压器铁芯内无漏磁，无发热损失．(2)原、副线圈不计内阻，即无能量损失．2．理想变压器的功率关系从能量守恒看，理想变压器的输入功率等于输出功率，P 入＝P 出．3．电流关系(1)只有一个副线圈时，有U 1I 1＝U 2I 2，得n 1I 1＝n 2I 2，即＝.I 1I 2n 2n 1(2)当有多个副线圈时，由U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…，得n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋…4．电压、电流、功率的制约关系(1)电压制约：输入电压U 1决定输出电压U 2.(2)功率制约：P 出决定P 入，这体现了能量守恒的特点．(3)电流制约：输出电流I 2决定输入电流I 1.例2　理想变压器连接电路如图2甲所示，已知原、副线圈匝数比为10∶1，当输入电压波形如图乙时，电流表读数为2 A ，则( )图2A ．电压表读数为282 VB ．电压表读数为28.2 VC ．输入功率为56.4 WD ．输入功率为40 W答案　D 解析　由题图乙可知，U m ＝282 V ，则输入电压有效值U 1＝≈200 V ．根据＝知，U 2＝20 U m2U 1U 2n 1n 2V ，再根据＝知，I 1＝0.2 A ，输入功率P ＝U 1I 1＝40 W ，故A 、B 、C 错，D 正确．I 1I 2n 2n1答案　A解析　U 2＝220V ，根据U 1∶U 2＝n 1∶n 2得，U 1＝110V.I 2＝＝0.1A ，根据I 1∶I 2＝n 2∶n 1得I 1＝0.2A ．所以正确答案是A.P U2例3　如图3所示，理想变压器三个线圈的匝数之比为n 1∶n 2∶n 3＝10∶5∶1，其中n 1接到220V 的交流电源上，n 2和n 3分别与电阻R 2、R 3组成闭合回路．已知通过电阻R 3的电流I 3＝2A ，电阻R 2＝110Ω，求通过电阻R 2的电流I 2和通过原线圈的电流I 1.图3答案　1A 0.7A解析　由变压器原、副线圈电压比等于其匝数比可得，加在R 2上的电压U 2＝U 1＝×220V ＝110V n 2n 1510通过电阻R 2的电流I 2＝＝A ＝1A U 2R 2110110加在R 3上的电压U 3＝U 1＝×220V ＝22V n 3n 1110根据输出功率等于输入功率得：U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3代入数据解得通过原线圈的电流为：I 1＝0.7A.三、几种常见的变压器1．自耦变压器如图4所示，铁芯上只绕一个线圈，低压线圈是高压线圈的一部分，既可以作为升压变压器使用，也可以作为降压变压器使用．图4规律：＝，＝.U 1U 2n 1n 2I 1I 2n 2n 12．电压互感器(1)构造：小型降压变压器，如图5甲所示．(2)接法：原线圈并联在高压电路中，副线圈接电压表，为了安全，外壳和副线圈应接地．(3)作用：将高电压变为低电压，通过测量低电压，计算出高压电路的电压．图53．电流互感器(1)构造：小型升压变压器，如图乙所示．(2)接法：原线圈串联在被测电路中，副线圈接电流表．为了安全，外壳和副线圈应接地．(3)作用：将大电流变成小电流，通过测量小电流，计算出被测电路中的大电流．例4　普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，如图6所示，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为I ab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为I cd，为了使电流表能正常工作，则( )图6A．ab接MN、cd接PQ，I ab＜I cdB．ab接MN、cd接PQ，I ab＞I cdC．ab接PQ、cd接MN，I ab＜I cdD．ab接PQ、cd接MN，I ab＞I cd答案　B解析　根据单一副线圈的理想变压器原理，电流比值等于匝数比的倒数，可得ab接MN、cd 接PQ，I ab＞I cd，故B正确.变压器原理分析1．理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，以下说法中正确的是( )A．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1B．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等C．原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶1D．正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶1答案　BD解析　对于理想变压器，认为无磁通量损失，因而穿过两个线圈每一匝的磁通量相同，磁通量的变化率相等，每匝线圈产生的感应电动势相等，电压与匝数成正比，故A、C错误，B正确；理想变压器没有能量损失，故输入功率等于输出功率，故D正确．理想变压器基本规律的应用2．理想变压器正常工作时，原、副线圈中的电流为I1、I2，电压为U1、U2，功率为P1、P2，关于它们之间的关系，下列说法中正确的是( )A．I1由I2决定 B．U2与负载有关C．P1由P2决定D．以上说法都不正确答案　AC3.如图7所示为一理想变压器，原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12V,6W”的小灯泡并联在副线圈的两端．当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想电表)的示数分别是( )图7A ．120V,0.10AB ．240V,0.025AC ．120V,0.05AD ．240V,0.05A答案　D解析　灯泡正常工作，副线圈电压U 2＝12V ，副线圈电流I 2＝2×A ＝1A ，根据匝数比得原线612圈电流I 1＝I 2＝0.05A ，原线圈电压U 1＝20U 2＝240V ，选项D 正确．120互感器的应用4．如图8所示，L 1和L 2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知n 1∶n 2＝1000∶1，n 3∶n 4＝1∶100，图中电压表示数为220V ，电流表示数为10A ，则高压输电线的送电功率为( )图8A ．2.2×103WB ．2.2×10－2WC ．2.2×108WD ．2.2×104W答案　C解析　由电流互感器知电压输电线中电流I ＝1000A ，由电压互感器知电压U ＝220×103V ，则高压输电线功率P ＝UI ＝2.2×108W.。

