高中物理第五章交变电流5_5电能的输送习题课件新人教版选修3_2
2022高中物理第五章交变电流习题课变压器与电能的输送训练含解析新人教版选修3_2
习题课:变压器与电能的输送课后篇巩固提升 基础巩固1.图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2=22∶3,输入端a 、b 所接电压u 随时间t 的变化关系如图乙所示。
灯泡L 的电阻恒为15 Ω,额定电压为24 V 。
定值电阻R 1=10 Ω、R 2=5 Ω,滑动变阻器R 的最大阻值为10 Ω。
为使灯泡正常工作,滑动变阻器接入电路的电阻应调节为( )A.1 ΩB.5 ΩC.6 ΩD.8 Ω解析由理想变压器原、副线圈电压关系得U 1U 2=U 1U 2=220VU 2=223,求出U 2=30V 。
小灯泡正常工作,I=U 灯U =2415A =1.6A,并联的阻值R 并=U 2-U 灯U,根据并联关系有1U 并=1U 1+1U2+U,代入数据得出R=1Ω,选项A 正确。
2.(多选)如图所示,一理想变压器原线圈与频率为50 Hz 的正弦交流电源相连,两个阻值均为20 Ω的电阻串联后接在副线圈的两端,图中的电流表、电压表均为理想交流电表,原、副线圈匝数分别为200匝和100匝,电压表的示数为5 V 。
则( ) A.电流表的示数为0.5 AB.流过电阻的交变电流的频率为100 HzC.交流电源的输出电压的最大值为20√2 VD.交流电源的输出功率为2.5 WI2=UU=0.25A,根据理想变压器原、副线圈中的电流与匝数的关系U1U2=U2U1,可解得I1=0.125A,A错误;理想变压器原、副线圈中的交变电流的频率相同,都为50Hz,B错误;副线圈输出电压的有效值为10V,根据正弦交变电流的最大值和有效值的关系可得其最大值应为U2m=10√2V,原、副线圈电压比为U1U2=U1U2,可得交流电源输出电压的最大值为U1m=20√2V,C正确;对于理想变压器,交流电源的输出功率等于变压器副线圈负载消耗的功率,P=2×5220W=2.5W,故D正确。
3.如图所示电路中,变压器为理想变压器,a、b接在电压有效值不变的交流电源两端,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。
【精品】高中物理第五章交变电流5-5电能的输送检测新人教版选修3_2
课时作业
基础达标
1．发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电导线的总电阻为R，通过导线的电流为I，学校得到的电压为U2，则输电线上损耗的电压可表示为()
A．U1B．U1－IR
C．IRD．U2
【解析】输电线的电压损失ΔU＝U1－U2＝IR，B错误，C正确；U1为输出电压，U2为用户得到的电压，A、D错误．
【答案】C
2．如图为远距离高压输电的示意图，关于远距离输电，下列表述正确的是()
A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失
B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗
C．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小
D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好
A．T1原、副线圈电流分别为103A和20 A
B．T2原、副线圈电压分别为1.8×105V和220 V
C．T1和T2的变压比分别为1：50和40：1
D．有6×104盏灯泡(220 V、60 W)正常发光
【解析】输电线上消耗的功率P线＝I R＝400 kW，则I2＝ ＝20 A，又P1＝U1I1，则I1＝ ＝103A，故A正确；T1的变压比 ＝ ＝ ，又P＝U1I1＝U2I2，得U2＝2×105V，输电线上损失电压U线＝I2R＝2×104V，则T2原线圈的输入电压U3＝U2－U线＝1.8×105V，又灯泡正常发光，T2的副线圈的电压为220 V，B正确；T2的变压比 ＝ ＝ ，C错误；根据U3I2＝60n，解得n＝6×104，D正确．
【答案】ABD
6．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则()
高中物理第五章交变电流5电能的输送训练新人教版选修3-2(2021年整理)
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5 电能的输送A级抓基础1．中国已投产运行的1 000 kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原采用500 kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV特高压输电,若不考虑其他因素的影响,则输电线上损耗的电功率将变为( )A.错误!B.错误!C．2P D．4P解析：由P＝UI可知由500 kV的超高压输电变为1 000 kV特高压输电时．输电线电流变为原来的错误!，再根据P线＝I2R线可得,输电线上损耗的电功率将变为错误!，故选A.答案：A2．(多选)某电站不经变压器直接向用户输送电能，若输电功率为P，输电电压为U，输电线电阻为R，用户得到的电压为U′，则下列说法中正确的是( ）A．输电线上损失电压为错误!RB．输电线上损失电功率为错误!C．用户得到的功率为错误!D．用户得到的功率为错误!P解析：根据输送电压U＝U线＋U′，输送电流I＝错误!即可判断A、B、D正确,C错误．答案：ABD3．远距离输电线路的示意图如图所示．若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是( ）A．升压变压器的原线圈中的电流与用户设备消耗的功率无关B．输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定C．当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压解析：变压器的输入功率、输入电流的大小是由次级负载消耗的功率大小决定的，A、B 错误．用户用电器总电阻减小,据P＝错误!，消耗功率增大，输电线中电流增大，线路损失功率增大,C正确．升压变压器的输出电压等于输电线路上损失的电压加上降压器输入电压，D错误．答案：C4．某用电器距离供电电源为L，线路上的电流为I，若要求线路上的电压降不超过U，已知输电导线的电阻率为ρ,那么,该输电导线的横截面积最小值是（）A.错误!B.错误!C.错误!D.错误!解析:输电线电流I＝错误!,R＝错误!，所以最小横截面积S＝ρ·2LR＝错误!。
(新课标)2020版高中物理第五章交变电流5电能的输送课件选修3_2
4．三种功率的关系 ①P送＝P用＋Δ P；②P送由P用决定，并不是P送决定P用． 5．输电电压 由发电厂决定，与用户无关(当然要满足用户要求)，一般为 定值． 6．损失电压 导线电阻产生的电压，Δ U＝Ir.
