易成教育資源網 免費陸科版2017年選修3-2物理：第四章《遠距離電力輸送》ppt課件包（4本）高中物理考點教學反思設計教案學習計劃教學稿網絡在三相交流電路中，下列說法正確的是（）A.相電壓與線電壓一定相等B.星型接法的三相電源中，相電壓為380V，線電壓為220VC。星型接法的三相電源中，線電壓U線與相電壓U相滿足U相=U線D.當負載為星型接法且完全對稱時，流過中性線的電流為零解析：星型接法中，U相=U線，則A、B、C錯誤。當負載完全對稱且為星型接法時，中性線中的電流為零，因此可以去掉中性線，因此D正確。答案：D2。某理想變壓器初、次級線圈匝數之比為n1：n2=10：1。 若初級線圈兩端接交流電源，則下列判斷錯誤的是（ ） A.初、次級線圈中電流的頻率之比為f1：f2=10：1 B.初、次級線圈兩端電壓之比為U1：U2=10：1 C.初、次級線圈中交流電之比為I1：I2=1：10 D.變壓器輸入輸出功率之比為P1：P2=1：1 分析：根據變壓器的電壓比=、電流比=可知選項B、C正確。 對于理想變壓器來說，輸入輸出功率應該相等，即P1=P2，所以選項D正確。 變壓器不會改變電流頻率，所以選項A錯誤。 答案：A3。長距離傳輸一定功率的交流電時，若將傳輸電壓提高至原值的n倍，則關于輸電線路上電壓損失和功率損失的正確答案是（）①輸電線路上功率損失為原值的1/n②輸電線路上功率損失為原值的1/n2③輸電線路上電壓損失為原值的1/n④輸電線路上電壓損失為原值的1/n2A. ①③B. ①④C. ②③D. ②④分析：根據P loss =（）2R且U loss = R可知②③正確，選項C正確。
答案：C4.（2012重慶高考）如圖1所示，理想變壓器初級線圈接有交流電壓u=πt(V)，次級線圈通過電阻r=6Ω的導線由用電設備RL供電，用電設備正常工作。由此可知（）A.初、次級線圈的匝數比為50：1圖1B.交流電壓的頻率為。次級線圈中電流的有效值為4AD。變壓器的輸入功率為880W。分析：根據接入電壓u＝πt，求輸入電壓的有效值為，為使“ ”電器正常工作，流過電器的電流為I＝＝4A，次級線圈的輸出電壓為Uout＝Ir＋U＝4×6V＋220V＝244V，初、次級線圈匝數比等于輸入電壓與輸出電壓之比為2750∶61，A錯誤，C正確；交流電的頻率f＝＝＝50(Hz)，B錯誤；變壓器的輸出功率Pout＝PRL＋Pr＝880W＋42×6W＝976W，D錯誤。 答案：C5.（2012·山東省高考改編） 圖2A為某燃氣爐點火裝置示意圖。變換器將直流電壓轉換成圖B所示的正弦交流電壓，加到一個理想變壓器的初級線圈上。變壓器初、次級線圈的匝數分別為n1、n2，是一個交流電壓表。當變壓器次級線圈電壓瞬時值大于5000V時，鋼針與金屬板之間就會產生電火花，從而點燃氣體。
正確的判斷是（）圖2A電壓表的讀數等于5VB電壓表的讀數等于5VC點火的條件是>1000D點火的條件是1000，選項C正確，D錯誤。答案：C6.（2012天津高考）通過理想變壓器，在同一條線路中傳輸相同的電功率P，初級線圈的電壓U不變，傳輸線的總電阻為R。當次級線圈與初級線圈的匝數比為k時，線路中損失的電功率為P1。若次級線圈與初級線圈匝數比增大為nk，則線路中損失的電功率為P2，則P1和分別為（）A.，B.（）2R，C.，D.（）2R，分析：當次級線圈與初級線圈匝數比為k時，次級線圈的輸出電壓為kU，輸出電流I=，線路中損失的電功率為P1=I2R=（）2R。若次級線圈與初級線圈匝數比增大為nk，則次級線圈的輸出電壓為nkU，輸出電流I′＝，線路中損失的電功率為P2＝I′2R＝（）2R。＝，選項D正確，A、B、C錯誤。答案：D7.圖3為路燈變壓器降壓供電給用戶示意圖，變壓器輸入電壓為市網電壓，不會有大的波動。輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，輸電線的電阻用R0表示，滑動變阻器R表示用戶電器總電阻，當滑動變阻器觸點P向下移動時，下列判斷錯誤的是（）A.相當于用電器個數增加B.V1讀數隨著V2讀數的增加而增加C.A1讀數隨著A2讀數的增加而增加D.變壓器輸入功率增加的分析：初級線圈電壓U1由市電網決定，不會隨著用戶電阻的變化而變化，而次級線圈兩端的電壓U2由初級線圈電壓和初、次級線圈匝數比決定，所以也不會變化。選項B錯誤；當滑動變阻器觸點P向下移動時，用戶用電器的總電阻減小，也就是說用電器個數增加，而U2不變，所以電流I2增大，也就是A2讀數增大，輸出功率增大，決定了輸入功率也增大。因為U1不變，I1增大，也就是A1讀數增大，所以選項A、C、D正確，B錯誤。
