(2019-2020)【重點(diǎn)資料】高中物理-第三章-電路與電能傳輸-3-電能的傳輸-4-電能的轉(zhuǎn)化及應(yīng)用學(xué)案-教科版選

(2019-2020)【重點(diǎn)資料】高中物理-第三章-電路與電能傳輸-3-電能的傳輸-4-電能的轉(zhuǎn)化及應(yīng)用學(xué)案-教科版選LtDPAGEPAGE43電能的傳輸4電能的轉(zhuǎn)化及應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)知識脈絡(luò)(3)電能的損耗受電流的影響比受電阻的影響更為顯著．()(4)變壓器不但能改變交流電壓，也能改變直流電壓．()(5)變壓器的原理是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象，副線圈輸出的電流是原線圈電流的感應(yīng)電流．()(6)變壓器副線圈匝數(shù)多，則副線圈的電壓高．()【提示】(1)√(2)√(3)√(4)×(5)√(6)√2．一變壓器原線圈100匝，副線圈200匝，在原線圈加10V直流電壓()A．副線圈兩端電壓為20VB．副線圈兩端電壓為5VC．副線圈兩端電壓為0VD．以上說法都不對C[在原線圈一側(cè)加上直流電壓，產(chǎn)生的電流的磁場是恒定不變的，即穿過副線圈的磁通量不變，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，選項(xiàng)C正確．]3．下面可以將電壓升高供給家用電燈的變壓器是()C[電壓升高，原線圈的匝數(shù)要少于副線圈的匝數(shù)，要接交流電，接直流電時(shí)變壓器不工作，故C正確．]4．(多選)遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，當(dāng)輸送的功率相同時(shí)，輸送導(dǎo)線上的電阻損失的功率應(yīng)是()【導(dǎo)學(xué)號：37032076】A．與輸送的電壓的平方成正比B．與輸送的電流的平方成正比C．與輸送的電壓的平方成反比D．與輸電導(dǎo)線上的電壓降的平方成正比BCD[損失的功率P損＝I2R＝eq\f(U\o\al(2,損),R)，故BD正確；又I＝eq\f(P,U輸)得：P損＝I2R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)輸))2R，故C正確；綜上所述本題答案是BCD.][合作探究·攻重難]高壓輸電1．采用高壓輸電的原因線路中的電阻要消耗電能，線路的電阻越大，流過線路的電流越大，線路中的損耗就越多，減小線路上功率損失的方法有兩個(gè)途徑：第一，減小輸電導(dǎo)線上的電阻R.據(jù)R＝ρeq\f(l,S)知，在實(shí)際輸電線路中，輸電導(dǎo)線的長度不能減小，可以用電阻率ρ小的導(dǎo)體材料，像銅和鋁等．金、銀屬于貴重金屬，做輸電導(dǎo)線就不現(xiàn)實(shí)了，但在大規(guī)模集成電路里是要用這種金屬導(dǎo)體的．最后一點(diǎn)是增大導(dǎo)體的橫截面積，這又給架線工作帶來困難，同時(shí)也會(huì)耗費(fèi)大量的金屬材料．第二，減小輸電電流I，根據(jù)公式I＝eq\f(P,U)知，要減小電流，減小輸送功率是錯(cuò)誤的選擇，你的目的就是輸送電能．再就是提高電壓，在輸送功率一定、輸電線電阻一定的條件下，輸電電壓提高到原來的n倍，根據(jù)公式P損＝(eq\f(P,U))2R可以推算，輸電線上的功率損失將降為原來的eq\f(1,n2).根據(jù)以上分析，采用高電壓輸電是減小輸電線上功率損耗最有效、最經(jīng)濟(jì)的措施．2．遠(yuǎn)距離輸電過程的示意圖如圖3-3-1所示理想變壓器P1＝P2，P3＝P4，P2－P3＝P線耗．圖3-3-13．幾個(gè)常用的關(guān)系式(1)電流關(guān)系：eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，I2＝I3，eq\f(I3,I4)＝eq\f(n4,n3).(2)電壓關(guān)系：U2＝I2R線＋U3，eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)，其中n1、n2、n3、n4分別表示升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)．(3)功率關(guān)系：P1＝P2，P2＝P線耗＋P3，P3＝P4，P4＝P1－P線耗，P線耗＝Ieq\o\al(2,2)R線．(多選)某電站向遠(yuǎn)處輸送一定功率的電能，則下列說法中正確的是()A．輸電線不變，將送電電壓升高到原來的10倍時(shí)，輸電線損耗的功率減為原來的eq\f(1,10)B．輸電線不變，將送電電壓升高到原來的10倍時(shí)，輸電線損耗的功率減為原來的eq\f(1,100)C．送電電壓不變，將輸電線的電阻減半時(shí)，輸電線損耗的功率減為原來的一半D．送電電壓不變，將輸電線的電阻減半時(shí)，輸電線損耗的功率增為原來的4倍思路點(diǎn)撥：①輸送功率一定即P送＝I送U送一定．②輸電線不變即導(dǎo)線電阻R線不變．③P損＝I2R線，而I＝eq\f(P送,U送).BC[輸電線上功率損失P損＝I2R線＝(eq\f(P,U))2R線，則R線、P一定時(shí)，U升高到原來的10倍，P損減為原來的eq\f(1,100)，A項(xiàng)錯(cuò)，B項(xiàng)對．P、U一定時(shí)，P損與R線成正比，R線減半，P損也減半，故C對，D錯(cuò)．故選BC.]在分析這類問題時(shí)，要注意輸送功率一定時(shí)，電壓、電流、電阻和功率的關(guān)系.[針對訓(xùn)練]1．(多選)遠(yuǎn)距離輸送交變電流都采用高壓輸電．已建成750kV線路，采用高壓輸電的優(yōu)點(diǎn)是()A．可以提高輸電的效率B．可根據(jù)需要調(diào)節(jié)交流電的頻率C．可減少輸電線上的能量損耗D．