高中物理第4章远距离输电章末整合提升课件鲁科版选修3_2

一部分降在电源内阻上，另一部分为发电机的路端电压 U1，升
压变压器副线圈电压 U2 的一部分降在输电线上，其余的就是降压变压器原线圈电压 U3，而 U4 应为灯的额定电压 U 额．
章末整合提升
15
网络构建
客观·简明·了然
(1)对降压变压器：P3＝P4＝U4I4＝nP 灯＝22×6×40 W＝5 280
客观·简明·了然
n′P
灯＝2
640
n′P灯 2 640 W，I3＝ U3 ＝ 880
A＝3 A
所以 P 出＝n′P 灯＋I23R＝2 640 W＋32×4 W＝2 676 W．发电机
输出功率减少一半还要多，因输电线上的电流减少一半，输电
线上电功率的损失减少到原来的14.
章末整合提升
18
网络构建
客观·简明·了然
2019/5/26
最新中小学教学课件
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2019/5/26
最新中小学教学课件
答案 (1)5 424 W (2)250 V (3)97% (4)大于一半
章末整合提升
19
编后语
• 常常可见到这样的同学，他们在下课前几分钟就开始看表、收拾课本文具，下课铃一响，就迫不及待地“逃离”教室。实际上，每节课刚下课时的几分钟是我们对上课内容查漏补缺的好时机。善于学习的同学往往懂得抓好课后的“黄金两分钟”。那么，课后的“黄金时间”可以用来做什么呢？
原线圈组成的回路，在此回路中利用电路知识分析电压关系和功
率关系.
章末整合提升
12
例网2络构有建一台内阻为1 Ω的发电机，供给一个学校客照观明·简用明电·了，然如图3 所示，升压变压器的匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻R＝4 Ω，全校共22个班，每班有“220 V,40 W”的电灯6盏，若要保证电灯全部正常发光，求：

2017_2018学年高中物理第4章远距离输电第2节变压器教学案鲁科版选修3_2

图4 2 3
A．输出电压的最大值为36 V
B．原、副线圈中电流之比为55∶9
C．变压器输入、输出功率之比为55∶9
D．交流电源电压有效值为220 V，频率为50 Hz
解析：选D 输出电压的有效值U2＝ U1＝36 V，故输出电压的最大值U2max＝36 V，因此选项A错误；由于＝＝，因此选项B错误；变压器输入、输出功率相等，应选项C错误；由题图可知选项D正确。
2．互感器
(1)电压互感器：如图4 2 11甲所示，原线圈并联在高压电路中，副线圈接电压表。互感器将高电压变成低电压，通过电压表测低电压，结合匝数比可计算出高压电路的电压。
图4 2 11
(2)电流互感器：如图4 2 11乙所示，原线圈串联在待测大电流电路中，副线圈接电流表。互感器将大电流变成小电流，通过电流表测出小电流，结合匝数比可计算出大电流电路的
3．(多项选择)如图4 2 9所示为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两头的交变电压，I1为原线圈中的电流，那么( )
图4 2 9
A．维持U1及P的位置不变，K由a扳向b时，I1将增大
B．维持U1及P的位置不变，K由b扳向a时，R消耗功率减小
C．维持U1不变，K接在a处，使P上滑，I1将增大
图4 2 1
(2)原线圈：与电源相连的线圈，也叫低级线圈，其两头电压叫输入电压，用符号U1
表示。
副线圈：与负载相连的线圈，也叫次级线圈，其两头电压叫输出电压，用符号U2表示。
3．变压器的分类
按输出电压的起落，变压器分为升压变压器和降压变压器两种。
二、变压器的工作原理
1．互感：交变电流通过原线圈时在铁芯中激发交变磁场，交变磁场在副线圈中产生感应电动势，当副线圈闭合时，副线圈中有电流产生，它在铁芯中产生交变磁通量，那个交变磁通量也穿过原线圈，在原线圈中产生