7．用户电压 用户用电器两端得到的电压 U 用，小于 U 送． 8．三种电压的关系 U 送＝U 用＋Δ U.(线路电阻与用户为串联关系)
【解析】 发电机的电动势 E，一部分降在电源内阻上，即 I1r，另一部分为发电机的路端电压 U1，升压变压器副线圈电压 U2 的另一部分降在输电线上，即 I2R，其余的就是降压变压器原 线圈 U′2；而 U3 应为灯的额定电压 U 额，具体计算由用户向前 递推即可．
(1)对降压变压器： U′2I2＝U3I3＝nP 灯＝22×6×40 W＝5 280 W 而 U′2＝41U3＝880 V，I2＝Un′P灯2＝5828800 A＝6 A
的电压为 U2，下面选项表示输电导线上损耗的功率的是( )
A.UR12
B.（U1－RU2）2
C．I2R
D．I(U1－U2)
【解析】 输电导线损失功率是由于导线有电阻，从而产生 焦耳热而造成的．可根据 P 损＝I2R 计算，也可以从 P 损＝UR22计算， 但应注意的是：U 是电阻 R 两端的电压，即损失电压，而不能认 为等于输电电压，A 项错误；B 项中，U1－U2＝ΔU 即为电阻两 端电压，亦即损失电压ΔU，B、C 两项正确；D 项中 I(U1－U2) ＝IU1－IU2，即输送电功率与用户得到的电功率之差，由能量守 恒知，这个差值即为导线损失的电功率，D 项正确．
(5)综合运用下面三个方面的关系求解．
①能量关系，P＝U1I1＝U2I2＝P 用户＋Δ P，Δ P＝I22R，P 用户
高中物理第5章交变电流5电能的输送练习新人教版选修3_2
——教学资料参考参考范本——高中物理第5章交变电流5电能的输送练习新人教版选修3_2______年______月______日____________________部门1．输电线上的功率损失P＝________，降低输电损耗的两个途径为：____________________，____________________.2．远距离输电基本原理：在发电站内用________变压器______电压，然后进行远距离输电，在用电区域通过______变压器______所需的电压．3．下列关于电能输送的说法中正确的是( )A．输送电能的基本要求是可靠、保质、经济B．减小输电导线上功率损失的惟一办法是采用高压输电C．减小输电导线上电压损失的惟一方法是增大输电线的横截面积D．实际输电时，要综合考虑各种因素，如输电功率大小、距离远近、技术和经济条件等4．输电导线的电阻为R，输送电功率为P.现分别用U1和U2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为( )A．U1∶U2 B．U∶U2C．U∶U D．U2∶U15．如图1所示为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述正确的是( )图1A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C．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小D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好【概念规律练】知识点一线路损耗问题1．发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电线电阻为R，通过导线的电流为I，学校输入电压为U2，下列计算输电线损耗的式子中，正确的是( )A. B.错误!C．I2R D．I(U1－U2)2．某发电站采用高压输电向外输送电能．若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电导线的总电阻为R.则下列说法正确的是( ) A．输电线上的电流I＝URB．输电线上的电流I＝P0UC．输电线上损失的功率P＝()2RD．输电线上损失的功率P＝U2R知识点二远距离输电线路中各物理量的关系3．一台发电机最大输出功率为4 000 kW，电压为4 000 V，经变压器T1升压后向远方输电．输电线路总电阻R＝1 kΩ.到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V，60 W)．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则( )A．T1原、副线圈电流分别为103 A和20 AB．T2原、副线圈电压分别为1.8×105 V和220 VC．T1和T2的变压比分别为1∶50和40∶1D．有6×104盏灯泡(220 V,60 W)正常发光4．某小型水电站的电能输送示意图如图2所示，发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则( )图2A.>n3n4B.<n3n4C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率【方法技巧练】关于远距离输电问题的分析方法5．发电机的端电压220 V，输出电功率44 kW，输电导线的电阻为0.2 Ω，如果用初、次级匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线后，再用初、次级匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户，则(1)画出全过程的线路示意图；(2)求用户得到的电压和功率；(3)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的电压和功率．