易成教育资源网 免费陆科版2017年选修3-2物理：第四章《远距离电力输送》ppt课件包（4本）高中物理考点教学反思设计教案学习计划教学稿网络在三相交流电路中，下列说法正确的是（）A.相电压与线电压一定相等B.星型接法的三相电源中，相电压为380V，线电压为220VC。星型接法的三相电源中，线电压U线与相电压U相满足U相=U线D.当负载为星型接法且完全对称时，流过中性线的电流为零解析：星型接法中，U相=U线，则A、B、C错误。当负载完全对称且为星型接法时，中性线中的电流为零，因此可以去掉中性线，因此D正确。答案：D2。某理想变压器初、次级线圈匝数之比为n1：n2=10：1。 若初级线圈两端接交流电源，则下列判断错误的是（ ） A.初、次级线圈中电流的频率之比为f1：f2=10：1 B.初、次级线圈两端电压之比为U1：U2=10：1 C.初、次级线圈中交流电之比为I1：I2=1：10 D.变压器输入输出功率之比为P1：P2=1：1 分析：根据变压器的电压比=、电流比=可知选项B、C正确。 对于理想变压器来说，输入输出功率应该相等，即P1=P2，所以选项D正确。 变压器不会改变电流频率，所以选项A错误。 答案：A3。长距离传输一定功率的交流电时，若将传输电压提高至原值的n倍，则关于输电线路上电压损失和功率损失的正确答案是（）①输电线路上功率损失为原值的1/n②输电线路上功率损失为原值的1/n2③输电线路上电压损失为原值的1/n④输电线路上电压损失为原值的1/n2A. ①③B. ①④C. ②③D. ②④分析：根据P loss =（）2R且U loss = R可知②③正确，选项C正确。
答案：C4.（2012重庆高考）如图1所示，理想变压器初级线圈接有交流电压u=πt(V)，次级线圈通过电阻r=6Ω的导线由用电设备RL供电，用电设备正常工作。由此可知（）A.初、次级线圈的匝数比为50：1图1B.交流电压的频率为。次级线圈中电流的有效值为4AD。变压器的输入功率为880W。分析：根据接入电压u＝πt，求输入电压的有效值为，为使“ ”电器正常工作，流过电器的电流为I＝＝4A，次级线圈的输出电压为Uout＝Ir＋U＝4×6V＋220V＝244V，初、次级线圈匝数比等于输入电压与输出电压之比为2750∶61，A错误，C正确；交流电的频率f＝＝＝50(Hz)，B错误；变压器的输出功率Pout＝PRL＋Pr＝880W＋42×6W＝976W，D错误。 答案：C5.（2012·山东省高考改编） 图2A为某燃气炉点火装置示意图。变换器将直流电压转换成图B所示的正弦交流电压，加到一个理想变压器的初级线圈上。变压器初、次级线圈的匝数分别为n1、n2，是一个交流电压表。当变压器次级线圈电压瞬时值大于5000V时，钢针与金属板之间就会产生电火花，从而点燃气体。
正确的判断是（）图2A电压表的读数等于5VB电压表的读数等于5VC点火的条件是>1000D点火的条件是1000，选项C正确，D错误。答案：C6.（2012天津高考）通过理想变压器，在同一条线路中传输相同的电功率P，初级线圈的电压U不变，传输线的总电阻为R。当次级线圈与初级线圈的匝数比为k时，线路中损失的电功率为P1。若次级线圈与初级线圈匝数比增大为nk，则线路中损失的电功率为P2，则P1和分别为（）A.，B.（）2R，C.，D.（）2R，分析：当次级线圈与初级线圈匝数比为k时，次级线圈的输出电压为kU，输出电流I=，线路中损失的电功率为P1=I2R=（）2R。若次级线圈与初级线圈匝数比增大为nk，则次级线圈的输出电压为nkU，输出电流I′＝，线路中损失的电功率为P2＝I′2R＝（）2R。