鲁科版高中物理选修3-2第4章远距离输电第3节电能的远距离传输学案

第3节电能的远距离传输
1.了解从变电站到用户的输电过程，知道远距离输电时应用高电压的原因．
2.理解降低输电损耗的两个途径及其各自的优缺点．
3.掌握远距离输电的典型电路，并能利用电路知识、变压器规律等解决问题．
[学生用书P53])
一、为什么要采用高压输电
1．电功率损失和电压损失
2．降低两种损失的途径——高压输电：输送电功率不变的前提下提高输电电压，会减小电流，从而减小导线上的电功率损失和电压损失．
1．高压输电是否电压越高越好？
提示：电压升高，会导致对空气放电，这就对导线的绝缘性能提出了更高的要求．另外高压送电对变压器也提出了更高的要求．因此输电电压也不是越高越好．在实际输电过程中输电电压要根据输送功率的大小、距离的远近、技术和经济各方面因素综合考虑．
二、高压输电
1．高压交流输电
(1)基本环节
(2)电路原理图(如图)
1。

高中物理第4章远距离输电本章高效整合课件鲁科版选

远距离输电问题
• 远距离输电中的基本关系式 • 1．功率关系 • P1＝P2，P3＝P4，P2＝ΔP＋P3. • →能量守恒
2．电压、电流关系 UU12＝nn12＝II21，UU34＝nn34＝II34. →理想变压器
U2＝U线＋U3，I2＝I3＝I线.

34..输输电电电导流线：上I损线＝耗UP的22＝电UP功33＝率U：2－r U3. 电路知识
匝数比为10∶1的降压变压器降压后给用户供电．
• (1)求用户得到的电压和功率；
• (2)若不用升压和降压而直接向用户供电，求用户得到的电压和功率．
【思路导图】远距离输升压变压输电线路降压变压用户的电电示意图 → 器的分析 → 的计算 → 器的分析 → 压和功率
• 解析：输电示意图如图所示．
(2)若不采用高压输电，则输电电流 I＝UP＝442×20103 A＝200 A 线路上损失电压 ΔU＝Ir＝200×0.2 V＝40 V 所以用户得到的电压 U′＝U－ΔU＝220－40 V＝180 V 用户得到的功率为 P′＝IU′＝200×180 W＝3.6×104 W. • 答案： (1)U4＝219.6 V P4＝4.392×104 W (2)U′＝180 V P′＝3.6×104 W
知识网络
专题归纳
变压器及其相关电路的动态分析
• 1．原、副线圈的功率关系、电压关系、电流关系、频率关系等，并常与交流电的图象、交流电的“四值”等进行综合考查．
2．变压器电路的动态分析，理解好各量的制约关系是关键，制约关系如：
(1)电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比nn12一定时，输出电压 U2 由输入电压 U1 决定，即 U2＝nn21U1，可简述为“原制约副”．

2017_2018学年高中物理第4章远距离输电第3节电能的远距离传输教学案鲁科版选修3_2

二、高压交流输电
1．大体环节
2．电路原理图
图 4 3 1
三、高压直流输电
1．组成部份
高压直流输电系统要紧由整流站、直流线路和逆变站
三部份组成。事实上直流输电系统只在输电那个环节是直流，发电环节和用电环节仍是交流，输电进程中只用两根导线。
2．优越性
(1)节省材料，输电结构简单，占地面积小。
(2)不存在感抗和容抗引发的损耗。
[答案] (1)140 V 28 kW (2)219.2 V 43.84 kW
(1)用户和线路总共消耗多少功率，发电站就输送多少功率，这是能量守恒定律和变压器原理的表现。
(2)抓住输电的两头——电源和用电器；分析一条线——输电线；研究两次变压——升压变压器和降压变压器。
(3)注意输送电压(功率)、电压(功率)损失、用户电压(功率)三者之间的区别和数量关系。
解析：选A 节约的电功率即为一般电路输电时损耗的电功率，I＝＝ A＝50 A。P线＝I2R＝502×0.4 W＝1 000 W，故节约的电功率为1 kW，A正确。
5．(多项选择)如图1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，其结尾间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2。那么( )
损失的电压UR′＝IR′R＝2×0.2×20 V＝8 V
损失的功率PR′＝UR′IR′＝8×20 W＝160 W
因此，降压变压器的输入电压U3＝U2－UR′＝2 192 V
已知降压变压器的匝数比n3∶n4＝10∶1
因此用户取得的电压U4＝ U3＝219.2 V
用户取得的功率P用户′＝P－PR′＝43.84 kW。

