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1、2022年高二物理上學(xué)期 交變電流 電能的輸送學(xué)案 新人教版 【知識(shí)概要】. 1．如圖：某小型發(fā)電站的發(fā)電機(jī)輸出交流電壓為500 V，輸出電功率為50 kW，如果用電阻為3 Ω的輸電線向遠(yuǎn)處用戶送電，求： （1）用戶獲得的電壓和電功率是多少? （2）輸電線上損失的電功率占輸送功率的百分比。 思考：（1）輸電線上的功率P=___________，電壓U=____________,要降低輸電線上功率、電壓，就要____________。 （2）發(fā)電廠輸出功率P=______________，當(dāng)P一定時(shí)，減小輸電線中電流，就要________________。這樣

2、輸電線上的電壓、功率______________，用戶得到電壓，功率_______________。 （3）設(shè)計(jì)輸電線路，畫出輸電線路圖 （4）如果要求輸電線上損失的電功率是輸送功率的0.6 %，用戶得到的電壓為220 V，不考慮變壓器的能量損失，求：升壓變壓器和降壓變壓器兩個(gè)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比各是多少? （5）輸送電能時(shí)，先在發(fā)電廠用___________________，再用________________送給用戶。 【課堂例題】 【例1】（ ）某小型水電站的電能輸送示意圖如圖9所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓為200 V，輸電

3、線總電阻為r，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n3、n4(變壓器均為理想變壓器)．要使額定電壓為220 V的用電器正常工作， A.＞ B.＜ C．升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入 D．升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率 【例2】（ ）2008年1月10日開(kāi)始的低溫雨雪冰凍造成我國(guó)部分地區(qū)嚴(yán)重災(zāi)害，其中高壓輸電線因結(jié)冰而損毀嚴(yán)重。此次災(zāi)害牽動(dòng)億萬(wàn)人的心，為消除高壓輸電線上的凌冰，有人設(shè)

4、計(jì)了這樣的融冰思路：利用電流的熱效應(yīng)除冰。若在正常供電時(shí)，高壓線上送電電壓為U，電流為I，熱耗功率為ΔP；除冰時(shí)，輸電線上的熱耗功率需變?yōu)?ΔP，則除冰時(shí)（認(rèn)為輸電功率和輸電線電阻不變） A.輸電電流為3I B.輸電電流為9I C.輸電電壓為3U D.輸電電壓為U 【例3】( )如圖所示，T為理想變壓器，副線圈回路中的輸電線ab和cd的電阻不可忽略，其余輸電線電阻可不計(jì)，則當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí) A.交流電壓表和的示數(shù)一定都變小 B.交流電壓表的示數(shù)變小 C.交流電流表、和的示數(shù)一定變大 D.只有的示數(shù)變大 【例4】如圖所示，交流發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)E=20 V，

5、內(nèi)阻不計(jì)，它通過(guò)一個(gè)R=6 Ω的指示燈連接到一個(gè)理想降壓變壓器的輸入端，在變壓器的輸出端并聯(lián)著24盞規(guī)格都是“6 V，0.25 W”的彩色小燈，每盞小燈都正常發(fā)光，導(dǎo)線電阻不計(jì)，求： （1）原線圈中的電流；（2）降壓變壓器初級(jí)、次級(jí)線圈的匝數(shù)比； （3）若只使用18盞彩色小燈，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明這時(shí)每盞小燈的工作狀態(tài)如何？（設(shè)小燈的電阻不隨溫度變化） 【鞏固訓(xùn)練】 （ ）1. xx年春節(jié)前后，我國(guó)南方部分省市的供電系統(tǒng)由于氣候原因遭到嚴(yán)重破壞．為此，某小區(qū)啟動(dòng)了臨時(shí)供電系統(tǒng)，它由備用發(fā)電機(jī)和副線圈匝數(shù)可調(diào)的變壓器組成，如圖所示，發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)e＝

6、480sin(100πt)V(不考慮其內(nèi)阻)，圖中R表示輸電線的電阻．滑動(dòng)觸頭P置于a處時(shí)，用戶的用電器恰好正常工作，在下列情況下，要保證用電器仍能正常工作，則(　　) A．若A2示數(shù)為2 A，R＝10 Ω，則原副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝2∶1 B．若A2示數(shù)為2 A，R＝10 Ω，則原副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝2∶1 C．當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出的電壓發(fā)生波動(dòng)使V1示數(shù)小于正常值，用電器不變時(shí)，應(yīng)使滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng) D．如果V1示數(shù)保持正常值不變，那么當(dāng)用電器增加時(shí)，滑動(dòng)觸頭P應(yīng)向上滑 （ ）2.如圖所示為一理想變壓器，S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，U1

7、為加在原線圈兩端的電壓，I1為原線圈中的電流強(qiáng)度，則（ ） A.保持U1及P的位置不變，S由a合到b時(shí)，I1將增大 B.保持U1及P的位置不變，S由b合到a時(shí)，R消耗的功率減小 C.保持U1不變，S合在a處，使P上滑，I1將增大 D.保持P的位置不變，S合在a處，若U1增大，I1將增大 3.如圖所示，左側(cè)的圓形導(dǎo)電環(huán)半徑為r=1.0 cm，導(dǎo)電環(huán)與一個(gè)理想變壓器的原線圈相連，變壓器的副線圈兩端與一個(gè)電容為C=100 pF的電容器相連，導(dǎo)電環(huán)的電阻不計(jì)，環(huán)中有垂直于圓環(huán)平面的變化磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化率為=100 πsin ωt，若電容器C所帶電荷量的最大值為×10-9 C

8、，求：所用理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)之比為（取π2=10） （ ）4.如圖所示，有一理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)比為n∶1，原線圈接正弦交流電壓U，輸出端串接一個(gè)電流表和一個(gè)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)線圈電阻為R，當(dāng)輸入端接通電源后，電流表（內(nèi)阻不計(jì)）讀數(shù)為I，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一重物勻速上升，則 A.電動(dòng)機(jī)兩端電壓等于IR B.電動(dòng)機(jī)消耗的功率為I2R C.原線圈中的電流為 D.變壓器的輸入功率為 5.在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，要考慮盡量減少輸電線上的功率損失，有一個(gè)發(fā)電站，輸送的電功率為P=500 kW，當(dāng)使用U=5 kV的電壓輸電時(shí)，測(cè)得安裝在輸電線路起點(diǎn)和終點(diǎn)處的兩只電度表一晝夜示數(shù)相差4 800度，求： （1）這時(shí)的輸電效率η和輸電線的總電阻r。 （2）若想使輸電效率提高到98%，又不改變輸電線，那么電站應(yīng)使用多高的電壓向外輸電? 6.有一臺(tái)內(nèi)阻為1 Ω的發(fā)電機(jī)，供給一學(xué)校照明用電，如圖所示.升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶4，降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為4∶1，輸電線的總電阻為4 Ω，全校共有22個(gè)班，每班有“220 V 40 W”燈6盞，若保證全部電燈正常發(fā)光，求： （1）發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為多大? （2）發(fā)電機(jī)的輸出功率為多大? （3）輸電效率為多少?