高中物理 第3章 電能的輸送與變壓器 微型專題5 變壓器的動(dòng)態(tài)分析 遠(yuǎn)距離輸電課件 滬科選修32

微型專題5變壓器的動(dòng)態(tài)分析遠(yuǎn)距離輸電第3章電能的輸送與變壓器內(nèi)容索引知識(shí)探究新知探究 點(diǎn)點(diǎn)落實(shí)達(dá)標(biāo)檢測(cè)當(dāng)堂檢測(cè) 鞏固反饋知識(shí)探究1.電壓、電流、功率的制約關(guān)系一、理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析(2)功率制約：P出決定P入，P出增大，P入增大；P出減小，P入減?。籔出為0，P入為0.(3)電流制約：當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比 一定，且輸入電壓U1確定時(shí)，副線圈中的輸出電流I2決定原線圈中的電流I1，即I1 .2.對(duì)理想變壓器進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的兩種常見情況：(1)原、副線圈匝數(shù)比不變，分析各物理量隨負(fù)載電阻變化而變化的情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的順序是RI2P出P入I1.(2)負(fù)載電阻不變，分析各物理量隨匝數(shù)比的變化而變化的情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的順序是n1、n2U2I2P出P入I1.例例1(多選)如圖1所示，理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表，副線圈匝數(shù)可以通過滑動(dòng)觸頭Q來調(diào)節(jié)，在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動(dòng)變阻器R，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭.在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電，則圖1A.保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大B.保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小C.保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大D.保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小答案解析針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練1如圖2所示，用一理想變壓器給負(fù)載供電，變壓器輸入端的電壓不變，開始時(shí)開關(guān)S是斷開的.現(xiàn)將開關(guān)S閉合，則圖中所有交流電表的示數(shù)以及輸入功率的變化情況是圖2A.V1、V2的示數(shù)不變，A1的示數(shù)增大，A2的示數(shù)減小，P入增大B.V1、V2的示數(shù)不變，A1、A2的示數(shù)增大，P入增大C.V1、V2的示數(shù)不變，A1、A2的示數(shù)減小，P入減小D.V1的示數(shù)不變，V2的示數(shù)增大，A1的示數(shù)減小，A2的示數(shù)增大，P入減小答案解析解析解析電壓表V1的示數(shù)由輸入電壓決定；電壓表V2的示數(shù)由輸入電壓U1(大小等于電壓表V1的示數(shù))和匝數(shù)比 決定；電流表A2的示數(shù)即I2由輸出電壓U2(大小等于電壓表V2的示數(shù))和負(fù)載電阻R負(fù)決定；電流表A1的示數(shù)即I1由變壓器的匝數(shù)比和輸出電流I2決定；P入隨P出而變化，由P出決定.因輸入電壓不變，所以電壓表V1的示數(shù)不變；據(jù)公式U2，可知U2也不變，即電壓表V2的示數(shù)不變；又據(jù)I2 知，S閉合后R負(fù)減小，故I2增大，電流表A2的示數(shù)增大；輸入電流I1隨輸出電流I2的增大而增大，故電流表A1的示數(shù)增大；因P出U2I2，故P出增大；P入隨P出變化，故P入也增大；可見本題的正確選項(xiàng)為B.解決遠(yuǎn)距離輸電問題時(shí)，需要畫輸電的電路圖，理清三個(gè)回路，抓住兩個(gè)聯(lián)系，掌握一個(gè)定律.1.畫圖、理清三個(gè)回路(如圖3所示)二、遠(yuǎn)距離高壓輸電問題圖32.抓住兩個(gè)聯(lián)系(1)理想升壓變壓器聯(lián)系回路1和回路2(2)理想降壓變壓器聯(lián)系回路2和回路33.掌握一個(gè)定律根據(jù)能量守恒定律得P2PP3.例例2如圖4所示，發(fā)電站通過升壓變壓器、輸電導(dǎo)線和降壓變壓器把電能輸送到用戶(升壓變壓器和降壓變壓器都可視為理想變壓器)，若發(fā)電機(jī)的輸出功率是100 kW，輸出電壓是250 V，升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為125.圖4(1)求升壓變壓器的輸出電壓和輸電導(dǎo)線中的電流；答案答案6 250 V16 A答案解析(2)若輸電導(dǎo)線中的電功率損失為輸入功率的4%，求輸電導(dǎo)線的總電阻和降壓變壓器原線圈兩端的電壓.答案答案15.625 6 000 V答案解析因?yàn)閁U2U3I2R線所以U3U2I2R線6 000 V.針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練2(多選)如圖5為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1和輸電線的電阻、理想變壓器匝數(shù)均不變，且n1n2n4n3.當(dāng)用戶用電器的總電阻減小時(shí)A.U1U2U4U3B.用戶的電壓U4增加C.輸電線上的損失功率增大D.用戶消耗的功率等于發(fā)電機(jī)的輸出功率答案解析圖5用戶用電器總電阻減小，則電流增大，所以輸電線上的電流增大，根據(jù)P損I2r知，輸電線上損耗的功率增大，根據(jù)UIr知，輸電線上的電壓損失變大，發(fā)電機(jī)的輸出電壓不變，則升壓變壓器的輸出電壓不變，降壓變壓器的輸入電壓變小，用戶的電壓U4減小，故B錯(cuò)誤，C正確.用戶消耗的功率等于發(fā)電機(jī)的輸出功率與輸電線上損失的功率之差，故D錯(cuò)誤. 達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.(理想變壓器動(dòng)態(tài)分析理想變壓器動(dòng)態(tài)分析)(多選)如圖6所示，某理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)均可調(diào)節(jié)，原線圈兩端電壓為一最大值不變的正弦交流電，在其他條件不變的情況下，為了使變壓器輸入功率增大，可使A.原線圈匝數(shù)n1增加 B.副線圈匝數(shù)n2增加C.負(fù)載電阻R的阻值增大 D.負(fù)載電阻R的阻值減小答案123圖6解析123分析可得選項(xiàng)B、D正確.2.(理想變壓器動(dòng)態(tài)分析理想變壓器動(dòng)態(tài)分析)(多選)如圖7所示的電路中，P為滑動(dòng)變阻器的滑片，保持理想變壓器的輸入電壓U1不變，閉合開關(guān)S，下列說法正確的是A.P向下滑動(dòng)時(shí)，燈L變亮B.P向下滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出電壓不變C.P向上滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸入電流變小D.P向上滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出功率變大答案圖7123解析解析解析由于理想變壓器輸入電壓U1不變，原、副線圈匝數(shù)不變，所以輸出電壓U2也不變，燈L的亮度不隨P的滑動(dòng)而改變，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確.1233.(遠(yuǎn)距離高壓輸電問題遠(yuǎn)距離高壓輸電問題)風(fēng)力發(fā)電作為新型環(huán)保能源，近年來得到了快速發(fā)展，如圖8所示的風(fēng)車陣中發(fā)電機(jī)輸出功率為100 kW，輸出電壓是250 V，用戶需要的電壓是220 V，輸電線總電阻為10 .若輸電線因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的4%.(1)畫出此輸電線路的示意圖；123圖8答案解析答案答案見解析圖解析解析如圖所示(2)求用戶得到的電功率；123答案解析答案答案96 kW解析解析輸電線損失的功率P損P4%100 kW4%4 kW.用戶得到的電功率P用PP損96 kW.(3)求在輸電線路中設(shè)置的升、降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比.123答案解析答案答案12024011升壓變壓器輸出電壓升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比：電壓損失U損I2R線2010 V200 V.降壓變壓器原線圈兩端電壓U3U2U損4 800 V.降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比123