6．在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S，总长度为L，输电线损失的电功率为P′，用户得到的电功率为P用，则下列关系式正确的是( ) A．P′＝ B．P′＝P2ρLU2SC．P用＝P－ D．P用＝P(1－)1．远距离输送交流电都采用高压输电．我国正在研究用比330 kV 高得多的电压进行输电．采用高压输电的优点是( )A．可节省输电线的材料B．可根据需要调节交流电的频率C．可减小输电线上的能量损失D．可加快输电的速度2．在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么( )A．输电线路上损失的电压与输送电流成正比B．输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大C．输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比D．输电线路上损失的功率跟输电线上电流成正比3．某用电器离供电电源的距离为L，线路上的电流为I，若要求线路上的电压降不超过U，已知输电线的电阻率为ρ，该输电线的横截面积最小值是( )A. B. C. D.2ULIρ4．在远距离输电时，若输送的功率不变，使输出电压升高为原来的n倍，则输电线路上因电阻而产生的电能损失将变为原来的( )A．n2倍 B．n倍 C. D.1n5．在如图3所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变．随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有( )图3A．升压变压器的输出电压增大B．降压变压器的输出电压增大C．输电线上损耗的功率增大D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大6．某农村水力发电站的发电机输出电压稳定，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后用输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器．降低电压后，再用线路接到各用户，设两变压器都是理想变压器，那么在用电高峰期，白炽灯不够亮，但用电总功率增加，这时( )A．升压变压器的副线圈的电压变大B．高压输电线路的电压损失变大C．降压变压器的副线圈上的电压变大D．降压变压器的副线圈上的电压变小7．某发电站用11 kV交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R.现若用变压器将电压升高到220 kV送电，下面哪个选项正确( )A．因I＝，所以输电线上的电流增为原来的20倍B．因I＝，所以输电线上的电流减为原来的120C．因P＝，所以输电线上损失的功率增为原来的400倍D．若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线的直径减为原来的120题号 1 2 3 4 5 6 7答案8.有一座小型水电站，输出的电功率是25 kW，输出电压为400V．若输电导线的总电阻为1Ω，求输电线上损失的电功率和用户得到的功率分别是________，________.9．水电站给远处山村送电的输出功率100 kW，用2 000 V的电压输电，线路上损失的功率是2.5×104 W，如果用20 000 V的高压输电，线路上损失的功率为________W.10．对某一输电线路，线路架设情况已确定，现要求输送一定的电功率P，若输电线上损失的功率占输送功率P的百分比用η表示，输电线路总电阻用r表示，输电电压用U表示，则η、P、U、r间满足什么关系？从中你能得出什么结论？11.某发电站的输出功率为104 kW，输出电压为4 kV，通过理想变压器升压后向80 km远处用户供电．已知输电导线的电阻率为ρ＝2.4×10－8 Ω·m，导线横截面积为1.5×10－4 m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：(1)升压变压器的输出电压；(2)输电线路上的电压损失．12．有一台内阻为1 Ω的发电机，供给一个学校照明用电，如图4所示，升压变压器的匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻R＝4 Ω，全校共22个班，每班有“220 V,40 W”的电灯6盏，若要保证电灯全部正常发光，求：图4(1)发电机输出功率；(2)发电机电动势；(3)输电效率；(4)若使用灯数减半且正常发光，发电机输出功率是否减半．第5节电能的输送答案课前预习练1．I2r 减小输电导线的电阻减小输电导线中的电流2．升压升高降压降到3．AD4．C [由P＝UI，P损＝I2R可得P损＝，所以输电线上损失的功率与输送电压的平方成反比，C项正确．]5．ABD [导线的横截面积越大，导线的电阻越小，电能损失就越小，A对；在输送功率一定的前提下，提高输送电压U，由I＝知，能减小电流I，从而减小发热损耗，B对；若输送电压一定，由I＝知，输送的电功率P越大，I越大，发热损耗就越多，C错；高压输电时要综合考虑材料成本、技术、经济性等各种因素，不是电压越高越好，D 对．]课堂探究练1．BCD [输电线的损耗P损＝I2R线＝＝IU线其中U线＝U1－U2，故B、C、D正确．]点评计算功率损失常用公式P损＝IR线和P损＝，特别在利用P损＝时要注意U线是R线上的电压．2．