2018-2019学年鲁科版选修3-2第4章远距离输电章末复习课学案

[巩固层·知识整合][体系构建][核心速填] 一、基本概念1．三相交流发电机：3组完全相同的线圈互成120°角在磁场中同时转动，电路中就产生3个交变电动势，这样的发电机叫做三相交流发电机． 2．三相交变电流：三相交流发电机中产生的依次落后T3的交变电流． 3．变压器的工作原理是电磁感应，它由原线圈、副线圈、铁芯组成． 4．理想变压器：没有能量损失的变压器，一般变压器的能量损失主要来自于铜损、铁损、漏磁．二、基本规律1．理想变压器的规律：(1)电压与匝数的关系：U 1U 2＝n 1n 2；(2)电流与匝数的关系：I 1I 2＝n 2n 1；(3)功率关系：P 入＝P 出(或U 1I 1＝U 2I 2)2．远距离输电过程中主要存在两种损失：(1)电压损失ΔU ＝I 线R 线；(2)功率损失ΔP ＝I 2线R 线．减少这两种损失可以通过减小导线电阻或提高输送电压的方式实现，其中提高输送电压是减小电功率损失和电压损失最有效、最经济的措施．[提升层·能力强化]变压器问题的类型及分析思路1.变压器问题的分析思路变压器规律中各量均为有效值，先分析已知量，再应用物理量间关系求解未知量． 2．电压思路变压器原、副线圈的电压之比为U 1U 2＝n 1n 2；当变压器有多个副绕组时，U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n3＝…3．功率思路理想变压器的输入、输出功率关系为P 入＝P 出，即P 1＝P 2；当变压器有多个副线圈时：P 1＝P 2＋P 3＋… 4．电流思路由I ＝P U 知，对只有一个副绕组的变压器有：I 1I 2＝n 2n 1；当变压器有多个副绕组时：n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋…5．变压器电路的动态分析问题各物理量间制约关系：(1)电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比n 1n 2一定时，输出电压U 2由输入电压U 1决定，即U 2＝n 2n 1U 1，可简述为“原制约副”．(2)电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比n 1n 2一定，且输入电压U 1确定时，原线圈中的电流I 1由副线圈中的输出电流I 2决定，即I 1＝n 2n 1I 2，可简述为“副制约原”．(3)负载制约：a.变压器副线圈中的功率P 2由用户负载决定，P 2＝P 负1＋P 负2＋…；b.变压器副线圈中的电流I 2由用户负载及电压U 2确定，I 2＝P 2U 2.从已知量(变化量)开始，据制约关系依次分析判断． 6．变压器原线圈中有用电器的问题变压器的电压关系中的U 1和功率关系中的P 1是指原线圈的端电压和输入功率，原线圈中有用电器时要注意区分电源电压和原线圈的端电压． 7．有两组以上副线圈的变压器问题由互感现象可知，对有两组以上副线圈的变压器，由于通过每个线圈的磁通量变化率相同，所以U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3，即U 1∶U 2∶U 3＝n 1∶n 2∶n 3，由能量守恒可知P 出＝P 入，即P 1＝P 2＋P 3，则U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3，可求得：n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3. 8．铁芯中磁路有分支的变压器问题先确定哪是原线圈哪是副线圈，再分析磁通量分配关系，结合法拉第电磁感应定律分析计算，切忌生搬硬套U 1U 2＝n 1n 2.(多选)如图4-1所示，变压器输入电压恒定，输出端两个灯泡并联，R 为滑动变阻器，P 为滑动变阻器的滑动触头．开始时，开关S 断开，不计导线的电阻，则下列说法正确的是()图4-1A．P向左滑动，灯泡L1变暗，变压器的输入功率增大，电压表V1示数增大B．P向右滑动，灯泡L1变亮，变压器的输入功率增大，电压表V1示数不变化C．闭合开关S，灯泡L1变亮，变压器的输入功率增大，电压表V2示数增大D．闭合开关S，灯泡L1变暗，变压器的输入功率增大，电压表V2示数减小BD[变压器输入电压恒定，输出电压不变化，故电压表V1的示数不变．P向左滑动，输出端总电阻增大，输出电流减小，所以输入电流减小，输入功率减小，选项A错误；P向右滑动，输出端总电阻减小，输出电流增大，所以输入电流增大，输入功率增大，选项B正确；闭合开关S，输出端总电阻减小，输出电流增大，输入功率增大，R两端的电压增大，电压表V2的示数减小，灯泡L1变暗，选项C错误，D正确．]1．如图4-2所示，T为理想变压器，A1、A2为交流电流表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，原线圈两端接恒压交流电源，当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时()图4-2A．A1的读数变大，A2的读数变大B．A1的读数变大，A2的读数变小C ．A 1的读数变小，A 2的读数变大D ．A 1的读数变小，A 2的读数变小A [当滑动触头下移时，R 3变小，R 总变小，I ＝UR 总，U 不变，I 变大，由原、副线圈中电流与匝数成反比，可知A 1的示数变大，U 并＝U －U R 1变小，通过R 2的电流变小，I A2＝I －I R 2变大，A 2的示数变大．] 