第3章 电磁感应与现代生活 章末总结课件
图片预览
内容文字预览
课件34张PPT。3 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
达标检测
网络构建1电能的输送与变压器功率损失__________
电压损失U损＝IR
高压输电原理高压输电原理基本规律结构：原、副线圈、铁心
原理：电磁感应理想变压器电压关系：________
电流关系：________
功率关系： P1＝P2电能的开发与利用 P损＝I2R
2题型探究一、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2.5 Ω的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3×106 kW.现用500 kV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2×105 A
B.输电线上由电阻造成的损失电压为15 kV
C.若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kW
D.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解析√
用500 kV电压输电时，输电线上的电流为 A＝6 000 A，A错；输电线上由电阻造成的损失电压为ΔU＝IR＝6 000×2.5 V＝15 kV，B对；
若改用5 kV电压输电时，电能在输电线上损耗更大，但最多只能是3×106 kW，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
A.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入减小图1 答案解析√
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＋ΔP
ΔP＝
P用户＝U3I3＝U4I4.
(2)电路知识
U2＝ΔU＋U3
ΔU＝I2R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3答案解析√
例4 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 Ω.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180 V 3 600 W 800 W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的降压变压器降压后供给用户，则用户得到的电压和功率又是多大？图4答案解析219.6 V 4 392 W
输电线路示意图如图所示，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，
达标检测31.(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√1234
12342.(理想变压器基本规律的应用)如图4所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220 V,60 W”灯泡一只，且灯泡正常发光，则 √图4答案解析1234
12343.(理想变压器的动态分析)(多选)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√√答案解析1234S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.12344.(远距离输电电器中的各种关系)一座小型水电站，水以3 m/s的速度流入水轮机，而以1 m/s的速度流出.流出水位比流入水位低1.6 m，水的流量为1 m3/s.如果水流能量的75%供给发电机.则(变压器为理想变压器，g取10 m/s2)：
(1)若发电机效率为80%，则发电机的输出功率多大？答案解析每秒水流机械能损失为
所以P出＝12 kW.123412 kW(2)若发电机的输出电压为240 V，输电线路上的电阻为16 Ω，允许损失的电功率为5%，用户所需电压为220 V，则所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比各是多少？答案解析12343∶25 95∶11
发电机经变压器到用户的输电线路示意图如图所示，P线＝5%P出＝600 W，1234
1234
电能的输送与变压器内容索引
网络构建
题型探究
达标检测
网络构建1电能的输送与变压器功率损失__________
电压损失U损＝IR
高压输电原理高压输电原理基本规律结构：原、副线圈、铁心
原理：电磁感应理想变压器电压关系：________
电流关系：________
功率关系： P1＝P2电能的开发与利用 P损＝I2R
2题型探究一、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2.5 Ω的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3×106 kW.现用500 kV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2×105 A
B.输电线上由电阻造成的损失电压为15 kV
C.若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kW
D.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解析√
用500 kV电压输电时，输电线上的电流为 A＝6 000 A，A错；输电线上由电阻造成的损失电压为ΔU＝IR＝6 000×2.5 V＝15 kV，B对；
若改用5 kV电压输电时，电能在输电线上损耗更大，但最多只能是3×106 kW，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
A.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入减小图1 答案解析√
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＋ΔP
ΔP＝
P用户＝U3I3＝U4I4.
(2)电路知识
U2＝ΔU＋U3
ΔU＝I2R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3答案解析√
例4 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 Ω.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180 V 3 600 W 800 W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的降压变压器降压后供给用户，则用户得到的电压和功率又是多大？图4答案解析219.6 V 4 392 W
输电线路示意图如图所示，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，
达标检测31.(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√1234
12342.(理想变压器基本规律的应用)如图4所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220 V,60 W”灯泡一只，且灯泡正常发光，则 √图4答案解析1234
12343.(理想变压器的动态分析)(多选)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√√答案解析1234S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.12344.(远距离输电电器中的各种关系)一座小型水电站，水以3 m/s的速度流入水轮机，而以1 m/s的速度流出.流出水位比流入水位低1.6 m，水的流量为1 m3/s.如果水流能量的75%供给发电机.则(变压器为理想变压器，g取10 m/s2)：
(1)若发电机效率为80%，则发电机的输出功率多大？答案解析每秒水流机械能损失为
所以P出＝12 kW.123412 kW(2)若发电机的输出电压为240 V，输电线路上的电阻为16 Ω，允许损失的电功率为5%，用户所需电压为220 V，则所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比各是多少？答案解析12343∶25 95∶11
发电机经变压器到用户的输电线路示意图如图所示，P线＝5%P出＝600 W，1234
1234