2019_2020学年高中物理第4章远距离输电本章优化总结学案鲁科版.docx

本章优化总结学生用书P57)变压器问题学生用书P571变压器电路的动态分析问题(1)匝数比不变的情况如图甲所示，不变，负载R变化U1不变，根据知，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2都不变当负载电阻R发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化I2变化引起P2变化，P1P2，故P1发生变化(2)负载电阻不变的情况如图乙所示，改变，负载R不变U1不变，发生变化，故U2发生变化负载电阻R不变，U2改变，故I2发生变化根据P2，P2发生变化，再根据P1P2知P1变化，P1U1I1，U1不变，故I1发生变化2变压器原线圈中有用电器的问题：变压器的电压关系中的U1和功率关系中的P1是指原线圈的端电压和输入功率，原线圈中有用电器时要注意区分电源电压和原线圈的端电压3有两组以上副线圈的变压器问题：由互感现象可知，对有两组以上副线圈的变压器，由于通过每个线圈的磁通量变化率相同，所以，即U1U2U3n1n2n3，由能量守恒可知P出P入，即P1P2P3，则U1I1U2I2U3I3，可求得n1I1n2I2n3I3.4铁芯中磁路有分支的变压器问题：先确定哪是原线圈哪是副线圈，再分析磁通量分配关系，结合法拉第电磁感应定律分析计算，切忌生搬硬套.(1)如图甲所示，理想变压器铁芯上绕有A、B、C三个线圈，匝数比为nAnBnC421，在线圈B和C的两端各接一个相同的电阻R，当线圈A接交流电源时，交流电流表A2的示数为I0，则交流电流表A1的示数为_(2)如图乙所示，“日”字形变压器中有两组线圈AB、CD，它们的匝数之比为n1n221.若在AB两端输入220 V的交变电压，则CD两端的输出电压为_V；若在CD两端输入110 V的交变电压，则AB两端的输出电压为_V.解析(1)由和IC，得IC0.5I0.再利用关系式nAIAnBIBnCIC，即4IA2I010.5I0，得IA0.625I0.即电流表A1的示数为0.625I0.(2)当在AB两端输入交变电压时，线圈n1中的磁通量发生变化，由于左侧铁芯的存在，通过线圈n2的磁通量始终只为线圈n1中的一半，因此这时AB、CD两端电压的关系应为，所以CD两端的输出电压为55 V；同理，当在CD两端输入交变电压时，CD、AB两端电压的关系应为，所以AB两端的输出电压为110 V.答案(1)0.625I0(2)55110例1题第(1)问中如果用电流与线圈匝数成反比的关系来解，由得出IA0.5I0就错了应该注意到变压器有两个副线圈，电流的反比关系不成立，但电压与线圈匝数成正比的关系还是成立的，应先根据这一关系求出线圈C两端的电压，再根据条件求出C中的电流 1.如图所示，两种情况下灯泡L2、L3的功率均为P，且L1、L2、L3为相同的灯泡，匝数比n1n231，假设灯泡电阻恒定，则图甲中L1的功率和图乙中L1的功率分别为()AP，PB9P，PCP，9P DP，9P解析：选B.本题的易错之处是“因不能看透L1与原线圈的连接方式而导致不能正确选择计算题中图甲、乙中L1的功率的公式”设灯泡的电阻为R、额定电流为I，根据及U2IR得U13IR，根据功率关系得U1I12I2R，解得I1I，故题图甲中灯泡L1的功率PL1，又PI2R，解得PL19P，题图乙中L1的功率PL1IR，又PI2R，解得PL1P，选项B正确远距离输电问题学生用书P58处理远距离输电问题时，应根据具体问题画出类似于如图所示的输电线路示意图，抓住输电的两头电源和用电器；分析一条线输电线；研究两次电压变换升压变换和降压变换分析方法：(1)理清“三个回路”如图所示为远距离输电的简化电路原理图我们可以把它划分为三个回路，即图中所示的回路1、回路2和回路3.(2)抓住“两个联系”在上图中，理想升压变压器联系了回路1和回路2，由变压器原理可以得到线圈1(匝数为n1)和线圈2(匝数为n2)中各相关量之间的关系：，P1P2理想降压变压器联系了回路2和回路3，由变压器原理可以得到线圈3(匝数为n3)和线圈4(匝数为n4)中各相关量之间的关系：，P3P4(3)掌握“一个能量守恒关系”远距离输电过程中，在回路2的输电线上会损耗一小部分电功率，剩余的绝大部分电功率通过降压变压器和回路3输送到用户供其使用整个输电过程中的功率关系为P用P总P损此外，在求解远距离输电的相关问题时，我们还应熟练掌握以下两点电压损失：UI线R线，主要原因是输电线有电阻功率损失：P损IR线.某交流发电机输出功率为5105 W，输出电压为U1.0103 V，假如输电线的总电阻R10 ，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户使用电压U用户380 V.(1)画出输电线路的示意图；(标明各部分的符号)(2)所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少？(使用的变压器是理想变压器)解析(1)画出输电线路的示意图如图所示：(2)I1500 AP损5%P5%5105 W2.5104 WP损IR，I250 AI3 A1.25103 A所以.答案(1)见解析(2)110251解决远距离输电问题的基本方法(1)首先画出远距离输电的电路图，并将已知量和待求量写在电路图中的相应位置(2)以变压器为界将整个输电电路划分为几个独立的回路，每个回路都可以用欧姆定律、串并联电路的特点和电功、电功率的公式等进行计算，联系各回路的桥梁是原、副线圈电压、电流与匝数的关系及输入功率和输出功率的关系 2.如图所示，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组成的用户，发电机输出功率是120 kW，输出电压是240 V，升压器原、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)输电线上损失的电功率为多少？(2)降压变压器原、副线圈的匝数比为多少？解析：(1)根据理想变压器的变压规律得输电电压：U2U1240 V6 000 V输电电流：