变压器的三种应用1.电压互感器把原线圈并在高压电路上，副线圈两端接入交流电压表，如图4-3甲所示，它将高电压变成低电压，便于仪表测量，电压互感器的外壳接地，副线圈接地，保证安全．图4-32．电流互感器把原线圈串在待测电路中，副线圈接入交流电流表，如图4-3乙所示．它把大电流变成小电流，便于测量．I 1＝n 2n 1I 2，I 2为交流电流表的示数．3．自耦变压器铁芯上只有一个线圈，可作升压变压器使用，也可作降压变压器使用，如图4-4所示．计算遵从变压器的电压、电流关系式．图4-4自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的电路如图4-5所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1 900匝，原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V 的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为()A．380 V和5.3 A B．380 V和9.1 AC．240 V和5.3 A D．240 V和9.1 A图4-5B[由理想变压器原、副线圈中电压、电流及功率关系可得：U1U2＝n1n2，I1I2＝n2n1，U1I1＝P2.所以，当变压器输出电压调至最大时，副线圈的匝数也最大为n2＝1 900匝，负载R上的功率也最大为2.0 kW，则U2＝n2n1U1＝1 9001 100×220 V＝380 V，I1＝P2 U1＝2.0×103220A＝9.1 A，故选项B正确．]2.一自耦变压器如图4-6所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈．通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈．在a、b 间输入电压为U I的交变电流时，c、d间的输出电压为U2.在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中()图4-6A．U2＞U1，U2降低B．U2＞U1，U2升高C．U2＜U1，U2降低D．U2＜U1，U2升高C[由变压器的变压公式U1U2＝n1n2可知，由于原线圈匝数n1大于副线圈匝数n2，因此有U1＞U2，当滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中，n2减小，因此U2降低，选项C正确．]远距离输电问题输电示意图(如图4-7所示)图4-71．正确理解几个基本关系(1)功率关系：P1＝P2，P2＝P损＋P3，P3＝P4.(2)电压关系：U1U2＝n1n2，U2＝U线＋U3，U3U4＝n3n4.(3)电流关系：I1I2＝n2n1，I2＝I线＝I3，I3I4＝n4n3.(4)输电电流：I线＝P2U2＝P3U3＝U线R线.(5)输电导线上损耗的电功率：P损＝P2－P3＝I2线R线＝U2线R线＝U线I线．(6)输电导线上的电压损失：U线＝I线R线＝U2－U3.2．处理思路(1)根据具体问题画出输电线路示意图．(2)研究三个回路，分析其中的已知量、可求量、待求量．(3)研究两个变压器，分析其中的已知量、可求量、待求量．(4)确定求解思路，根据回路及变压器上的电压、电流、功率关系列式求解．如图4-8所示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＝U m sin ωt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4-8A.⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 2U 2m 4r B.⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2n 1U 2m 4r C ．4⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 22⎝ ⎛⎭⎪⎫P U m 2rD ．4⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2n 12⎝ ⎛⎭⎪⎫P U m 2rC [升压变压器T 的原线圈两端电压的有效值为U 1＝U m 2；由变压关系可得U 1U 2＝n 1n 2，则U 2＝n 2U m 2n 1；因为输送电功率为P ，输电线中的电流为I 2＝P U 2＝2n 1Pn 2U m ，则输电线上损失的电功率为ΔP ＝I 22(2r )＝4n 21P 2r n 22U 2m，故选项C 正确．]3．远距离输电的原理图如图4-9所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n 2，电压分别为U 1、U 2，电流分别为I 1、I 2，输电线的电阻为R ，变压器为理想变压器，则下列关系式正确的是( )【导学号：11452107】图4-9A.I 1I 2＝n 1n 2B ．I 2＝U 2R C ．I 1U 1＝I 22RD ．I 1U 1＝I 2U 2D [根据变压器的工作原理可知I 1I 2＝n 2n 1，选项A 错误；因U 2、I 2、R 不满足欧姆定律公式中物理量之间的对应关系，所以选项B 错误；U 1I 1＝U 2I 2，但U 2I 2≠I 22R ，选项C 错误，D 正确．]。