＝，选项D正确，A、B、C错误。答案：D7.图3为路灯变压器降压供电给用户示意图，变压器输入电压为市网电压，不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R0表示，滑动变阻器R表示用户电器总电阻，当滑动变阻器触点P向下移动时，下列判断错误的是（）A.相当于用电器个数增加B.V1读数随着V2读数的增加而增加C.A1读数随着A2读数的增加而增加D.变压器输入功率增加的分析：初级线圈电压U1由市电网决定，不会随着用户电阻的变化而变化，而次级线圈两端的电压U2由初级线圈电压和初、次级线圈匝数比决定，所以也不会变化。选项B错误；当滑动变阻器触点P向下移动时，用户用电器的总电阻减小，也就是说用电器个数增加，而U2不变，所以电流I2增大，也就是A2读数增大，输出功率增大，决定了输入功率也增大。因为U1不变，I1增大，也就是A1读数增大，所以选项A、C、D正确，B错误。
答案：B8.自耦变压器的特点是在铁心上只绕制一个线圈，其结构如图4所示。P、M可看作一个线圈，移动滑动触头P，可改变这个线圈的匝数；N、M可看作另一个线圈。N、M接一个滑动变阻器，Q为滑动变阻器的滑动触头。下列说法正确的是（）图4A.当a、b接上恒压交流电源时，滑动触头P向上移动，电压表V1的读数不变，V2的读数增大B.当a、b接上恒压交流电源时，滑动触头P向上移动，电压表V1的读数增大，V2的读数也增大C.当c、d接上恒压交流电源时，滑动触头Q向上移动，电压表V1的读数不变，V2的读数也不变D.当c、d接上恒压交流电源时，滑动触头Q上移，电压表V1的读数增大，而V2的读数不变。分析：设a、b间线圈匝数为n1，M、N间线圈匝数为n2，则=，即UMN=。显然，当n1增大，U1、n2不变时，UMN减小，即电压表V2的读数减小。因为是恒压交流电源，所以V1的读数不变，A、B错误。当c、d接上恒压交流电源时，触头Q上移，c、d间电压表V2的读数不变，而N、M间电压增大；同理，由变压器变比公式可推知电压表V1的读数增大，D正确。答案：D 2.填空（本题1题，共10分，请根据题目要求在题中横线上填入答案或回答） 9.（10分） 一个理想变压器，初级线圈为2200匝，次级线圈为440匝，接100Ω的负载电阻，如图5所示。
（1）当初级线圈接入44V直流电源时，电压表示为，电流表示为。图5 （2）当初级线圈接入220V交流电源时，电压表示为，电流表示为。此时输入功率为。分析：（1）当初级线圈接入直流电源时，由于初级线圈中的电流不变，穿过初、次级线圈的磁通量不变，次级线圈两端不产生感应电动势，因此电压表示为零，电流表示也为零。（2）由=可得电压表示U2=U1=220×V=44V，电流表示I2==A=0.44A。对于理想变压器，P in=P out=I2U2=0.44×44W=19.36W。答案：(1)00 (2)440.4419.36 三、计算题（本题分3个分题，共42分。答案中应写明必要的文字说明、公式及重要的计算步骤。只写最终答案不予加分。有数值计算的题目，答案中须写清数值及单位） 10、（10分） 一台降压变压器的初、次级线圈匝数比为4：1，它给照明电路供电，加在初级线圈上的交流电压为u1=πtV，照明电路连接线总电阻为R=1.0Ω，请问能正常点亮多少只“220V、40W”的灯？ 分析：电器要正常工作，电器两端的电压必须达到它的额定值220V。