BC [输电线上的电流I线＝＝故A错误，B正确；输电线上的功率损失P＝IR＝()2R＝，故C正确，D错误．]点评由功率损失P＝()2R线知：当输送功率P输一定时减少输电线上功率损失的方法为提高输电电压或减小输电导线的电阻．3．ABD [输电线上消耗的功率P线＝IR＝400 kW，则I2＝＝20 A，又P1＝U1I1，则I1＝＝103 A，故A正确；T1的变压比＝＝，又P＝U1I1＝U2I2，得U2＝2×105 V，输电线上损失电压U线＝I2R＝2×104 V，则T2原线圈的输入电压U3＝U2－U线＝1.8×105 V，又灯泡正常发光，T2的副线圈的电压为220 V，B正确；T2的变压比＝＝，C错误；根据U3I2＝60n，解得n＝6×104，D正确．]点评远距离输电线路图如下各物理量有下列关系①电压关系：U发＝U1，＝，U2＝U3＋U损，＝，U4＝U用；②电流关系：n1I1＝n2I2，I2＝I线＝I3，n3I3＝n4I4；③功率关系：P发＝P1＝P2，P2＝P3＋P损，P3＝P4＝P用，P损＝I2R线，P损＝2R线，P损＝IU损．4．AD [由于输电线上的功率损耗，故升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率．P出－P损＝P入，故D正确.＝，＝，因为U1＝200 V<U4＝220 V，U2>U3＝U2－U线，故>，选项A正确．]点评在理解电压关系时，可把输电线路理解为三个闭合回路．如图第一个回路发电机是电源，升压变压器的原线圈是用电器，若输电线电阻忽略则有U发＝U1；第二个回路升压变压器副线圈是电源，降压变压器的原线圈为用电器，则有U2＝U线＋U3；第三个回路降压变压器副线圈为电源，用户为用电器，若输电线电阻忽略则有U4＝U 用．5．(1)见解析(2)219.6 V 4.392×104 W(3)180 V 3.6×104 W解析(1)示意图如下图所示(2)升压变压器次级的输出电压U2＝U1＝×220 V＝2 200 V据升压变压器输出电功率等于输入电功率知，升压变压器次级输出电流I2＝＝ A＝20 A输电线路上的电压损失和功率损失分别为UR＝I2R＝20×0.2 V＝4 VPR＝IR＝202×0.2 W＝80 W加到降压变压器初级上的输入电流和电压为I3＝I2＝20 AU3＝U2－UR＝2 200 V－4 V＝2 196 V降压变压器次级的输出电压和电流为U4＝·U3＝×2 196 V＝219.6 VI4＝·I3＝10×20 A＝200 A用户得到的功率为P4＝I4U4＝200×219.6 W＝4.392×104 W(3)若不采用高压输电，用220 V低压直接供电时，电路如下图所示，则输电电流I＝＝ A＝200 A，输电线路上的电压损失UR′＝IR＝200×0.2 V＝40 V所以用户得到的电压为U4′＝U1－UR′＝220 V－40 V＝180 V用户得到的功率为P4′＝IU4′＝200×180 W＝3.6×104 W方法总结(1)求解远距离输电的关键是熟悉输电线路图，并画出示意图，把需要的物理量都标在图中的相应位置上．(2)分别在“三个回路”以及“两个变压器”上找各物理量的关系，特别注意以升压变压器的副线圈、输电线、降压变压器的原线圈组成的回路，在此回路中利用电路知识分析电压关系和功率关系．6．BD [输电线电阻R＝ρ，输电电流I＝PU故输电线上损失的电功率为P′＝I2R＝2ρ＝P2ρLU2S用户得到的电功率为P用＝P－P′＝P.故B、D正确．]方法总结在远距离输电问题中，也要时刻注意能量守恒这一线索，即发电机的总功率应等于线路上损失的热功率和用户得到的功率之和(在不考虑变压器自身的能量损失的条件下)．课后巩固练1．AC [远距离输电，往往输送电功率一定，根据P＝UI，输送电压U越高，则输送电流I＝越小，据P线＝I2r可知，当要求在输电线能量损耗一定的情况下，输电线电阻可略大，导线可做得细一些或选择电阻率大的材料(非铜材)；若输电线确定，即r确定，则可减小线路上的能量损耗，故A、C项正确；而交流电的频率是一定的，不随输送电压的改变而改变，输电的速度就是电磁波的传播速度，也一定，故B、D项不正确．]2．AC [U损＝IR线，所以R线一定时，U损与I成正比，A正确．U损＝I·R线＝·R线，所以P输、R线一定时，U损与U输成反比，B错误．P损＝I2R线＝2R线，所以P输、R线一定时，P损与U 输的平方成反比，C正确．P损＝I2R线，所以P损与I2成正比，D错误．]3．B [由欧姆定律有R＝，由电阻定律有R＝ρ，由以上两式解得：S＝]4．C [根据输电线上的功率损失的表达式：P损＝I2R＝()2R，电压升高为原来的n倍，则功率损失为原来的.]5．CD [对升压(或降压)变压器而言，由变压器电压比U1∶U2＝n1∶n2知，输入电压不变，线圈匝数不变，输出电压不变，故A选项不正确；由P＝UI知，U不变，P增大，故I增大，使得输电线上的电压损耗U损＝I2R线增大，功率损耗P损＝IR线增大，所以降压变压器上的输入电压减小，输出电压减小，所以B不正确，C正确；因为输电线上损耗的功率占总功率的比例为＝＝＝∝P1，所以随发电厂输出功率变大，该值变大，D正确．]6．BD [变压器的输入功率、输入电流的大小是由负载消耗的功率大小决定的，用电高峰期，白炽灯不够亮，消耗功率增大，输电线中的电流增大，线上电压增加，B正确．发电机输出电压稳定，升压变压器的副线圈的电压不变，降压变压器的输出电压由升压变压器副线圈的电压与线上损耗电压之差决定，D正确．]7．BD [选项A中，I 是输电线中的电流，R是输电线的电阻，但是U不是输电线上损失的电压，而是总的输送电压(是输电线和负载上电压之和)，所以不能用I＝计算输电线中的电流，在运用欧姆定律时，I、R、U应该对应于同一部分导体．