高中物理 第三章 电路与电能传输 3 电能的传输 4 电能的转化及应用学案 教科版选修11.doc

3电能的传输 4电能的转化及应用学 习 目 标知 识 脉 络1.知道电能输送过程中引起损耗的原因2知道减小线路损耗的方法(难点)3会计算电能的损耗(难点)4知道变压器的工作原理及电压与匝数的关系，并能够进行相关的计算(重点)5了解电能与其他形式的能之间可以相互转化.自 主 预 习探 新 知知识梳理一、高压输电1输电线路上的热损耗：qi2rt.2高压输电的原因输送功率一定pui，提高输送电压u，则可以减小线路上的电流，从而使线路上损耗的功率大幅度减小二、变压器、电能的转化1变压器的结构结构：由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成与电源相连的线圈叫原线圈，也叫初级线圈，与负载相连的线圈叫副线圈，也叫次级线圈2变压器的基本原理是电磁感应3变压器两端的电压变压器原、副线圈两端的电压与其匝数成正比，即.n2n1这种变压器称为升压变压器n2n1这种变压器称为降压变压器4低压用电高压用电很不安全，所以终端用户必须经过降压变压器把电压降下来工农业用电中多采用380 v或者220 v的电压，生活用电一般采用220 v的电压5电能的转化及应用电能可以转化为机械能、化学能、内能、光能、声能、电磁能等基础自测1思考判断(1)输电线路存在电阻，就一定会有电能的损耗()(2)减小输电损耗的最好方法是提高输电电压()(3)电能的损耗受电流的影响比受电阻的影响更为显著()(4)变压器不但能改变交流电压，也能改变直流电压()(5)变压器的原理是一种电磁感应现象，副线圈输出的电流是原线圈电流的感应电流()(6)变压器副线圈匝数多，则副线圈的电压高()【提示】(1)(2)(3)(4)(5)(6)2一变压器原线圈100匝，副线圈200匝，在原线圈加10 v直流电压()a副线圈两端电压为20 vb副线圈两端电压为5 vc副线圈两端电压为0 vd以上说法都不对c在原线圈一侧加上直流电压，产生的电流的磁场是恒定不变的，即穿过副线圈的磁通量不变，不会产生感应电动势，选项c正确3下面可以将电压升高供给家用电灯的变压器是()c电压升高，原线圈的匝数要少于副线圈的匝数，要接交流电，接直流电时变压器不工作，故c正确4(多选)远距离输电时，当输送的功率相同时，输送导线上的电阻损失的功率应是() 【导学号：37032076】a与输送的电压的平方成正比b与输送的电流的平方成正比c与输送的电压的平方成反比d与输电导线上的电压降的平方成正比bcd损失的功率p损i2r，故bd正确；又i得：p损i2r2r，故c正确；综上所述本题答案是bcd.合 作 探 究攻 重 难高压输电1采用高压输电的原因线路中的电阻要消耗电能，线路的电阻越大，流过线路的电流越大，线路中的损耗就越多，减小线路上功率损失的方法有两个途径：第一，减小输电导线上的电阻r.据r知，在实际输电线路中，输电导线的长度不能减小，可以用电阻率小的导体材料，像铜和铝等金、银属于贵重金属，做输电导线就不现实了，但在大规模集成电路里是要用这种金属导体的最后一点是增大导体的横截面积，这又给架线工作带来困难，同时也会耗费大量的金属材料第二，减小输电电流i，根据公式i知，要减小电流，减小输送功率是错误的选择，你的目的就是输送电能再就是提高电压，在输送功率一定、输电线电阻一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，根据公式p损()2r可以推算，输电线上的功率损失将降为原来的.根据以上分析，采用高电压输电是减小输电线上功率损耗最有效、最经济的措施2远距离输电过程的示意图如图331所示理想变压器p1p2，p3p4，p2p3p线耗图3313几个常用的关系式(1)电流关系：，i2i3，.