2018-2019学年高二物理沪科版选修3-2学案：第3章 章末复习课
文档属性
| 名称 | 2018-2019学年高二物理沪科版选修3-2学案：第3章 章末复习课 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 93.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 沪科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2018-09-12 16:27:15 | ||
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文档简介
章末复习课
[巩固层·知识整合]
[体系构建]
[核心速填]
1．高压输电原理
(1)输电线上电压损失U损＝I·r＝·r.
(2)输电线上功率损失P损＝I2r＝·r.
2．理想变压器
(1)理想变压器由原线圈、副线圈、闭合铁心组成．
(2)电压关系：＝.
(3)电流关系(只限一个副线圈)：＝.
(4)功率关系：P入＝P出或U1I1＝U2I2.
[提升层·能力强化]
理想变压器的动态分析
解答这类问题首先是分清变量和不变量，然后结合变压器的基本规律和欧姆定律分析相关量的变化情况．
(1)理想变压器将电能由原线圈传给副线圈时总是“量出而入”即输出功率决定输入功率．
(2)可以把理想变压器的副线圈看作给用户供电的无阻电源，可以参照直流电路动态分析的方法，分析负载电路的动态变化．
(多选)如图3-1所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合开关S，下列说法正确的是( )
A．P向下滑动时，灯L变亮
B．P向下滑动时，变压器的输出电压不变
C．P向上滑动时，变压器的输入电流变小
D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大
【思路点拨】 由滑片P的移动确定负载电阻的变化，从而确定变压器输出电流及功率的变化．
BD [由于理想变压器输入电压U1不变，原、副线圈匝数不变，所以输出电压U2也不变，灯L亮度不随P的滑动而改变，故选项A错误，选项B正确．P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，负载总电阻R总减小，由I2＝知，通过副线圈的电流I2增大，输出功率P2＝U2I2增大，再由＝知输入电流I1也增大，故选项C错误，D正确．]
[一语通关] 理想变压器动态问题的处理方法
1．首先抓住三个决定原则：输入电压U1决定输出电压U2；输出电流I2决定输入电流I1；输出功率P2决定输入功率P1.
2．把副线圈当作电源，研究副线圈电路电阻变化．
3．根据闭合电路的欧姆定律，判定副线圈电流的变化、功率的变化．
[针对训练]
1．(多选)如图3-2所示为一含理想变压器的电路图，S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1为原线圈中的电流，则( )
图3-2
A．保持U1及P的位置不变，S由a扳向b时，I1将增大
B．保持U1及P的位置不变，S由b扳向a时，R消耗功率增大
C．保持U1不变，S接在a处，使P上滑，I1将增大
D．保持P的位置不变，S接在a处，若U1增大，I1将增大
AD [保持U1及P的位置不变，S由a扳向b时，n1减小，增大，则U2＝U1，知U2变大，则输出电流I2增大，输出功率增大，输入功率也增大，由P1＝U1I1知，I1增大，A正确；同理，S若由b扳向a，R消耗功率将减小，B错误；U1不变，S接在a处，使P上滑时，I2减小，I1也减小，故C错误；保持P的位置不变，S接在a处，若使U1增大，则U2也增大，即I2＝增大，由I1＝I2知，I1也应增大，故D正确．]
远距离高压输电
1.输电示意图(如图3-3)
图3-3
2．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：＝，U2＝U线＋U3，＝.
(3)电流关系：＝，I2＝I线＝I3，＝.
(4)输电电流：I线＝＝＝.
(5)输电导线上损耗的电功率：
P损＝P2－P3＝IR线＝＝U线I线．
(6)输电导线上的电压损失：
U线＝I线·R线＝U2－U3.
某小型水力发电站的发电输出功率为5×104W，发电机的输出电压为250 V，输电线总电阻R线＝5 Ω.为了使输电线上损失的功率为发电机输出功率的4%，必须采用远距离高压输电的方法，在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器．设用户所需电压为220 V，不计变压器的损失(g取10 m/s2)．求：
(1)输电线上的电流；
(2)升、降压变压器原、副线圈的匝数比；
(3)可供多少盏“220 V 40 W”的白炽灯正常工作？
【思路点拨】 ①由4%P＝I·R线求输电线上电流；②由P＝I1U1、＝求原副线圈匝数比；③由P－IR线＝nP灯得白炽灯的盏数．
【解析】 (1)输电线中电流：P损＝IR线，
得I2＝＝20 A.
(2)由P＝U2I2，得U2＝ V＝2.5×103V.
对升压变压器：＝＝＝.
对降压变压器：U3＝U2－I2R线＝(2 500－20×5)V＝2 400 V，又U4＝220 V，故＝＝.
(3)n＝＝1 200(盏)．
【答案】 (1)20 A (2) (3)1 200盏
[一语通关] ?1?解答理想变压器问题离不开三个关系：电压关系、电流关系、功率关系，在输入电压不变的情况下，输入电流、输入功率随负载的变化而变化.
?2?远距离高压输电问题中，损耗功率产生在高压输电线上，一般不计变压器上的功率损失.
[针对训练]
2．如图3-4所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝4∶1，原线圈输入电压U1＝1 410sin 100πt(V)，副线圈通过电阻r＝1 Ω的输电线对用户供电，则用户处最多接多少盏“220 V 40 W”的电灯可保证正常发光？
图3-4
【解析】 由题意知原线圈的输入电压为
U1＝＝ V≈1 000 V
根据原、副线圈的匝数比得副线圈的电压为
U2＝U1＝×1 000 V＝250 V
用电器正常工作电压U用＝220 V，则线路损失电压为
ΔU＝U2－U用＝250 V－220 V＝30 V
输电线上的电流为I＝＝ A＝30 A
每只灯泡的正常工作电流为I额＝＝ A＝ A
用户最多可接电灯的盏数为n＝＝盏＝165盏．
【答案】 165盏
[巩固层·知识整合]
[体系构建]
[核心速填]
1．高压输电原理
(1)输电线上电压损失U损＝I·r＝·r.
