習題課:變壓器與電能(diànnéng)的輸送第一頁，共23頁。習題課:變壓器與電能(diànnéng)的輸送第一頁，共23探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí)導引名師精講典例剖析當堂檢測理想變壓器的動態分析如圖所示,M為理想變壓器,電表均可視為理想表,接線柱a、b接路端電壓u=311sin(314t)V的正弦交流電源。當滑動變阻器的滑片P向上滑動時,各電壓的示數如何變化?要點提示:V1示數不變,V2示數不變,A1示數增大,A2示數增大。第二頁，共23頁。探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí)導引名師精講典例剖析當堂檢測1.理想變壓器動態分析常見的兩種情況(1)原、副線圈匝數比不變,分析各物理量隨負載電阻變化而變化的情況,進行動態分析的順序是R→I2→P2→P1→I1。(2)負載電阻不變,分析各物理量隨匝數比的變化而變化的情況,進行動態分析的順序是n2→U2→I2→P2→P1→I1。2.解決理想變壓器動態分析問題的規律方法處理變壓器的動態分析,首先應明確“不變量”和“變化量”,對變化量要把握它們之間的制約關系,依據程序分析的思想,從主動變化量開始,根據制約關系從前到后或從后到前逐一分析各物理量的變化情況。(1)首先明確變壓器各物理量間的制約關系。①輸入電壓U1決定輸出電壓U2;②輸出電流I2決定輸入電流I1;③輸出功率P2決定輸入功率P1。(2)分清動態變化中哪個量變化,結合串、并聯電路的特點、歐姆定律及變壓器各物理量間因果關系依次確定。第三頁，共23頁。探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí)導引名師精講典例剖析當堂檢測

副線圈可看作給用戶供電的無阻電源,對負載電路進行動態分析時,可以參照直流電路動態分析的方法。第四頁，共23頁。探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí)導引名師精講典例剖析當堂檢測【例題1】

(多選)如圖所示,為一理想變壓器,S為單刀雙擲開關,P為滑動變阻器的滑片,U1為加在原線圈兩端的電壓,I1為原線圈中的電流,則(

)A.保持U1及P的位置不變,S由a合到b時,I1將增大B.保持P的位置及U1不變,S由b合到a時,R消耗的功率減小C.保持U1不變,S合在a處時,使P上滑,I1將增大D.保持P的位置不變,S合到a處時,若U1增大,I1將增大第五頁，共23頁。探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí)導引名師精講典例剖析當堂檢測第六頁，共23頁。探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí)導引名師精講典例剖析當堂檢測歸納總結1.匝數比不變的情況(如圖甲所示)(1)U1不變,根據

,輸入電壓U1決定輸出電壓U2,不論負載電阻R如何變化,U2不變。(2)當負載電阻發生變化時,I2變化,輸出電流I2決定輸入電流I1,故I1發生變化。(3)I2變化引起P2變化,P1=P2,故P1發生變化。第七頁，共23頁。探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí)導引名師精講典例剖析當堂檢測2.負載電阻不變的情況(如圖乙所示)第八頁，共23頁。探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí)導引名師精講典例剖析當堂檢測變式訓練1(2016·天津理綜)如圖所示,理想變壓器原線圈接在交流電源上,圖中各電表均為理想電表。下列說法正確的是(

)

A.當滑動變阻器的滑片P向上滑動時,R1消耗的功率變大B.當滑動變阻器的滑片P向上滑動時,電壓表V示數變大C.當滑動變阻器的滑片P向上滑動時,電流表A1示數變大D.若閉合開關S,則電流表A1示數變大,A2示數變大第九頁，共23頁。探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí)導引名師精講典例剖析當堂檢測第十頁，共23頁。探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí)導引名師精講典例剖析當堂檢測遠距離高壓輸電綜合問題遠距離輸電基本過程示意圖如圖所示,請思考:

發電廠輸出的電壓要經過多個升壓變壓器升壓,這樣做的目的可通過下面的問題得到說明。如果用220V和11kV兩種電壓來輸電,設輸送的電功率、輸電線上的功率損失、導線的長度和電阻率都相同,求導線的橫截面積之比。第十一頁，共23頁。探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí)導引名師精講典例剖析當堂檢測第十二頁，共23頁。探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí)導引名師精講典例剖析當堂檢測第十三頁，共23頁。探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí)導引名師精講典例剖析當堂檢測【例題2】

(多選)某小型水電站的電能輸送示意圖如圖甲所示,發電機的輸出電壓變化規律如圖乙所示。輸電線的總電阻為r,升壓變壓器原、副線圈的匝數分別為n1、n2,降壓變壓器原、副線圈的匝數分別為n3、n4(變壓器均為理想變壓器)。要使額定電壓為220V的用電器正常工作,則(

)A.乙圖中電壓的瞬時值表達式為B.乙圖中電壓的有效值和用電器的額定電壓都是220V,所以C.通過升壓變壓器的電流頻率比通過降壓變壓器的電流頻率大D.升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率第十四頁，共23頁。探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí)導引名師精講典例剖析當堂檢測第十五頁，共23頁。探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí)導引名師精講典例剖析當堂檢測變式訓練2(多選)如圖甲為遠距離輸電示意圖,變壓器均為理想變壓器。升壓變壓器原副線圈匝數比為1∶100,其輸入電壓如圖乙所示,遠距離輸電線的總電阻為100Ω。降壓變壓器右側部分為一火警報警系統原理圖,其中R1為一定值電阻,R2為用半導體熱敏材料制成的傳感器,當溫度升高時其阻值變小。電壓表V顯示加在報警器上的電壓(報警器未畫出)。未出現火警時,升壓變壓器的輸入功率為750kW。下列說法中正確的有(

)第十六頁，共23頁。探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí)導引名師精講典例剖析當堂檢測A.降壓變壓器副線圈輸出的交變電流頻率為50HzB.遠距離輸電線路損耗功率為180kWC.當傳感器R2所在處出現火警時,電壓表V的示數變大D.當傳感器R2所在處出現火警時,輸電線上的電流變大解析:由題圖乙知交變電流的周期為0.02

s,所以頻率為50

Hz,A正確;由題圖乙知升壓變壓器輸入端電壓有效值為250

V,根據電壓與匝數成正比知副線圈電壓為25

000

V,所以輸電線中的電流為

,輸電線損失的電壓為ΔU=IR=30×100

V=3

000

V,輸電線路損耗功率為ΔP=ΔUI=90

kW,B錯誤;當傳感器R2所在處出現火警時其阻值減小,副線圈兩端電壓不變,副線圈中電流增大,定值電阻的分壓增大,所以電壓表V的示數變小,C錯誤;由C知副線圈電流增大,根據電流與匝數成反比知輸電線上的電流變大,D正確。答案:AD第十七頁，共23頁。探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二問題(wèntí探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二123當堂(dānɡtánɡ)檢測第十八頁，共23頁。探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二123當堂(dā探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二123當堂(dānɡtánɡ)檢測2.(多選)(變壓器電路的動態分析)如圖所示,理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表,副線圈匝數可以通過滑動觸頭Q來調節,在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動變阻器R,P為滑動變阻器的滑片。在原線圈上加一電壓為U的正弦式交變電流,則(

)A.保持Q的位置不動,將P向上滑動時,電流表讀數變大B.保持Q的位置不動,將P向上滑動時,電流表讀數變小C.保持P的位置不動,將Q向上滑動時,電流表讀數變大D.保持P的位置不動,將Q向上滑動時,電流表讀數變小第十九頁，共23頁。探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二123當堂(dā探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二123當堂(dānɡtánɡ)檢測第二十頁，共23頁。探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二123當堂(dā探究(tànjiū)一探究(tànjiū)二123當堂(dānɡtánɡ)檢測3.(遠距離輸電問題)風力發電作為新型環保能源,近年來得到了快速發展,如圖所示的風車陣中發電機輸出功率為100kW,輸出電壓是250V,用戶需要的電壓是220V,輸電線電阻為10Ω。若輸電線因發熱而損失的功率為輸送功率的4%,試求:

(1)畫出此輸電線路的示意圖。(2)用戶得到的電功