(2)电压关系：u2i2r线u3，其中n1、n2、n3、n4分别表示升压变压器的原、副线圈的匝数和降压变压器的原、副线圈的匝数(3)功率关系：p1p2，p2p线耗p3，p3p4，p4p1p线耗，p线耗ir线(多选)某电站向远处输送一定功率的电能，则下列说法中正确的是()a输电线不变，将送电电压升高到原来的10倍时，输电线损耗的功率减为原来的b输电线不变，将送电电压升高到原来的10倍时，输电线损耗的功率减为原来的c送电电压不变，将输电线的电阻减半时，输电线损耗的功率减为原来的一半d送电电压不变，将输电线的电阻减半时，输电线损耗的功率增为原来的4倍思路点拨：输送功率一定即p送i送u送一定输电线不变即导线电阻r线不变p损i2r线，而i.bc输电线上功率损失p损i2r线()2r线，则r线、p一定时，u升高到原来的10倍，p损减为原来的，a项错，b项对p、u一定时，p损与r线成正比，r线减半，p损也减半，故c对，d错故选bc.在分析这类问题时，要注意输送功率一定时，电压、电流、电阻和功率的关系.针对训练1(多选)远距离输送交变电流都采用高压输电已建成750 kv线路，采用高压输电的优点是()a可以提高输电的效率b可根据需要调节交流电的频率c可减少输电线上的能量损耗d可以减少输电的时间ac远距离输电过程中，由于电流的热效应，输电线上发生热损耗，根据焦耳定律，损耗功率p损i2rr，式中p为输电功率，u为输电电压，r为输电线电阻，在p、r不变时，p损，所以采用高压输电可减少输电线上的能量损耗，提高输电的效率，a、c正确变压器的应用1理想变压器：不计变压器线圈的热损失和铁芯发热损失的能量，变压器副线圈提供给用电器的电功率等于发电机提供给原线圈的电功率2理想变压器的磁通量全部集中在铁芯内，穿过原、副线圈的磁通量相同，穿过每匝线圈的磁通量的变化率也相同，因此每匝线圈产生的感应电动势相同，原、副线圈产生的电动势和原、副线圈的匝数成正比在线圈电阻不计时，线圈两端电压等于电动势所以变压器原、副线圈的两端电压与匝数成正比3升压变压器和降压变压器：由变压器公式，当变压器原线圈匝数少，副线圈匝数多时，副线圈两端电压高于原线圈两端电压，则变压器为升压变压器；当变压器原线圈匝数多，副线圈匝数少时，副线圈两端电压低于原线圈两端电压，则变压器为降压变压器4规律：理想变压器中，原、副线圈两端的电压之比等于它们的匝数之比，.理想变压器的输出功率等于输入功率，p入p出，即u1i1u2i2.因此，原、副线圈中的电流之比等于匝数的反比，.一理想变压器，原线圈输入电压为220 v时，副线圈的输出电压为22 v如将副线圈增加100匝后，则输出电压增加到33 v，由此可知原线圈匝数是_匝，副线圈匝数是_匝【解析】由可知原、副线圈原来的匝数比， 若副线圈增加n100匝，输出电压u233 v，由可得， 由得n12 000匝，n2200匝【答案】2 000200无论线圈的匝数增加还是减小，紧紧抓住电压与匝数成正比的关系去列式求解.针对训练2如图332所示，理想变压器原、副线圈匝数比为31，副线圈接三个相同的灯泡，均能正常发光，原线圈上串联一相同的灯泡a，则() 【导学号：37032077】图332a灯a也能正常发光b灯a将会烧坏c灯a比另三个灯都暗d不能确定a原线圈、副线圈电流之比，i1，副线圈中通过每灯的电流等于其额定电流i额，通过灯a的电流i1i额，所以也能正常发光当 堂 达 标固 双 基1(多选)关于输电技术，下列说法中正确的是()a减小输电导线的电阻可以减小损失的功率b提高输送电压从而减小输送电流，可以减小损失的功率c提高输送电压可减小损失的功率，因此可以无限提高输电电压d采用电网供电可减小损失的功率ab减小损失的功率可以通过减小输电线的电阻和输电电流来实现减小输电电流即提高输电电压，但不能无限提高采用电网供电可以减少重复建设，保障供电质量，合理调度电力2(多选)远距离输送交流电都采用高压输电，我国正在研究用比330 kv高得多的电压进行输电，采用高压输电的优点是()a可节省输电线的铜材料b可根据需要调节交流电的频率c可减少输电线上的能量损失d可加快输电的速度ac在保证功率不变的情况下，提升电压的目的就是降低输电电流，从而可以减少送电损失，并能节省电线材料3500千伏超高压输电是我国目前正在实施的一项重大工程若输送功率为3 200万千瓦，原来采用200千伏输电，由于输电线有电阻而损失的电功率为p，则采用500千伏超高压输电后，在输电线上损失的电功率为(设输电线的电阻未变)()a0.4 pb0.16 pc2.5 pd6.25 pb根据p损r可知