2020版新一线高考物理(人教版)一轮复习教学案:第11章 第2节 变压器 电能的输送 含答案

电流表的示数为I,下列说法正确的是( )

A.当S1接a,S2接d时,电流为2I I

B.当S1接a,S2接d时,电流为

2C.当S1接b,S2接c时,电流为4I I

D.当S1接b,S2接d时,电流为

2

n2C [设S1、S2分别接a、c时,原、副线圈匝数比为n1∶n2,则输出电压U2=U,功率P=UI

n1U′2U2n2U12=;在S1、S2分别接a、d时,输出电压U′2=,功率P′=UI′=,联立得I′=I,A、R02n1R04B项均错,同理可知,C项对,D项错。]

[考法指导] 理想变压器制约问题的解题思路 2

利用上述因果关系,可解决变压器动态变化问题。 知识点二| 电能的输送

1.输电过程(如图所示)

2.电压损失

(1)ΔU=U-U′;(2)ΔU=IR。 3.功率损失

ΔU

(1)ΔP=P-P′;(2)ΔP=I2R=R。 4.输送电流

U-U′P

(1)I=U;(2)I=R。 5.减少输电线上电能损失的方法

2

l

(1)减小输电导线的电阻R线。由R线=ρS知,可采用加大导线的横截面积、采用电阻率小的材料做导线。

(2)减小输电导线中的电流。在输电功率一定的情况下,根据P=UI,要减小电流,必须提高输电电压。

[判断正误]

(1)增大输电导线的横截面积不利于减少输电过程中的电能损失。 (2)高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗。

(√)

(3)在输送电压一定时,输送的电功率越大,输电过程中的电能损失越大。

1.理清三个回路

在回路2中,U2=ΔU+U3,I2=I线=I3。 2.抓住两个联系

(1)理想的升压变压器联系着回路1和回路2,由变压器原理可得线圈1(匝数为n1)和线圈2(匝数为n2)中各个量间的关系是:

U1n1I1n2=,=,P1=P2。 U2n2I2n1

(2)理想的降压变压器联系着回路2和回路3,由变压器原理可得线圈3(匝数为n3)和线圈4(匝数为n4)中各个量间的关系是:

3.掌握一个守恒

能量守恒关系式:P1=P损+P4。

U3n3I3n4=,=,P3=P4。 U4n4I4n3

[典例] (2019·南京模拟)如图所示为远距离输电的原理图,升压变压器的变压比为m,降压变压器的变压比为n,输电线的电阻为R,升压变压器和降压变压器均为一理想变压器,发电机输出的电压恒为U,若由于用户的负载变化,使电压表V2的示数减小了ΔU,则下列判断正确的是( )

ΔUA.电流表A2的示数增大了R nΔU

B.电流表A1的示数增大了R C.电压表V1的示数减小了ΔU ?nΔU?

D.输电线损失的功率增加了?R?R

??

B [降压变压器原、副线圈两端的电压之比等于n,所以有

ΔU3=n,即降压变压器原线圈ΔU

2

两端电压减小了nΔU,升压变压器副线圈两端电压不变,所以输电线上电压增大为nΔU,根据欧姆nΔUnΔU

定律知,电流表A1示数增大了R,输电线上电流增大了R,根据电流与匝数成反比知,电流表nΔUn2ΔU

A2示数增大了n·R=R,A错误,B正确。根据题意知,发电厂的输出电压恒为U,升压变压nΔU

器的变压比不变,所以电压表V1的示数不变,C错误。输电线上电流增大了R,但输电线损失的?nΔU?

功率增加量一定不是P=?R?R,D错误。]

??

考法1 远距离输电原理

1.远距离输电的原理图如图所示,升压变压器原、别为n1、n2,电压分别为U1、U2,电流分别为I1、I2,为R。变压器为理想变压器,则下列关系式中正确的

I1n1A.=

I2n2C.I1U1=I22R

U2B.I2=R D.I1U1=I2U2

副线圈的匝数分输电线上的电阻是( )

2

I1n2D [根据理想变压器的工作原理可知=,所以选项A错误;因U2、I2、R不满足欧姆定律公

I2n1

式中物理量之间的对应关系,所以选项B错误;U1I1=U2I2,但U2I2≠I22R,选项C错误,D正确。]

2.(2015·福建高考)图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2,在T的原线圈两端接入一电压u=Umsin ωt的交流电源,若输送电功率为P,输电线的总电阻为2r,不考虑其他因素的影响,则输电线上损失的电功率为( )

2

?n1?UmA.?n?

?2?4r

2

?n2?UmB.?n?

?1?4r

2

?n1??P?C.4?n??U?r

?2??m?

2

?n2??P?D.4?n??U?r

?1??m?

UmU1n1n2Um;由变压关系可得=,则U2=;

U2n222n1

22

C [升压变压器T的原线圈两端电压的有效值为U1=因为输送电功率为P,输电线中的电流为I2=

2

4n21Pr

2,故选项C正确。] n22Um

P2n1P

=,则输电线上损失的电功率为ΔP=I22(2r)=U2n2Um

[考法指导] 输电线路功率损失的计算方法

P损=P1-P4 P损=I2线R线 ΔU2P损= R线P损=ΔU·I线

考法2 远距离输电的动态分析

3.(多选)如图所示为远距离输电示意图,其中T1、T2为理想变压器,r是输电电阻,灯L1、L2相同且阻值不变,现保持变压器T1的输入电压不变,滑片P位置不变,当开关S断开时,灯L1正常发光,则( )

P1为输送的功率,P4为用户得到的功率 I线为输电线路上的电流,R线为线路电阻 ΔU为输电线路上损失的电压,不要与U2、U3相混 注意:ΔU不要错代入U2或U3

A.仅闭合S,灯L1会变亮 B.仅闭合S,r消耗的功率会变大

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