交变电流与远距离输电学案.doc

第十九讲 交变电流与远距离输电高考试题回顾：1、（江苏卷）7.在如图多事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w w w.ks5 u .c om（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2、（海南卷）9如右图，一理想变压器原副线圈匝数之比为4：1 ，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电路中R为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表下列结论正确的是A若电压表读数为6V，则输入电压的最大值为V B若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数减小到原来的一半C若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2倍D若保持负载电阻的阻值不变输入电压增加到原来的2倍，则输出功率增加到原来的4倍3、（福建卷）13中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原采用500kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P。在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为AP/4 BP/2 C2P D4P4、（广东卷）19图7是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的A周期是0.01S B最大值是311V C有效值是220V D表达式为U=220sin100t（V）5、（山东卷）19一理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，为滑动变阻器的触头。下列说法正确的是A. 副线圈输出电压的频率为50HzB. 副线圈输出电压的有效值为31VC. 向右移动时，原、副线圈的电流比减小来D. 向右移动时，变压器的输出功率增加6、（天津卷）7为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示。当开关S闭合后AA1示数变大，A1与A2示数的比值不变BA1示数变大，A1与A2示数的比值变大CV2示数变小，V1与V2示数的比值变大DV2示数不变，V1与V2示数的比值不变知识归纳总结：一、交流电： （1）正弦交变电流的瞬时值表达式 对纯电阻电路，设闭合电路总电阻为R，由欧姆定律得闭合回路的电流瞬时值：（2）在交变电流的产生过程中，要注意理解两个特殊位置的不同特点线圈平面与中性面重合时，SB，=BS最大，0，e0，i0，电流方向将发生改变。线圈平面与中性面垂直时，SB，0，=nBS最大，e最大，i最大，电流方向不变。（3）正弦交变电流的图象正弦交变电流随时间的变化情况可以从图象上表示出来，图象描述的是交变电流随时间变化的规律，它是一条正弦曲线，如图所示从图中我们可以找出正弦交变电流的最大值、周期T，也可以根据线圈在中性面时感应电动势e为零、感应电流i为零、线圈中的磁通量最大的特点找出线圈旋转到中性面的时刻；线圈中磁通量最大的时刻是零时刻、t2时刻和t4时刻。也可以根据线圈旋转至平行磁感线时，感应电动势最大、线圈中感应电流最大和磁通量为零的特点，找出线圈平行磁感线的时刻；线圈中磁通量为零是在t1时刻和t3时刻，感应电动势最大和感应电流最大的时刻t1时刻和t3时刻。二、交流电的有效值（1）正弦式的交流电，其有效值与最大值的关系是：（2）正弦半波交流电的有效值若将图所示的交流电加在电阻R上，那么经一个周期产生的热量应等于它为全波交流电时的l2，即，而，因而得，同理得。（3）正弦单向脉冲电流的有效值因为电流热效应与电流方向无关，所以图所示正弦单向脉动电流与正弦交流电通人电阻时所产生的热效应完全相同，即,。（4）矩形脉冲电流的有效值如图所示电流实质是一种脉冲直流电，当它通入电阻后一个周期内产生的热量相当于直流电产生热量的，这里t1是一个周期内脉冲时间由，或，得，。当时, ，。（5）非对称性交流电有效值假设让一直流电压U和图所示的交流电压分别加在同一电阻上，交流电在一个周期内产生的热量为，直流电在相等时间内产生的热量，根据它们的热量相等有得: 同理有。三、电感和电容对交变电流的影响比较项目电感电容阻碍作用的名称感抗容抗阻碍作用产生的原因电流变化时线圈中产生自感电动势阻碍电流的变化电压变化时电容反复充放电，板上积聚的电荷阻碍电流的变化阻碍作用大小的因素跟自感系数、交变电流频率有关跟电容量、交变电流频率有关交流电路中的应用通直流、阻交流通低频、阻高频通交流、隔直流通高频、阻低频四、变压器及其原理（1）主要构造：是由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成的变压器构造如图。