由电源电压u1=πtV可知加在初级线圈上的电压有效值为U1=V=1000V。根据变压器公式=可知次级线圈两端的电压为U2=250V。此时次级线圈作为“电源”，给灯供电。设需并联n盏灯，每盏灯正常点亮时的电流为I0==A。根据欧姆定律，由U2=nI0R+U0可知可供并联的灯数为n==165（盏）。答：165盏灯。11.（16分）如图6所示，理想变压器初级线圈接电压为220V的正弦交流电源，两个次级线圈的匝数分别为n2=16匝、n3=144匝。它们通过理想二极管、单刀双掷开关与一只“ ”灯泡相连（灯泡电阻不变）。当开关接至1时，灯泡正常点亮。求：（1）初级线圈匝数n1；图6（2）当开关接至2时，灯泡两端电压的有效值。分析：（1）当开关接至1时，灯泡正常工作，故U3=36V，根据=，可得n1==匝数=880匝。（2）假定当开关接至2时，次级线圈两端接有高压输电用于交流电的远距离输送，我国正在研究采用远高于330kV的电压进行电力输送。采用高压输电的优点是（）A.可以节省输电线材料 B.可以根据需要调整交流电的频率 C.可以减少输电线路上的能量损耗 D.可以加快输电速度 2 关于理想变压器的工作原理，下列说法正确的是（）A.用正弦交流电通过初级线圈产生的磁通量不变 B.任何时候通过初、次级线圈的磁通量都不相等 C.通过次级线圈的磁通量的变化在次级线圈中产生感应电动势 D.初级线圈中的电流通过铁心流向次级线圈 3 关于理想变压器的特性，下列说法正确的是（）A.理想变压器可以同时增加电压和增加电流 B.初、次级线圈的磁通量和变化率相同，产生的感应电动势也相同 C.初、次级线圈没有电阻，铁心内不会产生涡流初级线圈往往匝数较少，绕线较粗，通过的电流较大4理想变压器正常工作时，初、次级线圈中的电流分别为I1、I2，电压分别为U1、U2，功率分别为P1、P2。关于它们之间的关系，下列说法正确的是（ ） A.I1由I2决定 B.U2与负载有关 C.P2由P1决定 D.以上说法都不正确 5 用理想变压器给阻性负载供电时，下列哪种方法可以减小变压器的输入电流（ ） A.增加初级线圈的匝数 B.增加次级线圈的匝数 C.在次级线圈上并联更多电阻 D.增加次级线圈的负载 6 下列关于电能传输的分析正确的是（ ） A.由公式可知，传输电压越高，传输线上的功率损耗越大 B.由公式可知，传输导线的电阻越大，传输线上的功率损耗越小 C.由公式可知，传输电流越大，传输线上的功率损耗越大。 D.由公式可知，传输线上的功率损耗与电流成正比7 我国已投入运行的特高压输电是世界上电压等级最高的输电工程。设A、B原采用500kV特高压输电，输电线路上的功率损耗为P。在输送功率和输电线电阻不变的情况下，现采用特高压输电，如果不考虑其他因素的影响，则输电线路上的功率损耗变为（）ABC。D。8 钳形电流表的外形结构如图所示，图A中电流表的读数为1.2A，图B中同样的电缆绕3圈，则（）图A。此电流表能测直流电流，图B的读数为2.4AB。此电流表能测交流电流，图B的读数为0.4AC。此电流表能测交流电流，图B的读数为3.6AD。此电流表既能测直流电，又能测交流电。图B的读数为3.6A9如图所示，理想变压器的次级线圈上接三个灯泡，初级线圈串联一个灯泡接入交流电源。若这四个灯泡完全相同，均能正常点亮高中物理的远距离电路，则电源两端的电压U1与灯泡两端的电压U2的比值是（）图A.11B.21C.31D.4110.图A中理想变压器初、次级线圈匝数比，电阻，L1、L2为两个相同规格的小灯泡，S1为单刀双掷开关。初级线圈接正弦交流电源，输入电压与时间的关系如图B所示。