20xx版高考物理人教版一輪學(xué)案：112-理想變壓器-電能的輸送-【含答案】(編輯修改稿)
2025-04-05 05:55 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 值恒定的電壓，副線圈匝數(shù)可調(diào)，輸出電壓通過(guò)輸電線輸送給用戶(hù)(小燈泡等用電器)，R表示輸電線的電阻，則( B )A．用電器增加時(shí)，變壓器輸出電壓增大B．要提高用戶(hù)的電壓，滑動(dòng)觸頭P應(yīng)向上滑C．用電器增加時(shí)，輸電線的熱損耗減小D．用電器增加時(shí)，變壓器的輸入功率減小[解析] 由于變壓器原、副線圈的匝數(shù)不變，而且輸入電壓不變，因此用電器增加不會(huì)影響輸出電壓，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)變壓器的變壓比可知輸出電壓U2＝U1，當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向上滑時(shí)，n2增大，所以輸出電壓增大，用戶(hù)的電壓增大，故B項(xiàng)正確；由于用電器是并聯(lián)的，因此用電器增加時(shí)總電阻變小，輸出電壓不變，總電流增大，故輸電線的熱損耗增大，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；用電器增加時(shí)總電阻變小，總電流增大，變壓器輸出功率增大，所以輸入功率增大，故D項(xiàng)錯(cuò)誤?？键c(diǎn)三 遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題1．理清三個(gè)回路遠(yuǎn)距離輸電電網(wǎng)間的基本結(jié)構(gòu)如圖所示。輸電過(guò)程的電路被劃分為三個(gè)獨(dú)立的回路，即電源回路、輸送回路和用戶(hù)回路。在每個(gè)回路中，變壓器的原線圈是回路的用電器，而相應(yīng)的副線圈是下一個(gè)回路的電源，每個(gè)回路均可應(yīng)用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路的規(guī)律，而變壓器的電壓、電流、功率關(guān)系則是聯(lián)系不同回路的橋梁．2．抓住聯(lián)系(1)理想的升壓變壓器聯(lián)系了電源回路和輸送回路，由理想變壓器原理可得：線圈1(匝數(shù)為n1)和線圈2(匝數(shù)為n2)中各個(gè)量間的關(guān)系是＝，P1＝P2，I1n1＝I2n2。(2)理想的降壓變壓器聯(lián)系了輸送回路和用戶(hù)回路，由理想變壓器原理可得：線圈3(匝數(shù)為n3)和線圈4(匝數(shù)為n4)中各個(gè)量間的關(guān)系是＝，P3＝P4 ，I3n3＝I4n4。3．掌握一個(gè)關(guān)系發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，并通過(guò)導(dǎo)線將能量輸送給線圈1，線圈1上的能量就是遠(yuǎn)程輸電的總能量，在輸送過(guò)程中，先被輸送回路上的導(dǎo)線電阻損耗一小部分，剩余的絕大部分通過(guò)降壓變壓器和用戶(hù)回路被用戶(hù)使用消耗，所以其能量關(guān)系為P1＝P線損＋P用戶(hù)。例3 某村在距村莊較遠(yuǎn)的地方修建了一座小型水電站，發(fā)電機(jī)輸出功率為9 kW，輸出電壓為500 V，輸電線的總電阻為10 Ω，允許線路損耗的功率為輸出功率的4%。求：(1)村民和村辦小企業(yè)需要220 V電壓時(shí)，所用升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比各為多少？(不計(jì)變壓器的損耗)(2)若不用變壓器而由發(fā)電機(jī)直接輸送，村民和村辦小企業(yè)得到的電壓和功率是多少？[解析] (1)輸電電路如圖所示：由ΔP＝4%P輸出和ΔP＝IR得I2＝＝6 A則U送＝＝1 500 V升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比＝＝＝輸電線上電壓損失ΔU＝I2R＝60 V故降壓變壓器輸入電壓U1＝U送－ΔU＝1 440 V故降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比＝＝＝。(2)若不用變壓器，則輸電電流I＝＝18 AU＝U0－IR＝320 V，P＝P輸出－I2R＝5 760 W。[答案] (1)1︰3 72︰11 (2)320 V 5 760 W規(guī)律總結(jié) 處理遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的一般思維步驟 (1)畫(huà)出遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，并在圖上標(biāo)出相應(yīng)物理量。(2)以變壓器鐵芯為界線區(qū)分各個(gè)回路。各回路獨(dú)立，運(yùn)用串聯(lián)電路的特點(diǎn)和性質(zhì)，分析回路中的電壓、電流和功率等問(wèn)題。(3)各回路間通過(guò)變壓器的匝數(shù)比、電壓比、電流比和原、副線圈輸入功率與輸出功率相同的關(guān)系相聯(lián)系。(4)在計(jì)算輸電線上的功率損耗時(shí)，思路應(yīng)該是P損＝I2R線＝＝P送－P用，一定不能用P損＝。(5)電網(wǎng)送電遵循“用多少送多少”的原則，說(shuō)明原線圈電流由副線圈電流決定?！沧兪接?xùn)練4〕如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的原理圖，升壓變壓器的變壓比為m，降壓變壓器的變壓比為n，輸電線的電阻為R，升壓變壓器和降壓變壓器均為一理想變壓器，發(fā)電機(jī)輸出的電壓恒為U，若由于用戶(hù)的負(fù)載變化，使電壓表V2的示數(shù)減小了ΔU，則下列判斷正確的是( B )A．電流表A2的示數(shù)增大了B．電流表A1的示數(shù)增大了C
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