高中物理解題模型高中物理

一輪復習交變電流（9/9）高中物理

一輪復習交變電流（9/9）1產生和描述2圖像問題3“四值”問題4LC振蕩電路5變壓器基礎6多匝副線圈7原線圈含電阻8變壓器動態分析9遠距離輸電相關知識：交變電流

—遠距離輸電1.遠距離輸電實際問題：r輸電線輸電線電廠用戶U送UI①輸電線功率損失：②輸電線電壓損失：2.解決問題思路：①減小輸電線電阻（增加輸電導線橫截面積，減小導線材料電阻率）；②提高輸送電壓U送（先升壓后降壓，高壓輸電）；相關知識：交變電流

—遠距離輸電3.遠距離輸電示意圖：相關知識：交變電流

—遠距離輸電4.遠距離輸電各級線圈關系：U1U4U2U3RI2F

rI1I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4功率關系：電壓關系：電流關系：輸電線功率損失：輸電線電壓損失：相關知識：交變電流

—遠距離輸電5.等效電源及等效電阻處理法：U1U4U2U3RI2F

R線I1I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4r等效電源：等效電阻：電壓關系：功率關系：【例題1】某個小水電站發電機的輸出功率為P1=100kW，發電機的電壓為U1=250V。通過升壓變壓器升壓后發電向遠處輸電，輸電線的雙線總電阻為R=10Ω，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為U4=220V。要求輸電效率（即用戶得到的功率與發電機發出的功率之比）達到96％，也就是說在輸電線上損失的功率控制在4kW、用戶得到的功率為96kW。為此需要設計兩個變壓器的匝數比。請你計算：①畫出遠距離輸電模型圖；②升壓變壓器輸入的電流為多少？輸電線上通過的電流是多少？③從升壓變壓器的輸出端到降壓變壓器的輸入端，輸電線損失電壓為多少？④兩個變壓器的匝數比各應等于多少？⑤如果用戶增加用電設備（俗稱“負載”）從而提高用電功率，而發電機也通過調整工作狀態使U1不變而輸入功率增大滿足了用戶需求，試分析此時輸電效率是提高還是減小。總結：1.熟記遠距離輸電模型圖；2.常規求解的核心是中間的輸電電路，求解輸電線電流是解題關鍵；①輸電模型圖：②③④⑤交變電流

—遠距離輸電【例題2】如圖所示為遠距離輸電的原理圖，降壓變壓器的原、副線圈匝數之比為n。電表均為理想電表，變壓器均為理想變壓器，則：①若發電機輸出電功率P不變，升壓變壓器的輸出電壓為U，輸電線的總電阻為R線，則輸電線上的電流為多少；②若發電機輸出電壓不變，R變發生變化，電壓表V的示數變化⊿U，電流表A的示數變化⊿I，∣⊿U/⊿I∣=k，則兩變壓器間輸電線的總電阻R線等于多少？③若發電機輸出電壓不變，輸電線的總電阻為R線，當要R變為多少時，R變的功率最大。總結：1.等效電阻常把后級電路等效到前級電路，等效電源常把前級電路等效到后級電路；2.多條回路簡化為一條回路；①交變電流

—遠距離輸電②方法一：等效電阻方法二：等效電源③方法一：等效電阻方法二：等效電源【例題3】（1）如圖所示為遠距離輸電示意圖，其中T1、T2為理想變壓器，輸電線電阻可等效為電阻r，燈L1、L2相同且阻值不變。現保持變壓器T1的輸入電壓不變，滑片P位置不變，當開關S斷開時，燈L1正常發光．說法正確的（）A．僅閉合開關S，燈L1會變亮B．僅閉合開關S，r消耗的功率會變大C．僅將滑片P下移，r消耗功率會變小D．僅將滑片P上移，電流表示數會變大總結：1.遠距離輸電：先升壓后降壓，有效減小電功率損失及電壓損失；2.等效電阻為解題關鍵方法；（2）如圖所示為模擬遠距離輸電實驗電路圖，兩理想變壓器的匝數n1=n4<n2=n3，四根模擬輸電線的電阻R1、R2、R3、R4的阻值均為R，A1、A2為相同的理想交流電流表，L1、L2為相同的小燈泡，燈絲電阻RL>2R，忽略燈絲電阻隨溫度的變化，當A、B端接入低壓交流電源時（）A．A1、A2兩表的示數相同B．L1、L2兩燈泡的亮度相同C．R1消耗的功率大于R3消耗的功率D．R2兩端的電壓小于R4兩端的電壓交變電流

—遠距離輸電BD【例題4】（1）如圖所示為遠距離輸電的原理圖，升壓變壓器的變壓比為m，降壓變壓器的變壓比為n，輸電線的電阻為R，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發電機輸出的電壓恒為U，若由于用戶的負載變化，使電壓表V2的示數減小了⊿U，則下列判斷正確的是（）A．電流表A2的示數減小了⊿U/R