高中物理第4章远距离输电章末整合课件鲁科版选修32

1．首先画出输电示意图，包括发电机、升压变压器、输电线、降压变压器、负载等，在图中标出相应物理量符号，利用输电电流 I＝P/U，输电线上损失电压 ΔU＝IR 线，输电线损失功率 ΔP＝I2R 线＝(UP)2R 线及其相关知识解答．
2．分别在“三个回路”以及“两个变压器”上找各物理量之间的关系，特别注意以升压变压器的副线圈、输电线、降压变压器的原线圈组成的回路，在此回路中利用电路知识分析电压关系和功率关系．
(1) P 出＝U4I4＝nP 灯＝5 280 W， U3＝nn34U4＝880 V， U3I3＝U4I4＝P 出，三式联立可得：I3＝5828800 A＝6 A.
I3＝I2，所以 P1＝U1I1＝U2I2＝I22R 线＋U3I3＝5 424 W， (2)U2＝ΔU＋U3＝I2R 线＋U3＝904 V，U1＝41U2＝226 V
(4)灯数减少一半
灯的功率减少一半
I2减少一半
输电线上的功率损失减为原来的四分之一
所以发电机输出的功率减少不是一半
第十页，共11页。
再见(zà
第十一页，共11页。
f＝1/T＝50 Hz
电阻减小
由UU12＝nn12可得副线圈中电压的最大值
31
V，故有效值为
31 2
V；
由I1：I2＝n2:n1
知电流比不变
电流增大
输出功率增大
输入功率也增大
第四页，共11页。
专题(zhuāntí)分类突破
针对训练图甲中理想变压器原、副线圈的匝
数之比 n1∶n2＝5∶1，电阻 R＝20 Ω，L1、L2 为规格相同的两只小灯泡，S1 为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电源，输入电压 u 随时间 t 的变化关系如图乙所示．现将 S1 接 1、S2 闭合，此时 L2 正常发光．下列说法正确的是 () A．输入电压 u 的表达式 u＝20 2sin(50 π)V B．只断开 S1 后，L1、L2 均正常发光 C．只断开 S2 后，原线圈的输入功率增大 D．若 S1 换接到 2 后，R 消耗的电功率为 0.8 W