（2）工作原理：根据电磁感应原理来改变交流电压（3）理想变压器：不考虑铜损（线圈电阻产生的焦耳热）、铁损（涡流产生的焦耳热）和漏磁的变压器，即它的输入功率和输出功率相等功率关系：电压关系：有若干个副线圈时，电流关系：只有一个副线圈时由出及推出有若干副线圈时，。五、远距离输电的基本网络和功率、电压关系1、远距离输送电网基本结构：如图所示2、输电导线损耗的电功率：由及可推得.3、两个基本公式：电压关系能量关系或应用规律方法：一、交变电流的产生及描述例1、一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示，下面说法正确的是（ ）A. 时刻通过线圈的磁通量为零B. 时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C. 时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D每当电动势e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大例2、如图所示，边长为L的正方形线圈abcd的匝数为n，线圈电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线恰好位于匀强磁场的边界上，磁感应强度为B，现在线圈以为轴，以角速度匀速转动，求：闭合电路中电流瞬时值的表达式线圈从图示位置转过900的过程中电阻R上产生的热量通过R的电荷量电阻R上的最大电压二、电感和电容对交变电流的影响例3、如图所示的电路中，当a、b端加直流电压时，Ll灯发光，L2灯不亮，当加同样电压的交流电源时，Ll发光但较暗，L2灯发光较亮，那么以下正确的是（ ）AA中接的是电感线圈，B中接的是电容器BA中接的是电容器，B中接的是电感线圈CA中接的是电阻，B中接的是电容器D若加的交流电频率增大，电压不变，则Ll灯变得更暗，L2灯变得更亮三、对变压电路的分析例4、一理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，如图所示，如果负载电阻的滑动片向上移动，则图中所有交流电表的读数及输入功率变化情况正确的是（均为理想电表）（ ）AV1、 V2不变，A1增大，A2减小，P增大BV1、 V2不变，A1、A2增大，P增大CV1、V2不变，A1、A2减小，P减小DV1不变，V2增大，A1减小，A2减小，P减小四、远距离输电例5、远距离输电线路的示意图如图所示，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是（ ）A升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决定C当用户用电器的总电阻减少时，输电线上损失的功率增大D升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压例6、发电机的端电压220 V，输出电功率为44 kW，输电导线的电阻为0. 2，如果用初、次级匝数之比为1:10的升压变压器升压，经输电线路后，再用初、次级匝数比为10:1的降压变压器降压供给用户（1）画出全过程的线路图（2）求用户得到的电压和功率（3）若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的功率和电压能力强化训练1、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴匀速转动，产生的交流电动势的最大值为设t=0时线圈平面与磁场平行，当线圈的匝数增加一倍，转速也增大一倍，其他条件不变时，交流电的电动势为（ ）A BC D2、在发电站输送电功率一定的情况下，远距离输电时输电线上损失的热功率（ ）A跟电站输送的电压成反比，跟输电线的电阻成正比B跟电站输送的电压成正比，跟输电线的电阻成反比C跟电站输送的电压成反比，跟输电线的电阻成反比D跟电站输送电压的平方成反比，跟输电线的电阻成正比3、两个相同的电阻，分别通以如图所示的正弦交变电流和方波形交变电流，两种交变电流的最大值相等，周期相等则在一个周期内，正弦式交流电在电阻上产生 的焦耳热与方波式交流电在电阻上产生的焦耳热之比等于（ ）A3:1 B1:2 C2:1 D4:34、图表示一交变电流随时间变化的图象，此交变电流的有效值是（ ）A5A B5 A C3.5A D3.5 A5、一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场位于线圈平面内的固定轴转动线圈中的感应电动势e随时间t的变化关系如图所示下面说法中正确的是（ ）At1时刻通过线圈的磁通量为零Bt2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大Ct3时刻通过线圈的磁通量的变化率的绝对值最大D每当e变换方向时，通过线圈磁通量的绝对值都为最大6、如图所示，理想变压器的初、次级分别接着完全相同的灯泡Ll、L2