5V=15kV，B正確； 如果采用5kV電壓輸電，輸電線路上的電能損耗會更大，但最多只能是3×106kW，而且不可能超過這個值，C錯誤； 如果用ΔP=U2R來計算輸電線路上損失的功率，則U是輸電線路上損失的電壓，R是輸電線路的電阻，D是錯誤的。 二、理想變壓器的分析思路 1、電壓思路：變壓器原、副線圈電壓比為U1U2=n1n2； 當變壓器有多個次級線圈時，U1n1=U2n2=U3n3=…2。 功率思路：理想變壓器的輸入功率和輸出功率的關(guān)系是P in = P out，即P1 = P2； 當變壓器有多個次級線圈時，P1 = P2 + P3 +...3。 目前的思路：由I=PU，當變壓器有多個次級線圈時，n1I1=n2I2+n3I3+...，僅對于只有一個次級線圈的變壓器，I1I2=n2n1。 4、動態(tài)分析變壓器電路的思想可以表述為例2：用理想變壓器向負載供電，變壓器輸入端電壓保持不變，如圖1所示。開始時，開關(guān)S斷開。 現(xiàn)在閉合開關(guān)S，則圖中所有交流電表的指示及輸入功率的變化為()圖1A。 V1、V2的指示不變，A1的指示增大，A2的指示減小，P增大。 B. V1、V2 指示不變，A1、A2 指示增大，P 輸入增大 C. V1、V2 指示不變，A1、A2 指示減小，P 輸入減小 D. 指示V1的指示不變，V2的指示增大，A1的指示減小，A2的指示增大，P的指示減小。 分析電壓表V1的指示由輸入電壓決定； 電壓表V2的示值由輸入電壓U1（大小與電壓表V1的示值相等）和匝數(shù)比n1/n2決定； 電流表A2的示值由輸出電壓U2（大小與電壓表V2的示值相等）和負載電阻R決定； 電流表A1的指示，即I1，由變壓器的匝數(shù)比n2/n1和輸出電流I2決定； P 輸入隨 P 輸出變化，并由 P 輸出決定。 由于輸入電壓保持不變，因此電壓表V1的讀數(shù)保持不變。 根據(jù)公式U2=n2U1/n1可以看出U2沒有變化，即電壓表V2的指示沒有變化。 根據(jù)I2=U2/R負，S閉合后R負減小，故I2增大，電流表A2指示增大； 輸入電流I1隨著輸出電流I2的增加而增加，因此電流表A1的指示數(shù)字增加。 由于 P out = U2I2，P out 增加。 P in 隨著 P out 的變化而變化，因此 P in 也會增加。 所以選B。
答案 B 3. 遠距離輸電電路中的各種關(guān)系 1. 解決遠距離輸電問題時，首先應(yīng)畫出輸電電路圖，如圖 2 所示，并寫出已知量和數(shù)量可在電路圖的相應(yīng)位置找到。 圖 22. 分析三個電路。 在每個電路中，變壓器的初級線圈是該電路的用電設(shè)備，對應(yīng)的次級線圈是下一個電路的電源。 3． 綜合運用以下三方面知識來解決（1）節(jié)能：P=U1I1=U2I2=P用戶+ΔPΔP=I22RP用戶=U3I3=U4I4。 （2）電路知識：U2＝ΔU＋U3ΔU＝I2R （3）變壓器知識：U1U2＝I2I1＝＝I4I3＝n3n4。 其中，ΔP=I2R和ΔU=I2R往往是解決問題的切入點。 實施例3 發(fā)電機輸出電壓為220V，輸出功率為44kW，輸電線電阻為0.2Ω。 如果使用原、次級線圈匝數(shù)比為1：10的升壓變壓器來升壓，經(jīng)過傳輸線后，則使用原、次級線圈匝數(shù)比為10的降壓變壓器： 1 將電壓降壓供給用戶，則： (1) 畫出整個過程示意圖； (2)求出用戶獲得的電壓和功率； (3) 如果電不經(jīng)變換直接送至用戶，求用戶得到的電壓和功率。 分析 (1) 原理圖如圖 (2) 升壓變壓器U2的輸出電壓==101×220V=2200V。 根據(jù)升壓變壓器的輸出功率等于輸入功率，則升壓變壓器的輸出電流為I2=PU2=44×= 20A傳輸線上的電壓損耗和功率損耗為UR=I2R分別=20×0。