高中物理第4章远距离输电章末整合提升学案鲁科版选修3_20112244.docx

第4章远距离输电一、变压器原理及相关电路的动态分析处理此类问题的关键是分清变量和不变量，弄清理想变压器中各物理量之间的联系和相互制约关系，大致有两种情况：1．负载不变，原、副线圈匝数比改变．2．原、副线圈匝数比不变，负载改变．该类动态分析问题的思路可表示为：例1一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图1甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的滑片．下列说法正确的是( )图1A ．副线圈输出电压的频率为50HzB ．副线圈输出电压的有效值为31VC ．P 向右移动时，原、副线圈的电流比减小D ．P 向右移动时，变压器的输入功率增大答案 AD解析变压器不改变电压的频率，副线圈中的电压频率等于原线圈中的电压频率为f ＝1T＝12×10－2Hz ＝50Hz ；由U 1U 2＝n 1n 2可得副线圈中电压的最大值为31V ，故有效值为312V ；P 向右移动时，输出电压不变，电阻减小，电流增大，由于输出电流决定输入电流，输入电流也增大，由I 1I 2＝n 2n 2知，原、副线圈电流比不变；输出电压不变，输出电流增大，所以输出功率增大，变压器的输入功率等于输出功率，输入功率也增大，故正确的选项为A 、D.针对训练图2甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n 1∶n 2＝5∶1，电阻R ＝20Ω，L 1、L 2为规格相同的两只小灯泡，S 1为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电源，输入电压u 随时间t 的变化关系如图乙所示．现将S 1接1、S 2闭合，此时L 2正常发光．下列说法正确的是( )图2A ．输入电压u 的表达式u ＝202sin (50πt ) VB ．只断开S 1后，L 1、L 2均正常发光C ．只断开S 2后，原线圈的输入功率增大D ．若S 1换接到2后，R 消耗的电功率为0.8W答案 D解析由输入电压u 随时间t 的变化关系图象可知，交变电流周期为0.02s ，输入电压u 的表达式u ＝202sin (100πt ) V ，选项A 错误；只断开S 1后，L 1、L 2均不能发光，选项B 错误；只断开S 2后，灯泡L 1、L 2串联后接入电路，变压器输出电流减小，原线圈的输入功率减小，选项C 错误；若S 1换接到2后，变压器输出电压U ＝4V ，R 中电流为I ＝0.2A ，R 消耗的电功率为P ＝UI ＝0.8W ，选项D 正确．二、电能的输送解决远距离输电问题要注意以下两点：1．画出输电线路示意图：包括发电机、升压变压器、输电线、降压变压器、负载等，在图中标出相应物理量符号．2．分别在“三个回路”以及“两个变压器”上找各物理量之间的关系，特别注意以升压变压器的副线圈、输电线、降压变压器的原线圈组成的回路，在此回路中利用电路知识分析电压关系和功率关系．例2 有一台内阻为1 Ω的发电机，供给一个学校照明用电，如图3所示，升压变压器的匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻R ＝4 Ω，全校共22个班，每班有“220 V,40 W”的电灯6盏，若要保证电灯全部正常发光，求：图3(1)发电机输出功率；(2)发电机电动势；(3)输电效率；(4)若使用灯数减半且正常发光，发电机输出功率是否减半．答案 (1)5 424 W (2)250 V (3)97% (4)大于一半解析由于发电机至升压变压器、降压变压器至学校距离较短，不必考虑这两部分输电导线上的功率损耗，发电机的电动势E ，一部分降在电源内阻上，另一部分为发电机的路端电压U 1，升压变压器副线圈电压U 2的一部分降在输电线上，其余的就是降压变压器原线圈电压U 3，而U 4应为灯的额定电压U 额．(1)对降压变压器：P 3＝P 4＝U 4I 4＝nP 灯＝22×6×40 W＝5 280 W 而U 3＝41U 4＝880 V 所以I 3＝nP 灯U 3＝5 280880A ＝6 A 对升压变压器：U 1I 1＝U 2I 2＝I 2线R ＋U 3I 3＝I 23R ＋P 3＝62×4 W＋5 280 W ＝ 5 424 W所以，发电机的输出功率P 出＝5 424 W(2)因为U 2＝U 3＋I 线R ＝U 3＋I 3R ＝880 V ＋6×4 V＝904 V所以U 1＝14U 2＝14×904 V＝226 V 又U 1I 1＝U 2I 2所以I 1＝U 2I 2U 1＝4I 2＝4I 3＝24 A故E ＝U 1＋I 1r ＝226 V ＋24×1 V＝250 V(3)η＝P 3P 2×100%＝5 2805 424×100%＝97% (4)电灯减少一半时n ′P 灯＝2 640 W ，I 3＝n ′P 灯U 3＝2 640880A ＝3 A 所以P 出＝n ′P 灯＋I 23R ＝2 640 W ＋32×4 W＝2 676 W ．发电机输出功率减少一半还要多，因输电线上的电流减少一半，输电线上电功率的损失减少到原来的14. 精美句子1、善思则能“从无字句处读书”。

第4章远距离输电章末总结学案(2020年鲁科版高中物理选修3-2)

第4章远距离输电章末总结学案（2020年鲁科版高中物理选修3-2）章末总结章末总结一.与理想变压器有关的问题1.理想变压器的几个基本关系1电压关系输入电压决定输出电压。

单个副线圈时U1U2n1n2。

多个副线圈时U1U2U3n1n2n32功率关系输出功率决定输入功率。

单个副线圈时P1P2。

多个副线圈时P1P2P33电流关系输出电流决定输入电流。

单个副线圈时I1I2n2n1。

多个副线圈时n1I1n2I2n3I32.理想变压器的动态变化问题的分析思路1匝数比不变，负载电阻变化的情况，如图1甲所示。

甲U1不变，根据U1U2n1n2，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2不变。

当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化。

I2变化引起P2变化，P1P2，故P1发生变化。

2负载电阻不变，匝数比变化的情况，如图乙所示。

乙图1U1不变，n1n2发生变化，故U2变化。

R不变，U2变化，故I2发生变化。

根据P2U22R，可知P2发生变化，再根据P1P2，故P1变化，P1U1I1，U1不变，故I1发生变化。

例1多选如图2甲所示，一理想变压器原.副线圈的匝数比为21，原线圈的电压随时间变化规律如图乙所示，副线圈电路中接有灯泡，额定功率为22W；原线圈电路中接有电压表和电流表。

