高中物理 第4章 远距离输电整合课件 鲁科选修32

1、2021/8/11 星期三1本章整合2021/8/11 星期三22021/8/11 星期三3专题一专题二专题一理想变压器的一般分析思路1.电压思路变压器原、副线圈的电压之比为 ;当变压器有多个副线圈时,2.功率思路理想变压器的输入、输出功率关系为P出=P入,即P2=P1。当变压器有多个副线圈时:P1=P2+P3+3.电流思路由 知,对只有一个副线圈的变压器有: ;当变压器有多个副线圈时:n1I1=n2I2+n3I3+2021/8/11 星期三44.制约思路(变压器动态问题)(1)电压制约:当变压器原、副线圈的匝数比 一定时,输出电压U2由输入电压决定,即 ,可简述为“原制约副”。(2)电流制约

2、:当变压器原、副线圈的匝数比 一定,且输入电压U1确定时,原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定,即 ,可简述为“副制约原”。(3)负载制约:变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定,P2=P负1+P负2+;变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压U2决定, ;总功率P总=P线+P2。5.原理思路变压器原线圈中磁通量发生变化,铁芯中 相等,即 。此式适用于交变电流或电压(电流)变化的直流电,但不适用于稳压或恒定电流的情况。专题一专题二2021/8/11 星期三5专题一专题二例题1在如图所示的电路中,理想变压器的变压比为21,四个灯泡完全相同。若已知灯泡L3和L4恰能正常工作,那么()A.

3、L1和L2都能正常工作B.L1和L2都不能正常工作C.L1和L2只有一个能正常工作D.条件不足,无法判断解析:由于副线圈两端并联着两个相同的灯泡L3、L4,每个灯泡正常工作时的实际电流都等于额定电流,因此副线圈中的电流等于一个灯泡额定电流的两倍;根据原、副线圈的电流与匝数成反比,可知原线圈中的电流等于副线圈中的电流的二分之一,即恰好等于灯泡L1、L2的额定电流,从而可以得出结论:L1和L2都能正常工作。故选项A正确。答案:A2021/8/11 星期三6专题一专题二例题2(多选)如图所示,一理想变压器原线圈接入一交流电源,副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻,开关S是闭合的。V1和V2

4、为理想电压表,读数分别为U1和U2;A1、A2和A3为理想电流表,读数分别为I1、I2和I3。现断开S,U1数值不变,下列推断中正确的是()A.U2变小、I3变小B.U2不变、I3变大C.I1变小、I2变小D.I1变大、I2变大2021/8/11 星期三7专题一专题二解析:由 得U2不变;S断开,R总增大,U2不变,则I2变小,由 得I1也变小;I2变小,加在R1两端的电压变小,由UR3=U2-UR1得UR3增大,所以I3变大。选项B、C正确。答案:BC2021/8/11 星期三8专题一专题二专题二远距离输电问题1.基本方法(1)首先画出输电线路示意图。(2)一类是正向题目,由发电升压输电线降

5、压用电器的顺序分析。另一类是由用电器到发电的分析过程。还有一类便为常见的中间突破的题目,即由输电线上的功率损失,求出输送电线上的电流,也就是流过升压变压器副线圈和降压变压器原线圈的电流,再由变压器的工作原理推断发电和用电的问题。2021/8/11 星期三9专题一专题二2.注意问题(1)输电线上功率损失 ,而U损等于升压变压器的输出电压与降压变压器的输入电压之差,R线为两股导线的总电阻,是串联关系而不是并联关系。(2)升压变压器副线圈中的电流、输电线上的电流、降压变压器原线圈中的电流三者相等。(3)注意类比恒定电流的方法处理电路问题,运用能量守恒的观点分析问题。2021/8/11 星期三10专题

6、一专题二例题3某发电厂通过升压变压器、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,发电机输出功率为100 kW,输出电压是250 V,升压变压器原、副线圈的匝数之比为125,输电线上的功率损失为4%,用户所需要的电压为220 V,则:(1)输电线的电阻和降压变压器的匝数比各为多少?画出输电线路示意图。(2)若有60 kW分配给生产用电,其余电能用来照明,那么能装25 W的电灯多少盏?2021/8/11 星期三11专题一专题二解析:(1)输电线路示意图如图所示。升压变压器副线圈两端电压U2= U1=6.25 kV,输电线上的电流I= =16 A,输电线上损失的功率为则2021/8/11 星期三12专题一专题二降压变压器原线圈两端的电压U1=U2-IR=(6.25103-1615.625) V=6.00103 V。降压变压器原、副线圈的匝数之比(2)电路的能