因为输送的功率一定，由I＝可知，当输送的电压增为原来的20倍时，电流减为原来的，选项B正确．选项C中，R是输电线的电阻，而U是总的输送电压，R与U又不对应，所以P＝是错误的．输电线上损失的功率一般用P损＝I2R计算，从选项B中已经知道电流减为了原来的.若P损不变，则输电线的电阻可增为原来的400倍，根据R＝ρ，在电阻率、长度不变的条件下，那么导线的横截面积可减小为原来的，即导线的直径减为原来的，所以选项D是正确的．] 8．3.9 kW 21.1 kW解析由P＝IU，可求出输电线中的电流为I线＝＝ A＝62.5 A，输电线上损失的功率为P损＝IR线＝62.52×1 W＝3 906.25 W≈3.9 kW，用户得到的功率为P用＝25 kW－3.9 kW＝21.1 kW，即输电线上损失的功率约为3.9 kW，用户得到的电功率约为21.1 kW9．250解析线路上损失的功率P损＝I2R线，又I＝PU所以P损＝2R线，代入数据，解得R线＝10 Ω，当用20 000 V的高压输电时，P损′＝2R线＝250 W.10．见解析解析输电线路上损失的功率P损＝ηP＝I2r又P＝UI联立以上两式可得：ηP＝2r，即ηU2＝Pr，当P、r确定时，有ηU2＝定值，所以要减小η，必须提高输电电压U.11．(1)8×104 V(2)3.2×103 V解析(1)导线电阻r＝ρ＝Ω＝25.6 Ω输电线路损失功率为输出功率的4%，则4%P＝I2r，代入数据得：I＝125 A由理想变压器P入＝P出及P＝UI得：输出电压U＝＝ V＝8×104 V(2)输电线路上电压损失U′＝Ir＝125×25.6 V＝3.2×103 V12．(1)5 424 W (2)250 V (3)97% (4)减少大于一半解析由于发电机至升压变压器、降压变压器至学校距离较短，不必考虑这两部分输电导线上的功率损耗，发电机的电动势E，一部分降在电源内阻上，另一部分为发电机的路端电压U1，升压变压器副线圈电压U2的一部分降在输电线上，其余的就是降压变压器原线圈电压U3，而U4应为灯的额定电压U额．(1)对降压变压器：P3＝P4＝U4I4＝nP灯＝22×6×40 W＝5 280 W而U3＝U4＝880 V所以I3＝＝ A＝6 A对升压变压器：U1I1＝U2I2＝IR＋U3I3＝IR＋P3＝62×4 W＋5 280 W＝5 424 W所以，发电机的输出功率P出＝5 424 W(2)因为U2＝U3＋I线R＝U3＋I3R＝880 V＋6×4 V＝904 V所以U1＝U2＝×904 V＝226 V又U1I1＝U2I2所以I1＝＝4I2＝4I3＝24 A故E＝U1＋I1r＝226 V＋24×1 V＝250 V(3)η＝×100%＝×100%＝97%(4)电灯减少一半时n′P灯＝2 640 W，I3＝＝ A＝3 A所以P出＝n′P灯＋IR＝2 640 W＋32×4 W＝2 676 W．发电机输出功率减少一半还要多，因输电线上的电流减少一半，输电线上电功率的损失减少到原来的.。
((人教版))[[高二物理]]高二物理第五章《交变电流电能的输送》(选修32)PPT课件
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R=ρ L S
*增大导线的横截面
2.减小输电线上的电流
*提高输送电压
P=UI
P=I2R
思考：若输电电压提高100倍，则输送过程中损 失的功率变为原来的多少倍？
交流高压输电的基本环节
升压变压器
发电站
用户
降压变压器 高压输电
发电站→升压变压器→高压输电线→降压变压器→用电单位
用
发
电
电 站
U1
U2
升压变压器
U3
U4
高压输 电线路
降压变压器
单 位
输送功率
输送距离 送电电压 送电方式
100KW以下 几千千瓦 ～几万千瓦
几百米以内 几十千米 ～上百千米
220V
低压送电
35kv
高压送电
或者110kv
10万千瓦以上 几百千米以上 220kv或 更高
我国目前采用的远距离输电方式 110kv 220kv 330kv 500kv
三峡水电站
大亚湾核电站
秦山核电站
三峡水电站
新疆风力发电
交流直流输电之争
1882年爱迪生电气照明公司在伦 敦建立了第一座发电站，安装了 三台110伏“巨汉”号直流发电机， 这是爱迪生于1880年研制的，这 种发电机可以为1500个16瓦的白 炽灯供电。
VS
美国发明家威斯汀豪斯 组建了自己的 电气公司，致力于推广交流输电。
25A 150V
625Байду номын сангаасW
250V 3750W
远距离输电的主要问题:
电流流过输电导线时，由于电流的热 效应，必然有一部分电能转化成热 而损失掉
P损＝I2R线
减少R线
高中物理第5章交变电流习题课变压器及电能的输送练习新人教版选修3_2
——教学资料参考参考范本——高中物理第5章交变电流习题课变压器及电能的输送练习新人教版选修3_2______年______月______日____________________部门一、基础练1．远距离输电时，在输送电功率不变的条件下( )A．只有增大导线的电阻，才能减小电流，提高输电效率B．提高输电电压，能减小电流，提高输电效率C．提高输电电压势必增大输电导线上能量损耗D．提高输电电压势必增大输电导线上的电流2．理想变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2＝10∶1，原线圈两端接通交流电源，则( )A．原、副线圈中电流频率之比f1∶f2＝10∶1B．原、副线圈两端电压之比为U1∶U2＝10∶1C．原、副线圈内交变电流之比I1∶I2＝1∶10D．