可以減少輸電的時(shí)間AC[遠(yuǎn)距離輸電過程中，由于電流的熱效應(yīng)，輸電線上發(fā)生熱損耗，根據(jù)焦耳定律，損耗功率P損＝I2R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))eq\s\up12(2)R，式中P為輸電功率，U為輸電電壓，R為輸電線電阻，在P、R不變時(shí)，P損∝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,U)))eq\s\up12(2)，所以采用高壓輸電可減少輸電線上的能量損耗，提高輸電的效率，A、C正確．]變壓器的應(yīng)用1．理想變壓器：不計(jì)變壓器線圈的熱損失和鐵芯發(fā)熱損失的能量，變壓器副線圈提供給用電器的電功率等于發(fā)電機(jī)提供給原線圈的電功率．2．理想變壓器的磁通量全部集中在鐵芯內(nèi)，穿過原、副線圈的磁通量相同，穿過每匝線圈的磁通量的變化率也相同，因此每匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢相同，原、副線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢和原、副線圈的匝數(shù)成正比．在線圈電阻不計(jì)時(shí)，線圈兩端電壓等于電動(dòng)勢．所以變壓器原、副線圈的兩端電壓與匝數(shù)成正比．3．升壓變壓器和降壓變壓器：由變壓器公式eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，當(dāng)變壓器原線圈匝數(shù)少，副線圈匝數(shù)多時(shí)，副線圈兩端電壓高于原線圈兩端電壓，則變壓器為升壓變壓器；當(dāng)變壓器原線圈匝數(shù)多，副線圈匝數(shù)少時(shí)，副線圈兩端電壓低于原線圈兩端電壓，則變壓器為降壓變壓器．4．規(guī)律：①理想變壓器中，原、副線圈兩端的電壓之比等于它們的匝數(shù)之比，eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2).②理想變壓器的輸出功率等于輸入功率，P入＝P出，即U1I1＝U2I2.因此，原、副線圈中的電流之比等于匝數(shù)的反比，eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1).一理想變壓器，原線圈輸入電壓為220V時(shí)，副線圈的輸出電壓為22V．如將副線圈增加100匝后，則輸出電壓增加到33V，由此可知原線圈匝數(shù)是________匝，副線圈匝數(shù)是________匝．【解析】由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可知原、副線圈原來的匝數(shù)比eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(220,22)＝eq\f(10,1)，①若副線圈增加Δn＝100匝，輸出電壓U2′＝33V，由eq\f(U1,U2′)＝eq\f(n1,n2＋Δn)可得eq\f(220,33)＝eq\f(n1,n2＋100)，②由①②得n1＝2000匝，n2＝200匝．【答案】2000200無論線圈的匝數(shù)增加還是減小，緊緊抓住電壓與匝數(shù)成正比的關(guān)系去列式求解.[針對訓(xùn)練]2．如圖3-3-2所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為3∶1，副線圈接三個(gè)相同的燈泡，均能正常發(fā)光，原線圈上串聯(lián)一相同的燈泡A，則()【導(dǎo)學(xué)號：37032077】圖3-3-2A．燈A也能正常發(fā)光B．燈A將會(huì)燒壞C．燈A比另三個(gè)燈都暗D．不能確定A[原線圈、副線圈電流之比eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，I1＝eq\f(I2,3)，副線圈中通過每燈的電流等于其額定電流I額＝eq\f(I2,3)，通過燈A的電流I1＝eq\f(I2,3)＝I額，所以也能正常發(fā)光．][當(dāng)堂達(dá)標(biāo)·固雙基]1．(多選)關(guān)于輸電技術(shù)，下列說法中正確的是()A．減小輸電導(dǎo)線的電阻可以減小損失的功率B．提高輸送電壓從而減小輸送電流，可以減小損失的功率C．提高輸送電壓可減小損失的功率，因此可以無限提高輸電電壓D．采用電網(wǎng)供電可減小損失的功率AB[減小損失的功率可以通過減小輸電線的電阻和輸電電流來實(shí)現(xiàn)．減小輸電電流即提高輸電電壓，但不能無限提高．采用電網(wǎng)供電可以減少重復(fù)建設(shè)，保障供電質(zhì)量，合理調(diào)度電力．]2．(多選)遠(yuǎn)距離輸送交流電都采用高壓輸電，我國正在研究用比330kV高得多的電壓進(jìn)行輸電，采用高壓輸電的優(yōu)點(diǎn)是()A．可節(jié)省輸電線的銅材料B．可根據(jù)需要調(diào)節(jié)交流電的頻率C．可減少輸電線上的能量損失D．可加快輸電的速度AC[在保證功率不變的情況下，提升電壓的目的就是降低輸電電流，從而可以減少送電損失，并能節(jié)省電線材料．]3．500千伏超高壓輸電是我國目前正在實(shí)施的一項(xiàng)重大工程．若輸送功率為3200萬千瓦，原來采用200千伏輸電，由于輸電線有電阻而損失的電功率為P，則采用500千伏超高壓輸電后，在輸電線上損失的電功率為(設(shè)輸電線的電阻未變)()A．0.4P B．0.16PC．2.5P D．6.25PB[根據(jù)P損＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P送,U)))eq\s\up12(2)r可知：當(dāng)輸電電壓由200kV升高到500kV時(shí)，其線路損耗由P減小到0.16P，故B正確，ACD錯(cuò)誤