2V＝4VPR＝I22R＝202×0。 2W＝80W降壓變壓器上的輸入電流和輸入電壓為 I3＝I2＝20AU3＝U2－UR＝2200V－4V＝2196V 降壓變壓器上的輸出電壓和輸出電流為 U4==110× 2196V=219.6VI4==10×20A=200A。 用戶獲得的功率為P4=I4U4=200×219.6W=4.392×104W （3）如果不使用高壓送電，則使用220V 當使用低壓直接供電時，電路如圖所示由圖可知，則傳輸電流I=PU1=44×=200A，則傳輸線上的電壓損耗UR′=IR=200×0。 2V=40V，所以用戶獲得的電壓為U4′= U1-UR′=220V-40V=180V 用戶獲得的功率為P4′=IU4′=200×180W=3.6×104W。 答（1）見分析圖（2）219.6V4.392×104W（3）180V3。 6×104W1。 (電能傳輸中功率損耗的計算) 通過理想變壓器，通過同一條線路傳輸相同的電力P。 原線圈的電壓U保持不變，傳輸線的總電阻為R。當次級線圈與初級線圈的匝數(shù)比為k時，傳輸線損失的電功率為P1。 如果次級線圈和初級線圈之間的匝數(shù)比增加到nk，則線路損失的電功率為P2，則P1和P2P1為( )A。
PRkU，1nB。 (PkU)2R，1nC。 PRkU，1n2D。 (PkU)2R,1n2 答案D 分析 根據(jù)變壓器的電壓變換定律，U1U=k，U2U=nk，故U1=kU，U2=nkU。 根據(jù)P=UI，匝數(shù)比為k和nk的變壓器次級繞組的電流分別為I1=PU1=PkU和I2=PU2=PnkU。 根據(jù)P=I2R，輸電線路中損失的電功率為P1=I21R=(PkU)2R，P2=I22R=(PnkU)2R，所以P2P1=1n2。 選項D正確，選項A、B、C錯誤。 2.（理想變壓器基本規(guī)則的應(yīng)用）如圖3所示，理想變壓器的初級和次級線圈的匝數(shù)比為20：1。 初級線圈接正弦交流電源，次級線圈接“220V、60W”燈泡，如果燈泡正常發(fā)光，則（）圖3A。 電流表的指示是。 電源的輸出功率為。 電流表的指示是。 初級線圈兩端電壓為11V。 答案C 分析：燈泡正常發(fā)光，則次級線圈的電流為I1=PU=3nA。 根據(jù)變壓器的電流關(guān)系，我們可以得到：I1I0=n0n1，初級線圈中的電流I0==3220A，即電流表指示為3220A，原線圈中的電壓U0==4400V，電源的輸出功率P=UI=4400×3220=60W。
3． （理想變壓器的動態(tài)分析） 圖4所示電路中的變壓器為理想變壓器，S為單刀雙擲開關(guān)。 P是滑動變阻器R的滑動觸點，U1是施加在初級線圈兩端的交流電壓，I1和I2分別是初級線圈和次級線圈中的電流。 下列說法正確的是（ ） 圖 4A． 保持P和U1的位置不變，將S從b切換到a，R上消耗的功率減小B。保持P和U1的位置不變，將S從a切換到b，則I2減小C。保持P和U1的位置不變電功率說課稿，將S從a切換到b，則I2減小C。 P和U1不變，將S從b切換到a，則I1增加D。保持U1不變，將S連接到b端，向上滑動P，則I1將減少。 答B(yǎng)C分析當S從b切換到a時，次級線圈匝數(shù)增加，輸出電壓U2增加，R消耗的功率增加，從變壓器的功率關(guān)系可以看出，其輸入功率也增加，所以I1增加，所以A是錯誤的，C是正確的； 當S從a切換到b時，次級線圈匝數(shù)減少，則輸出電壓U2減小電功率說課稿，I2減小，B是； 當P向上滑動時，R減小，I2增大。 從電流與匝數(shù)的關(guān)系可以看出，I1增大，D是錯誤的。 4、（長距離輸電設(shè)備中的各種關(guān)系）在小水電站中，水以3m/s的速度流入水輪機，以1m/s的速度流出。 出水水位比進水水位低1.6m，水流量1m3/s。 如果75%的水流能量供給發(fā)電機。 那么（變壓器為理想變壓器，g為10m/s2）： （1）如果發(fā)電機效率為80%，則發(fā)電機的輸出功率是多少？ (2) 若發(fā)電機輸出電壓為240V，傳輸線上的電阻為1623Ω，允許電功率損耗為5%，用戶所需電壓為220V，則步進電機的初、次級線圈匝數(shù)為：使用的升壓變壓器和降壓變壓器各自的變比是多少？ 答案(1) 12kW (2) 3:2595:11 分析(1) 水流每秒的機械能損失為ΔE=12m(v21-v22)+mgΔh=2×104J。
發(fā)電機的傳輸功率為P out = 75%ΔEt × 80%，因此P out = 12kW。 （2）發(fā)電機通過變壓器到用戶的傳輸線路示意圖如圖所示，P線=5% P輸出=600W，因為P線=I2線R線，所以I線=6A ; 因為 I2 = I 線 = 6A，所以 I1=P 輸出 U1=50A。 因此，對于升壓變壓器來說，I1I2=n2n1，即n1n2=I2I1=325。 又因為I3=I線=6A，I4=P出-P線U4=，所以對于降壓變壓器，n3n4=I4I3=9511。宜城教育資源網(wǎng)