(2)输电线上功率损失P损＝I2r＝·r.
2．理想变压器
(1)理想变压器由原线圈、副线圈、闭合铁心组成．
(2)电压关系：＝.
(3)电流关系(只限一个副线圈)：＝.
(4)功率关系：P入＝P出或U1I1＝U2I2.
[提升层·能力强化]
理想变压器的动态分析
解答这类问题首先是分清变量和不变量，然后结合变压器的基本规律和欧姆定律分析相关量的变化情况．
(1)理想变压器将电能由原线圈传给副线圈时总是“量出而入”即输出功率决定输入功率．
(2)可以把理想变压器的副线圈看作给用户供电的无阻电源，可以参照直流电路动态分析的方法，分析负载电路的动态变化．
(多选)如图3-1所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合开关S，下列说法正确的是( )
A．P向下滑动时，灯L变亮
B．P向下滑动时，变压器的输出电压不变
C．P向上滑动时，变压器的输入电流变小
D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大
【思路点拨】 由滑片P的移动确定负载电阻的变化，从而确定变压器输出电流及功率的变化．
BD [由于理想变压器输入电压U1不变，原、副线圈匝数不变，所以输出电压U2也不变，灯L亮度不随P的滑动而改变，故选项A错误，选项B正确．P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，负载总电阻R总减小，由I2＝知，通过副线圈的电流I2增大，输出功率P2＝U2I2增大，再由＝知输入电流I1也增大，故选项C错误，D正确．]
[一语通关] 理想变压器动态问题的处理方法
1．首先抓住三个决定原则：输入电压U1决定输出电压U2；输出电流I2决定输入电流I1；输出功率P2决定输入功率P1.
2．把副线圈当作电源，研究副线圈电路电阻变化．
3．根据闭合电路的欧姆定律，判定副线圈电流的变化、功率的变化．
[针对训练]
1．(多选)如图3-2所示为一含理想变压器的电路图，S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1为原线圈中的电流，则( )
图3-2
A．保持U1及P的位置不变，S由a扳向b时，I1将增大
B．保持U1及P的位置不变，S由b扳向a时，R消耗功率增大
C．保持U1不变，S接在a处，使P上滑，I1将增大
D．保持P的位置不变，S接在a处，若U1增大，I1将增大
AD [保持U1及P的位置不变，S由a扳向b时，n1减小，增大，则U2＝U1，知U2变大，则输出电流I2增大，输出功率增大，输入功率也增大，由P1＝U1I1知，I1增大，A正确；同理，S若由b扳向a，R消耗功率将减小，B错误；U1不变，S接在a处，使P上滑时，I2减小，I1也减小，故C错误；保持P的位置不变，S接在a处，若使U1增大，则U2也增大，即I2＝增大，由I1＝I2知，I1也应增大，故D正确．]
远距离高压输电
1.输电示意图(如图3-3)
图3-3
2．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：＝，U2＝U线＋U3，＝.
(3)电流关系：＝，I2＝I线＝I3，＝.
(4)输电电流：I线＝＝＝.
(5)输电导线上损耗的电功率：
P损＝P2－P3＝IR线＝＝U线I线．
(6)输电导线上的电压损失：
U线＝I线·R线＝U2－U3.
某小型水力发电站的发电输出功率为5×104W，发电机的输出电压为250 V，输电线总电阻R线＝5 Ω.为了使输电线上损失的功率为发电机输出功率的4%，必须采用远距离高压输电的方法，在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器．设用户所需电压为220 V，不计变压器的损失(g取10 m/s2)．求：
(1)输电线上的电流；
(2)升、降压变压器原、副线圈的匝数比；
(3)可供多少盏“220 V 40 W”的白炽灯正常工作？
【思路点拨】 ①由4%P＝I·R线求输电线上电流；②由P＝I1U1、＝求原副线圈匝数比；③由P－IR线＝nP灯得白炽灯的盏数．
【解析】 (1)输电线中电流：P损＝IR线，
得I2＝＝20 A.
(2)由P＝U2I2，得U2＝ V＝2.5×103V.
对升压变压器：＝＝＝.
对降压变压器：U3＝U2－I2R线＝(2 500－20×5)V＝2 400 V，又U4＝220 V，故＝＝.
(3)n＝＝1 200(盏)．
【答案】 (1)20 A (2) (3)1 200盏
[一语通关] ?1?解答理想变压器问题离不开三个关系：电压关系、电流关系、功率关系，在输入电压不变的情况下，输入电流、输入功率随负载的变化而变化.
?2?远距离高压输电问题中，损耗功率产生在高压输电线上，一般不计变压器上的功率损失.
[针对训练]
2．如图3-4所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝4∶1，原线圈输入电压U1＝1 410sin 100πt(V)，副线圈通过电阻r＝1 Ω的输电线对用户供电，则用户处最多接多少盏“220 V 40 W”的电灯可保证正常发光？
图3-4
【解析】 由题意知原线圈的输入电压为
U1＝＝ V≈1 000 V
根据原、副线圈的匝数比得副线圈的电压为
U2＝U1＝×1 000 V＝250 V
用电器正常工作电压U用＝220 V，则线路损失电压为
ΔU＝U2－U用＝250 V－220 V＝30 V
输电线上的电流为I＝＝ A＝30 A
每只灯泡的正常工作电流为I额＝＝ A＝ A
用户最多可接电灯的盏数为n＝＝盏＝165盏．
【答案】 165盏