变压器输入和输出功率之比P1∶P2＝10∶13．如图1所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n∶1，原线圈接正弦交流电压U，输出端接有一个交流电流表和一个电动机．电动机线圈电阻为R.当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一重物匀速上升．下列判断正确的是( )图1A．电动机两端电压为IRB．电动机消耗的功率为I2RC．原线圈中的电流为nID．变压器的输入功率为UIn4．如图2所示，一理想变压器由一个初级线圈和两个次级线圈组成．当此变压器工作时，初级、次级线圈的匝数、电流、电压均在图中标出．则下列几组关系式中正确的是( )图2A.＝，＝B.＝，＝n3n1C．n1I1＝n2I2＋n3I3 D.＝n2＋n3n15．有条河，流量Q＝2 m3/s，落差h＝5 m，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为240 V，输电线总电阻R＝30 Ω，允许损失功率为输出功率的6%，为满足用电的需求，则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220 V,100 W”的电灯正常发光？(g取10 m/s2)二、提升练6．“西电东输”工程中为减少输电损耗，必须提高输电电压，从西部某电站向华东某地区输送的电功率为106 kW，输电电压为1 000kV，输电线电阻为100 Ω.若改用超导材料作为输电线，则可减少电损耗的功率为( )A．105 kW B．104 kWC．106 kW D．103 kW7．关于电能输送的分析，正确的是( )A．由公式P＝得到，输电电压越高，输电导线上的功率损失越大B．由公式P＝得到，输电导线的电阻越大，功率损失越少C．由公式P＝I2R得到，输电电流越大，输电导线上的功率损失越大D．由公式P＝IU得到，输电导线上的功率损失与电流强度成正比8．如图3所示，当图中ab两端与ef两端分别加上220 V的交流电压时，测得cd间与gh间电压均为110 V；若分别在cd间与gh间两端加上110 V的交流电压，则ab与ef间电压为( )图3A．220 V,220 V B．220 V,110 VC．110 V,110 V D．220 V,0 V9．调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图4所示．线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上，AB间加上正弦交流电压U，移动滑动触头P 的位置，就可以调节输出电压．在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为Q，则( )图4A．保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变大B．保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变小C．保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变大D．保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变小10．理想变压器的原线圈接入表达式为i＝Imsin ωt的交变电流，一只灯泡和交流电流表串联后接在副线圈两端，读数为0.4 A，当t＝T时，原线圈的电流i＝30 mA，由此可知，此变压器的原副线圈匝数之比为( )A．4∶30 B．40∶3C．3∶40 D．40 ∶311．如图5所示，一理想变压器的原、副线圈分别由双线圈ab和cd(匝数都为n1)、ef和gh(匝数都为n2)组成．用I1和U1表示输入电流和电压，I2和U2表示输出电流和电压．在下列四种连接法中，符合关系＝，＝的有( )图5①b与c相连，以a、d为输入端；f与g相连，以e、h为输出端②b与c相连，以a、d为输入端；e与g相连，以f、h为输出端③a与c相连，以b与d相连作为输入端；f与g相连，以e、h为输出端④a与c相连，b与d相连作为输入端；e与g相连，f与h相连作为输出端A．①② B．②③ C．③④ D．①④12．如图6所示，电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器R的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原线圈和副线圈中的电流．下列说法正确的是( )图6A．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小B．保持P的位置及U1不变，S由a切换到b，则I2减小C．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则I1增大D．保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，则I1减小题号 1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12答案13．风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，如图7所示风车阵中发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线电阻为10 Ω.