安徽省芜湖市第一中学高考物理一轮复习 第十二章 第3讲 电能输送教案(通用)

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文档介绍

安徽省芜湖市第一中学高考物理一轮复习 第十二章 第3讲 电能输送教案(通用)

电能输送 ‎ 一、知识清单 ‎1. 远距离输电的电路结构图 Ⅰ.五个关系式 ‎(1)=,=.‎ ‎(2)理想变压器的输入功率等于输出功率,P入=P出.‎ ‎(3)升压变压器原线圈的电流I1=,副线圈的电流I2=,U2为输送电压.‎ ‎(4)功率损失:ΔP=IR线=,P2=P3+ΔP.‎ ‎(5)电压关系:U2=I2R线+U3.‎ Ⅱ.解远距离输电问题的思路 ‎(1)正确画出输电过程示意图并在图上标出各物理量.‎ ‎(2)抓住变压器变压前后各量间关系,求出输电线上的电流.‎ ‎(3)计算电路功率问题时常用关系式:P损=IR线,注意输电线上的功率损失和电压损失.‎ ‎(4)电网送电遵循“用多少送多少”的原则说明原线圈电流由副线圈电流决定.‎ ‎2. 输电线路功率损失的计算方法 ‎(1)P损=P-P′,P为输送的功率,P′为用户所得功率.‎ ‎(2)P损=IR线=()2R线.,I线为输电线路上的电流,R线为线路电阻.‎ 当输送功率一定时,输电电压增大到原来的n倍,输电线上损耗的功率就减小到原来的.‎ ‎(3)P损=,ΔU为输电线路上损失的电压,R线为线路电阻.‎ ‎(4)P损=ΔUI线,ΔU为输电线路上损失的电压,I线为输电线路上的电流.‎ ‎3. 关于远距离输电问题的处理思路 ‎(1)画出输电线路图,将已知量和未知量标在图中相应位置;‎ ‎(2)将输电线路划分为几个独立回路;‎ ‎(3)根据串并联电路特点、欧姆定律、电功率公式等确定各部分回路物理量之间的关系;‎ ‎(4)根据升压、降压,原、副线圈的电压、电流关系和功率关系列式求解。‎ ‎4. 远距离输电问题的分析思路及常见的“三个误区”‎ ‎(1)分析思路:对高压输电问题,应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”,或按从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析.‎ ‎(2)三个误区:‎ ‎(1)不能正确地利用公式P损=2R计算输电线上的损耗功率导致错误;‎ ‎(2)不能正确理解升压变压器的输出电压U2、降压变压器的输入电压U3和输电线上损失的电压ΔU的关系导致错误,三者关系是U2=ΔU+U3;‎ ‎(3)不能正确理解升压变压器的输入功率P1、降压变压器的输出功率P4和输电线上损失的功率P损的关系导致错误,三者关系是P1=P损+P4.‎ 二、例题精讲 ‎5. (多选)发电厂发电机的输出电压为U1,发电厂至学校的输电线电阻为R,通过导线的电流为I,学校的输入电压U2,下列计算线路损耗功率的式子中正确的是( )‎ A. B.     ‎ C.I2R D.I(U1-U2)‎ ‎6.远距离输电的原理图如图10-2-12所示,升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,电压分别为U1、U2,电流分别为I1、I2,输电线上的电阻为R。变压器为理想变压器,则下列关系式中正确的是(  )‎ 图10-2-12‎ A.=        B.I2= C.I1U1=I22R D.I1U1=I2U2‎ ‎7.如图5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,流入用户端的电流为I2。则(  )‎ A.用户端的电压为 B.输电线上的电压降为U C.理想变压器的输入功率为I12r D.输电线路上损失的电功率为I1U ‎8.如图10-2-11所示,甲是远距离输电线路的示意图,乙是发电机输出电压随时间变化的图像,则(  )‎ 图10-2-11‎ A.用户用电器上交流电的频率是100 Hz B.发电机输出交流电的电压有效值是500 V C.输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定 D.当用户用电器的总电阻增大时,输电线上损失的功率减小 ‎9.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2.0×‎‎105 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 三、自我检测 ‎10.图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2,在T的原线圈两端接入一电压u=Umsin ωt的交流电源,若输送电功率为P,输电线的总电阻为2r,不考虑其它因素的影响,则输电线上损失的电功率为(  )‎ A.() B.() C.4()2()2r D.4()2()2r ‎11.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( )‎ A., B.2R, C., D.2R, ‎12.(多选)‎ 在如图所示的远距离输电电路图中,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变,随着发电厂输出功率的增大,下列说法中正确的有( )‎ A.升压变压器的输出电压增大 B.降压变压器的输出电压增大 C.输电线上损耗的功率增大 D.输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 ‎13.(多选)某电厂要将电能输送到较远的用户,输送的总功率为100 kW,电厂输出电压仅为200 V。为减少输送功率损失,先用一理想升压变压器将电压升高再输出,到达目的地后用理想降压变压器降压。已知输电线路的总电阻为120 Ω,若在输电线路上消耗的功率为输送功率的12%,用户所需电压为220 V,则( )‎ A.理想升压变压器的原、副线圈的匝数比为1∶50‎ B.理想降压变压器的原、副线圈的匝数比为35∶1‎ C.理想升压变压器的原、副线圈中的电流分别为‎400 A和‎10 A D.理想降压变压器的原、副线圈中的电流分别为‎10 A和‎400 A ‎14.如图所示,某发电机输出功率是100 kW,输出电压是250 V,从发电机到用户间的输电线总电阻为8 Ω,要使输电线上的功率损失为5%,而用户得到的电压正好为220 V,则升压变压器和降压变压器原、副线圈匝数比分别是( )‎ A.16∶1 190∶11 B.1∶16 11∶190‎ C.1∶16 190∶11 D.16∶1 11∶190‎ ‎15.如图甲是远距离输电线路示意图,图乙是用户端电压随时间变化的图象,则( )‎ A.发电机产生的交流电的频率是100 Hz B.降压变压器输出的电压有效值是340 V C.输电线的电流仅由输送功率决定 D.仅增加升压变压器的副线圈匝数,其他条件不变,输电线上损失的功率减小
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