2018版高中物理第4章远距离输电习题课变压器的应用及远距离输电课件鲁科版.pptx

第4章,远距离输电,第4讲 习题课 变压器的应用及远距离输电问题,目标定位,1.进一步理解变压器原理及规律. 2.熟练应用变压器原、副线圈的决定因素解决动态分析问题. 3.熟悉远距离输电中的各物理量关系和损耗问题，熟练解决远距离高压输电中的实际问题.,1.理想变压器原、副线圈的三个关系：,P出,2.输电线上的功率损失P损 ，输电线上的电压损失 U . 3.减小输电线路上功率、电压损失的途径： 输电线的电阻、 输电导线中的电流(即提高输电 ).,I2R线,IR线,减小,减小,电压,4.远距离输电的基本原理：在发电站内用 变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过 变压器降到所需的电压.,升压,降压,一、理想变压器中的规律分析,1.功率关系：P入P出.,若有多组副线圈n1I1n2I2n3I3,4.变压器不改变频率 5.原、副线圈的地位 (1)原线圈在原线圈回路中所处的地位是充当负载. (2)副线圈在副线圈回路中所处的地位是充当电源.,例1 如图1甲所示，左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R55 ， 、 为理想电流表和理想电压表.若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V，下列表述正确的是( ),图1,A.电流表的示数为2 A B.原、副线圈匝数比为12 C.电压表的示数为电压的有效值 D.原线圈中交变电压的频率为100 Hz,电流表示数与电压表示数都为有效值，故C正确；,答案 AC,针对训练1 如图2所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为41.原线圈接入一电压为uU0sin t的交流电源，副线圈接一个R27.5 的负载电阻.若U0220 2 V，100 rad/s，则下述结论正确的是( ),图2,答案 AC,二、理想变压器电路的动态问题分析 1.首先明确变压器各物理量间的制约关系 (1)输入电压U1决定输出电压U2：变压器原、副线圈匝数n1、n2确定，U1便决定了U2，与输出端有无负载、负载大小无关，也与变压器有无其他副线圈无关. (2)输出功率P2决定输入功率P1：即用多少送多少.,2.分清动态变化中哪个量变化，结合串、并联电路的特点，欧姆定律及变压器各物理量间因果关系来依次确定其他量变化.,例2 如图3所示，理想变压器原线圈输入电压uUmsin t，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器. 和 是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示； 和 是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示.下列说法正确的是( ),图3,A.I1和I2表示电流的瞬时值 B.U1和U2表示电压的最大值 C.滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大 D.滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小,解析 交流电表测量的是交变电流的有效值，故A、B皆错误；,答案 C,针对训练2 如图4所示，用一理想变压器给负载供电，变压器输入端的电压不变，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( ),图4,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,答案 B,三、远距离高压输电中的损耗问题 1.解决远距离输电问题时，应首先画出输电的电路图，如图5所示，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置.,图5,2.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： P1U1I1U2I2P用户P,P用户U3I3U4I4. (2)电路知识：U2UU1 UI2R.,例3 某发电站通过燃烧煤来发电发电站通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给生产和照明用户，发电机输出功率是120 kW，输出电压是240 V，升压变压器原、副线圈的匝数之比为125，输电线的总电阻为10 ，用户需要的电压为220 V则： (1)输电线上损耗的电功率为多少？ (2)降压变压器原、副线圈的匝数比为多少？,变压器基本规律的应用,图6,答案 BC,变压器电路的动态问题分析 2如图7所示，某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电，在其他条件不变的情况下，为了使变压器输入功率增大，可使 ( ) A原线圈匝数n1增加 B副线圈匝数n2增加 C负载电阻R的阻值增大 D负载电阻R的阻值减小,图7,答案 BD,3.如图8所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为15, 原线圈两端的交变电压为u20 2 sin (100t) V.氖泡在两端电压达到100 V时开始发光.下列说法中正确的有( ),图8,A.开关接通后，氖泡的发光频率为100 Hz B.开关接通后，电压表的示数为100 V C.开关断开后，电压表的示数变大 D.开关断开后，变压器的输出功率不变,故开关接通后，氖泡的发光频率为100 Hz，A项正确；,电压表的示数是有效值，,不论开关是否断开，电压表示数不变，C项错误；开关断开后，变压器的输出功率减小，D项错误.,答案 AB,远距离输电问题分析 4.一台发电机最大输出功率为4 000 kW，电压为4 000 V，经变压器T1升压后向远方输电，输电线路总电阻R线1 k，到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V,60 W).若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则( ) A.T1原、副线圈电流分别为103 A和20 A B.T2原、副线圈电压分别为1.8105 V和220 V C.T1和T2的变压比分别为150和401 D.有6104盏灯泡(220 V,60 W)正常发光,解析 根据题意画出输电线路示意图如图所示.,对升压变压器有P1U1I1，可知I1103 A，由输电线上消耗的功率PI R线400 kW，可知输电线上电流为I220 A，A项正确；,2 2,T1的变压比为I2I1150；根据PU2I2得U22105 V，输电线上电压UI2R线20 000 V，