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：图7(1)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比．(2)画出此输电线路的示意图．(3)用户得到的电功率是多少．习题课变压器及电能的输送答案1．B [在输出功率一定时，由P＝UI知，当U增大时，I减小，输电导线损耗的功率P损＝I2R将变小．]2．BC [根据变压器的电压比＝和电流比＝可知选项B、C是正确的．对于理想变压器，输入与输出的功率应相等，即P1＝P2，所以选项D是错误的．]3．D [电动机两端电压为，故电动机消耗的功率为，即为变压器的输入功率，原线圈中的电流I0＝.]4．AC [电压与匝数成正比，故A正确，能量守恒，故C正确．] 5．6∶125235∶11470盏解析设ρ为水的密度电源端：P输出＝×50%＝Qρgh×0.5＝2×1×103×10×5×0.5 W ＝5×104 W输出电压U0＝240 V，输送电路如下图所示为满足输电要求，据P损＝IR，有I送＝＝＝ A＝10 A则送电电压为U送＝＝ V＝5×103 V所以升压变压器的匝数比为n1∶n2＝U0∶U送＝240∶(5×103)＝6∶125输电线电压损失U损＝I送R＝10×30 V＝300 V用户端：U1＝U送－U损＝5×103 V－300 V＝4 700 V据题意可知，U2＝220 V，所以降压变压器的匝数比为n1′∶n2′＝U1∶U2＝4 700∶220＝235∶11因为理想变压器没有能量损失，可正常发光的电灯盏数为N＝＝盏＝470盏6．A [输电电流I＝，输电线路损失的电功率P损＝I2R＝2R＝1×105 kW，当改用超导输电时，不损失电能，因此减少的输电损耗就等于P损，故A正确．]7．C8．B [对变压器＝＝21Ucd′＝110 V时，Uab′＝220 V.对分压器gh间接110 V时，Uef′＝Ugh′＝110 V．]9．BC [保持P的位置不动，U2不变，将Q向下移动时，R变大，故电流表的读数变小；保持Q的位置不动，R不变，将P沿逆时针方向移动时，n2变大，U2变大，故电流表的读数变大．]10．B [交流电流表的读数为0.4 A，说明副线圈中电流的有效值为0.4 A，原线圈中电流的表达式为i＝Imsin ωt，当t＝T时，i＝Imsin ωt＝Imsin·T＝Imsin＝Im＝＝30 mA，所以原线圈中电流的有效值为30 mA，电流之比是3∶40，所以匝数之比为40∶3.] 11．D [图中双线圈ab，cd，ef，gh的绕法相同，当bc相连，fg相连时，相当于两组原线圈串联，两组副线圈串联，原、副线圈匝数都增大一倍，对理想变压器＝＝，且有I1U1＝I2U2，所以＝，即①正确；当e，g相连时，副线圈相当于双线绕法，副线圈内感应电动势相互抵消，没有输出，②错误；③中原线圈ab和cd两个线圈并联，副线圈中ef和gh两个线圈串联，显然③错误；④中的a与c相连，e与g相连，原、副线圈中的两个线圈都并联，电压、电流符合题意，④正确．故正确选项为D.]12．BC [改变开关的位置就是改变副线圈匝数的多少，当副线圈匝数减少时，副线圈两端电压减小，R上消耗的功率减小，电流也减小；当电压和副线圈都不发生变化时，调节滑动变阻器向上滑动，则电阻减小，输出电流增大，输入电流也增大．]13．(1)1∶20240∶11(2)见解析图(3)96 kW解析(1)输电线损失的功率P损＝P×4%＝100 kW×4%＝4 kW输电线电流I2＝＝ A＝20 A升压变压器输出电压U2＝＝ V＝5 000 V升压变压器原、副线圈匝数比：＝＝＝120电压损失U损＝I2R线＝20×10 V＝200 V降压变压器原线圈端电压U3＝U2－U损＝4 800 V降压变压器原、副线圈匝数比＝＝＝24011(2)如图所示(3)用户得到的电功率即降压变压器的输出功率为P用＝P－P损＝P(1－4%)＝100×96% kW＝96 kW。
2019-2020学年高中物理 第5章 交变电流 5 电能的输送课件 新人教版选修3-2
二、电网供电
1．远距离输电基本原理：远距离输电的基本电路，如图 所示．
在 发 电 站 内 用 _升__压___ 变 压 器 __升__压__ ， 然 后 进 行 远 距 离 输 电，在用电区域通过_降__压___变压器降压降到所需的电压．
2．电网 通过输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来， 形成全国性或地区性的输电网络，这就是电网． 3．优点 (1)经济——便于使用大容量发电机组，降低运输成本； (2)保质——减少断电风险，调剂供需平衡； (3)可靠——根据不同“电源”的特点，合理调度电力．
答案： C
谢谢观看！
练 随堂演练
1．中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村
电价过高，农民负担过重，其客观原因是电网陈旧老化．近
来，农村进行电网改造，为减少远距离输电的损耗而降低电的
价格可采取的措施有( )
A．提高输送功率
B．增大输送电流
C．提高输电电压
D．减小输电导线的横截面积
解析： 输电导线上的功率损失计算公式为：ΔP＝I2r＝UP 2r＝ΔUr 2，故只有 C 正确．
(2)若改用5 000 V高压输电，用户端利用n1∶n2＝22∶1的 变压器降压，求用户得到的电压．
解析： (1)输电线上的电流强度为 I＝UP＝203×80103 A≈52.63 A 输电线路损耗的功率为： P 损＝I2r＝52.632×6 W≈16 620 W＝16.62 kW 用户得到的电压为： U1＝U－Ir＝(380－52.63×6) V＝64.22 V.