现闭合开关，灯泡正常发光，若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则图2A.灯泡的额定电压为110VB.副线圈输出交变电流的频率为50HzC.U220V，I0.2AD.原线圈输入电压的瞬时表达式为u2202sin100tV解析原线圈电压的有效值为220V，则副线圈两端电压为110V，选项A正确；变压器不改变交流电流的频率，选项B正确；根据P入P出得出电流表读数为IPU22220A0.1A，选项C错误；图乙电压随时间变化的表达式为u2202sin100tV，选项D正确。

答案ABD针对训练1一理想变压器的原.副线圈的匝数比为31，在原.副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，如图3所示。

高中物理第4章远距离输电章末分层突破课件鲁科版选修3-2

变压器的三种应用
1.电压互感器把原线圈并在高压电路上，副线圈两端接入交流电压表，如图 4-2 甲所示，它将高电压变成低电压，便于仪表测量，电压互感器的外壳接地，副线圈接地，保证安全．
图 4-2
远距离输电问题
输电示意图(如图 4－5 所示)
图 4－5
1．(2015·全国卷Ⅰ)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为 3∶1 ，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为 220 V 的正弦交流电源上，如图 4-7 所示．设副线圈回路中电阻两端的电压为 U.原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为 k，则( )
巩
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层
层
章末分层突破
章
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合
测
评
变压器问题的类型及分析思路
1.变压器问题的分析思路
变压器规律中各量均为有效值，先分析已知量，再应用物理量间关系求解
未知量．
2．电压思路
变压器原、副线圈的电压之比为UU12＝nn12；当变压器有多个副绕组时，Un11＝Un22 ＝Un33＝…
1．变压器的副线圈相当于电源． 2．先根据欧姆定律分析副线圈中电流的变化． 3．再结合变压器规律分析原线圈中电流的变化．
A．U＝66 V，k＝19 C．U＝66 V，k＝13
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
B．U＝22 V，k＝19
图 4-7
D．U＝22 V，k＝13
我还有这些不足： (1) ________________________________________________________ (2) ________________________________________________________ 我的课下提升方案： (1) ________________________________________________________ (2) ________________________________________________________

高中物理第4章远距离输电第3节电能的远距离传输课件鲁科版选修3-2

知识点一
学
业
第 3 节电能的远距离传输
分
层
测
评
知识点二
为什么采用高压输电
[先填空] 1．电功率损失由于电流的热效应会引起电功率的损失，且满足 P 损＝I2R 线，可以通过减小输电线的电阻或减小输送电流来减小电功率的损失．
3．高压输电减小电阻要增粗导线，增粗导线又带来两个不利，其一，耗费更多的金属材料；其二，会使电抗更大，造成更大的电压损失．只有采用小电流输电才会避免上述问题，在保证输送功率不变的情况下，减小电流必须靠升高电压来实现．
处理远距离输电问题的方法处理远距离输电问题的方法，关键是抓住一图三线，一图即输电的线路图，三线即三个关系：功率关系、电压关系和电流关系，抓住一图三线，按照从前到后或从后向前的顺序分析，ΔP＝I2R，I 为输电线上的电流，R 为线路电阻． 2．ΔP＝UR2线，U 线为输电线路上损失的电压，R 为线路电阻． 3．ΔP＝U 线·I，U 线为输电线上损失的电压，I 为线路上的电流．
高压交流输电和高压直流输电
[先填空] 1．高压交流输电 (1)基本环节升压变压器
降压变压器
发电厂（站） ―→ 高压输电线路 ―→ 用户
2．高压直流输电 (1)主要构造整流站、直流线路和逆变站三部分． (2)原理图：(如图 4-3-5 所示)
图 4-3-5
(3)高压直流输电的优点高压直流输电的过程是在高压交流输电的基础上完善而成的，它的主要优点有： ①节省材料，架设方便． ②不存在容抗和感抗引起的损耗． ③易于建设输电网，不需要考虑各发电机的同步问题．