现将S1接1，闭合S2，此时L2正常导通。下列说法正确的是（ ）图中 A.输入电压u的表达 B.仅断开S2后，L1、L2均正常点亮 C.仅断开S2后贝语网校，初级线圈的输入功率增大 D.若将S1换成2，则消耗的功率为0.8W。 二、填空（本题共2题，每题6分，共12分。） 11.某发电厂先用2.2kV电压向远距离用户输送电能，再在已有的输电线路上用22kV电压输送同样的电能，两种输送方式在输电线路上所消耗的功率之比为。 为将2.2kV电压提高到22kV，若变压器初级线圈匝数为180匝，则次级线圈匝数应为匝。 12 如图4所示，理想变压器初、次级线圈匝数比，初、次级线圈输入电压，通过电阻传输线给用户供电，则用户最多可以接入“”个灯，保证正常照明。 图4 三、计算题（本题共4题，共48分，作答时要写出必要的文字说明、公式及重要的计算步骤，只写出最后的答案是不能得分的，有数值计算的题目，必须在答案中清楚写出数值及单位） 13（10分） 如图所示，某理想变压器初、次级线圈匝数比为，初、次级线圈回路中电阻A等于次级线圈回路中负载电阻B的电阻。在其两端加交流电压后，求： （1）两电阻所消耗功率之比； （2）两电阻两端电压之比。 14（10分） 如图所示，一个变压器有两个次级线圈，初级线圈匝数为，接入有电压的电路中。图（1）要求，分别在两个次级线圈上求得电压，匝数为多少？ （2）若两个电器“ ”和“ ”分别接在两个次级线圈上，则初级线圈的输入电流为多少？ 15（14分） 如图所示，某村庄在离村子较远的地方建了一个小水电站。发电机的输出功率为，输出电压为，输电线的电阻为，线路所消耗的电能为输出功率。求： 图（1）如果不用变压器，直接用发电机输电，用户将得到多少电压和功率？ （2）若采用如图所示电路输送电力时，用户需要电压，则升压变压器和降压变压器的初次级线圈的匝数比是多少？（忽略变压器的能量损失） 16.（14分）利用太阳能电池作为能量转换装置，将太阳能转换成电能的系统又称为光伏发电系统。光伏发电系统的直流供电方式有其局限性，多数光伏发电系统采用交流供电，把直流电转换成交流电的设备称为逆变器。 （1）用逆变器将直流电转换成交流电供电有哪些优点？请简要回答。 （2）有一台太阳能发电机，内阻为，给某学校照明供电。如图所示，升压变压器的匝数比为，降压变压器的匝数比为，输电线总电阻为。学校有22个班级，每个班级有6个“ ”灯。若所有灯正常亮起，则图①中发电机的输出功率是多少？发电机的电动势是多少？输送效率是多少？ 分数： 一、选择题 题号 答案 11.12。 三、计算题 13.14.15.16. 第四章 长距离输电 参考答案 一、选择题 1.交流长距离输电常输送一定的电能，根据理论，输送电压越高，输送电流越小。根据理论，当要求输电线能量损耗不变时，输电线的电阻可稍大一些，导体做得细一些或选用电阻率大的材料（非铜材料）；如果输电线确定，即确定了，可以减少线上的能量损耗，故A、C正确；而交流电的频率是恒定的，不会随着输送电压的变化而变化，而电能输送的速度也就是电磁波的传播速度，也是恒定的，所以B、D不正确。C分析：正弦交流电通入初级线圈产生的磁场是变化的，由于面积不变，磁通量就变化，所以A错误；因为理想变压器没有漏电，所以B错误；从互感现象来看，C正确；初级线圈中的电能转换成磁场能再转换成电能，初次级线圈是通过磁性相通的，所以D错误。C分析：理想变压器初次级线圈功率相等，即不可能同时增加电压和电流，所以A错误；初次级线圈匝数不同，感应电动势也不同，所以B错误；理想变压器不考虑绕组的铜损和铁心的热损耗，当然要求线圈无电阻、铁心不产生涡流，所以C正确；初、次级线圈匝数少的一侧电流大，绕线也粗，但不一定作为初、次级线圈使用高中物理的远距离电路，所以D错误。