(2)交流输电时，导线不但有电阻，还有线路的电感、电容 产生的感抗和容抗，但高中阶段计算中，可将输电线看做纯电 阻电路，ΔU＝Ir、ΔP＝I2r＝ΔUr 2＝ΔUI 等公式都成立．
高中物理 5.5电能的输送课件 新人教版选修3-2
选择记忆的黄金时段
前摄抑制：可以理解为先进入大脑的信息抑制了后进 入大脑的信息
后摄抑制：可以理解为因为接受了新的内容，而把前 面看过的忘记了
超级记忆法-记忆 规律
TIP1：我们可以选择记忆的黄金时段——睡前和醒后！ TIP2：可以在每天睡觉之前复习今天或之前学过的知识，由于不受后摄抑制的 影
TIP2：在场景中记忆时，可以适当采用一些顺序，比如上面例子中从上到下、 从 左到右、从远到近等顺序记忆会比杂乱无序乱记效果更好。
场景记忆法小妙招
超级记忆法--身 体法
1. 头--神经系统 2. 眼睛--循环系统 3. 鼻子--呼吸系统 4. 嘴巴--内分泌系统 5. 手--运动系统 6. 胸口--消化系统 7. 肚子--泌尿系统 8. 腿--生殖系统
1.反思你前面哪个步骤停留时间最长； 2.总结是什么原因造成的
（是之前相关知识基础不牢固 还是这次的某个概念自己理解错了）；
3.反思你思考的时候在哪里卡住了， 着重这个地方，再次理解。
费曼学习法-实操
第六步 实践检验
（六） 实 践 检 验
1.实践是检验真理的唯一标准。前面你可能觉得自己学的都还不错， 那么最 后这步帮你再次验证，也帮你进一步加深理解；
1第一遍知道大概说了什么就行；
2第二遍知道哪块是重点；
3第三遍可以做出一些判断。
高效学习逻辑 思维
事实知识（know--what）：知道是什么的知识， 主要叙述事实方面的知识；
原理知识（know--why）：知道为什么的知识， 主 要是自然原理和规律方面的知识；
技能知识（know--how）：知道怎么做的知识， 主要是对某些事物的技能和能力；
响，更容易储存记忆信息，由短时记忆转变为长时记忆。
高中物理第五章交变电流5.5电能的输送检测新人教版选修3_2
小初高 精选资料、感谢阅读下载 5.5电能的输送 课时作业 基础达标 1．发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电导线的总电阻为R，通过导线的电流为I，学校得到的电压为U2，则输电线上损耗的电压可表示为( ) A．U1 B．U1－IR C．IR D．U2 【解析】 输电线的电压损失ΔU＝U1－U2＝IR，B错误，C正确；U1为输出电压，U2为用户得到的电压，A、D错误． 【答案】 C 2．如图为远距离高压输电的示意图，关于远距离输电，下列表述正确的是( )
A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失 B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗 C．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小 D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好 【解析】 根据P＝I2R可知，在电流I一定的情况下，减小电阻R可以减少电路上的电
能损失，而R＝ρLS，所以增大输电线横截面积S可减小电阻R，A正确；由输送电功率P＝UI，
得输电线损失电功率P线＝I2R＝P2U2R，可见减小输电电流可减小电路发热损耗，在输送电压一定时，输送的电功率P越大，电能损失越大，B正确，C错误；高压输电并不一定是电压越高越好，电压过高时，会带来技术和设备上的困难，所以D正确． 【答案】 ABD 3．某变电站用11 kV交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R.现若用变压器将电压升高到220 kV送电，下面选项正确的是( )
A．因I＝UR，所以输电线上的电流增为原来的20倍
B．因I＝PU，所以输电线上的电流减为原来的120 小初高 精选资料、感谢阅读下载 C．因P＝U2R，所以输电线上损失的功率增为原来的400倍 D．若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线的直径减为原来的1400 【解析】 由ΔP＝I2R＝PU2R知，ΔP′＝1400ΔP，C错．本题I≠UR，故A错．若ΔP不变，R′＝400R，由电阻定律可得：d′＝120d，D错，选B. 【答案】 B 4．某小型水电站向小山村输电，输送电功率为50 kW，若以1 100 V送电，则线路损失为10 kW，若以3 300 V送电，则线路损失功率可变为( ) A．3.3 kW B．1.1 kW C．30 kW D．11 kW