B．電流表A1的示數增大了n⊿U/RC．電壓表V1的示數不變 D．輸電線損失的功率增加了(n⊿U/R)2R總結：求解⊿U/⊿I分三步：第一步利用等效電阻簡化電路；第二部閉合電路歐姆定律；第三部利用匝數比替換電壓及電流；（2）如圖所示為遠距離輸電的原理圖，升壓變壓器T1，降壓變壓器T2；均為理想變壓器。T1、T2的原、副線圈匝數比分別為k1、k2，用戶端負載為可變電阻R，a、b端輸入電壓保持不變，當負載電阻R變小，理想電壓表V的示數變化的絕對值為時⊿U，理想電流表A的示數變化的絕對值為⊿I，則此過程中（）A．電壓表示數變大，電流表示數變小B．電壓表示數變小，電流表示數變大C．輸電線的電阻大小為k22⊿U/⊿I

D．輸電線的電阻大小為k1k2⊿U/⊿I交變電流

—遠距離輸電BCBC例題1例題2例題3例題4交變電流

—遠距離輸電【例題1】某個小水電站發電機的輸出功率為P1=100kW，發電機的電壓為U1=250V。通過升壓變壓器升壓后發電向遠處輸電，輸電線的雙線總電阻為R=10Ω，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為U4=220V。要求輸電效率（即用戶得到的功率與發電機發出的功率之比）達到96％，也就是說在輸電線上損失的功率控制在4kW、用戶得到的功率為96kW。為此需要設計兩個變壓器的匝數比。請你計算：①畫出遠距離輸電模型圖；②升壓變壓器輸入的電流為多少？輸電線上通過的電流是多少？③從升壓變壓器的輸出端到降壓變壓器的輸入端，輸電線損失電壓為多少？④兩個變壓器的匝數比各應等于多少？⑤如果用戶增加用電設備（俗稱“負載”）從而提高用電功率，而發電機也通過調整工作狀態使U1不變而輸入功率增大滿足了用戶需求，試分析此時輸電效率是提高還是減小。①輸電模型圖：②③④⑤例題1例題2例題3例題4交變電流

—遠距離輸電【例題2】如圖所示為遠距離輸電的原理圖，降壓變壓器的原、副線圈匝數之比為n。電表均為理想電表，變壓器均為理想變壓器，則：①若發電機輸出電功率P不變，升壓變壓器的輸出電壓為U，輸電線的總電阻為R線，則輸電線上的電流為多少；②若發電機輸出電壓不變，R變發生變化，電壓表V的示數變化⊿U，電流表A的示數變化⊿I，∣⊿U/⊿I∣=k，則兩變壓器間輸電線的總電阻R線等于多少？③若發電機輸出電壓不變，輸電線的總電阻為R線，當要R變為多少時，R變的功率最大。①②③方法一：等效電阻方法二：等效電源方法一：等效電阻方法二：等效電源例題1例題2例題3例題4交變電流

—遠距離輸電【例題3】（1）如圖所示為遠距離輸電示意圖，其中T1、T2為理想變壓器，輸電線電阻可等效為電阻r，燈L1、L2相同且阻值不變。現保持變壓器T1的輸入電壓不變，滑片P位置不變，當開關S斷開時，燈L1正常發光．說法正確的（）A．僅閉合開關S，燈L1會變亮B．僅閉合開關S，r消耗的功率會變大C．僅將滑片P下移，r消耗功率會變小D．僅將滑片P上移，電流表示數會變大（2）如圖所示為模擬遠距離輸電實驗電路圖，兩理想變壓器的匝數n1=n4<n2=n3，四根模擬輸電線的電阻R1、R2、R3、R4的阻值均為R，A1、A2為相同的理想交流電流表，L1、L2為相同的小燈泡，燈絲電阻RL>2R，忽略燈絲電阻隨溫度的變化，當A、B端接入低壓交流電源時（）A．A1、A2兩表的示數相同B．L1、L2兩燈泡的亮度相同C．R1消耗的功率大于R3消耗的功率D．R2兩端的電壓小于R4兩端的電壓BD例題1例題2例題3例題4交變電流

—遠距離輸電【例題4】（1）如圖所示為遠距離輸電的原理圖，升壓變壓器的變壓比為m，降壓變壓器的變壓比為n，輸電線的電阻為R，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發電機輸出的電壓恒為U，若由于用戶的負載變化，使電壓表V2的示數減小了⊿U，則下列判斷正確的是（）A．電流表A2的示數減小了⊿U/R

B．電流表A1的示數增大了n⊿U/RC．電壓表V1的示數不變 D．輸電線損失的功率增加了(n⊿U/R)2R（2）如圖所示為遠距離輸電的原理圖，升壓變壓器T1，降壓變壓器T2；均為理想變壓器。T1、T2的原、副線圈匝數比分別為k1、k2，用戶端負載為可變電阻R，a、b端輸入電壓保持不變，當負載電阻R變小，理想電壓表V的示數變化的絕對值為時⊿U，理想電流表A的示數變化的絕對值為⊿I，則此過程中（）A．電壓表示數變大，電流表示數變小B．電壓表示數變小，電流表示數變大C．輸電線的電阻大小為k22⊿U/⊿I

D．輸電線的電阻大小為k1k2⊿U/⊿IBCBC本節重點：交變電流

—遠距離輸電1.