A解析：理想变压器的电流关系可以写成：初、次级线圈中的电流与次级线圈中的电流成正比，所以初、次级线圈中的电流由次级线圈中的电流决定；功率关系为：负载的多少输入到初、次级线圈端，所以选项A正确。A解析：初、次级线圈的电压是不变的，所以增加初、次级线圈的匝数，必然要降低，也必然要降低，两线圈的功率关系为，必然要降低，所以A正确。根据，不变，增大，则增大。对于次级线圈电路来说，相当于电源的电动势。外电阻不变，所以次级线圈电流增大， 和 不变，所以一定增大。B错误。当 和 不变时，并联电阻增大， 减小，根据闭合电路欧姆定律， 增大，同上面的推导， 一定增大。C错误。当负载增大时，要知道接在次级线圈上的总电阻变小，从而次级线圈中的电流增大。此时，原线圈中的电流也增大。D错误。 C 分析：传输线上损失的功率，公式中指的是传输线上的功率损失（也就是电阻的分压，而不是传输电压，所以A、B都是错误的；公式中是电源提供的总功率，而不是传输线上损失的功率，所以D是错误的。A 分析：高压输电中，设传输功率为，传输电压为，传输线电阻为，则传输线上损失的功率为。当传输电压提高到原来的2倍时，传输线上损失的功率就变成原来的了，所以选择AC。分析：钳形表是根据电磁感应原理制成的，所以只能用来测量交流电；对于钳形表的要求，使用时钳形表是串联在被测电路中的。所以，同样的电缆虽然多了几圈，但电缆中的电流保持不变，所以当增加3倍时，C是正确的。 D解析：由于四盏灯都正常点亮，所以每盏灯两端的电压和流过每盏灯的电流都相等，初、次级线圈中电流的比值，初、次级线圈两端电压的比值，灯A与初级线圈串联并接在电源上：。联立以上三个式子可得，所以。答案应为D。D解析：根据图示，则，输入电压，所以A错误；根据变压器变换定律可知：，所以，由题意可知，当S1接1，S2闭合时，灯泡L2正常点亮，可得灯泡L2的额定电压为4V，仅将S2断开时，次级线圈两端电压保持不变，此时次级线圈的负载为L1与L2串联，所以L1、L2不能正常点亮，B错误；此时次级线圈的负载增大，所以减小，所以，所以原来线圈的输入功率减小，C错误；当S1换成2时，次级线圈的负载只有电阻，所以D正确。 11.分析：由题知，线路上损耗的功率为。根据变压器电压与匝数的关系可知：，匝数。 分析：由题知，初级线圈的输入电压为。根据初、次级线圈匝数比可知，次级线圈的电压为。 电器的正常工作电压，那么线损电压就是 传输线上的电流就是 每个灯泡的正常工作电流就是 用户可以接的最大灯数为。 13.（1）（2）分析：（1）由电流与匝数的关系可知，理想变压器初、次级线圈中电流的比值为：。又因为，所以两个电阻两端消耗的功率之比为 （2） 由可知，两个电阻两端电压之比为：。 （1） 30匝 550匝 （2） 0.3A 分析：（1） 根据初、次级线圈电压与匝数的关系，可得匝数，匝数。 （2） 设初、次级线圈的输入电流为，可得，即故。 （1）（2） 分析：（1） 不经变压器直接输电时，输电线路上的电流电压损失为，功率损失为，用户得到的电压与功率分别为 （2） 和 ， 和 。 所以。 （1） 见分析（2） ① 分析：（1） 可以改变电压来满足不同的需要；通过提高、降低电压，在长距离输电中可以减少输电线路上电能的损失，提高供电效率。因此利用逆变器将直流电转换成交流电，可以提高发电系统的利用率。（2）发电机的输出功率宜城教育资源网