答案：B8.自耦變壓器的特點是在鐵心上只繞制一個線圈，其結構如圖4所示。P、M可看作一個線圈，移動滑動觸頭P，可改變這個線圈的匝數；N、M可看作另一個線圈。N、M接一個滑動變阻器，Q為滑動變阻器的滑動觸頭。下列說法正確的是（）圖4A.當a、b接上恒壓交流電源時，滑動觸頭P向上移動，電壓表V1的讀數不變，V2的讀數增大B.當a、b接上恒壓交流電源時，滑動觸頭P向上移動，電壓表V1的讀數增大，V2的讀數也增大C.當c、d接上恒壓交流電源時，滑動觸頭Q向上移動，電壓表V1的讀數不變，V2的讀數也不變D.當c、d接上恒壓交流電源時，滑動觸頭Q上移，電壓表V1的讀數增大，而V2的讀數不變。分析：設a、b間線圈匝數為n1，M、N間線圈匝數為n2，則=，即UMN=。顯然，當n1增大，U1、n2不變時，UMN減小，即電壓表V2的讀數減小。因為是恒壓交流電源，所以V1的讀數不變，A、B錯誤。當c、d接上恒壓交流電源時，觸頭Q上移，c、d間電壓表V2的讀數不變，而N、M間電壓增大；同理，由變壓器變比公式可推知電壓表V1的讀數增大，D正確。答案：D 2.填空（本題1題，共10分，請根據題目要求在題中橫線上填入答案或回答） 9.（10分） 一個理想變壓器，初級線圈為2200匝，次級線圈為440匝，接100Ω的負載電阻，如圖5所示。
（1）當初級線圈接入44V直流電源時，電壓表示為，電流表示為。圖5 （2）當初級線圈接入220V交流電源時，電壓表示為，電流表示為。此時輸入功率為。分析：（1）當初級線圈接入直流電源時，由于初級線圈中的電流不變，穿過初、次級線圈的磁通量不變，次級線圈兩端不產生感應電動勢，因此電壓表示為零，電流表示也為零。（2）由=可得電壓表示U2=U1=220×V=44V，電流表示I2==A=0.44A。對于理想變壓器，P in=P out=I2U2=0.44×44W=19.36W。答案：(1)00 (2)440.4419.36 三、計算題（本題分3個分題，共42分。答案中應寫明必要的文字說明、公式及重要的計算步驟。只寫最終答案不予加分。有數值計算的題目，答案中須寫清數值及單位） 10、（10分） 一臺降壓變壓器的初、次級線圈匝數比為4：1，它給照明電路供電，加在初級線圈上的交流電壓為u1=πtV，照明電路連接線總電阻為R=1.0Ω，請問能正常點亮多少只“220V、40W”的燈？ 分析：電器要正常工作，電器兩端的電壓必須達到它的額定值220V。
由電源電壓u1=πtV可知加在初級線圈上的電壓有效值為U1=V=1000V。根據變壓器公式=可知次級線圈兩端的電壓為U2=250V。此時次級線圈作為“電源”，給燈供電。設需并聯n盞燈，每盞燈正常點亮時的電流為I0==A。根據歐姆定律，由U2=nI0R+U0可知可供并聯的燈數為n==165（盞）。答：165盞燈。11.（16分）如圖6所示，理想變壓器初級線圈接電壓為220V的正弦交流電源，兩個次級線圈的匝數分別為n2=16匝、n3=144匝。它們通過理想二極管、單刀雙擲開關與一只“ ”燈泡相連（燈泡電阻不變）。當開關接至1時，燈泡正常點亮。求：（1）初級線圈匝數n1；圖6（2）當開關接至2時，燈泡兩端電壓的有效值。分析：（1）當開關接至1時，燈泡正常工作，故U3=36V，根據=，可得n1==匝數=880匝。（2）假定當開關接至2時，次級線圈兩端接有高壓輸電用于交流電的遠距離輸送，我國正在研究采用遠高于330kV的電壓進行電力輸送。采用高壓輸電的優點是（）A.可以節省輸電線材料 B.可以根據需要調整交流電的頻率 C.可以減少輸電線路上的能量損耗 D.可以加快輸電速度 2 關于理想變壓器的工作原理，下列說法正確的是（）A.用正弦交流電通過初級線圈產生的磁通量不變 B.任何時候通過初、次級線圈的磁通量都不相等 C.通過次級線圈的磁通量的變化在次級線圈中產生感應電動勢 D.初級線圈中的電流通過鐵心流向次級線圈 3 關于理想變壓器的特性，下列說法正確的是（）A.理想變壓器可以同時增加電壓和增加電流 B.初、次級線圈的磁通量和變化率相同，產生的感應電動勢也相同 C.初、次級線圈沒有電阻，鐵心內不會產生渦流初級線圈往往匝數較少，繞線較粗，通過的電流較大4理想變壓器正常工作時，初、次級線圈中的電流分別為I1、I2，電壓分別為U1、U2，功率分別為P1、P2。關于它們之間的關系，下列說法正確的是（ ） A.I1由I2決定 B.U2與負載有關 C.P2由P1決定 D.以上說法都不正確 5 用理想變壓器給阻性負載供電時，下列哪種方法可以減小變壓器的輸入電流（ ） A.增加初級線圈的匝數 B.增加次級線圈的匝數 C.在次級線圈上并聯更多電阻 D.增加次級線圈的負載 6 下列關于電能傳輸的分析正確的是（ ） A.由公式可知，傳輸電壓越高，傳輸線上的功率損耗越大 B.由公式可知，傳輸導線的電阻越大，傳輸線上的功率損耗越小 C.由公式可知，傳輸電流越大，傳輸線上的功率損耗越大。 D.由公式可知，傳輸線上的功率損耗與電流成正比7 我國已投入運行的特高壓輸電是世界上電壓等級最高的輸電工程。設A、B原采用500kV特高壓輸電，輸電線路上的功率損耗為P。在輸送功率和輸電線電阻不變的情況下，現采用特高壓輸電，如果不考慮其他因素的影響，則輸電線路上的功率損耗變為（）ABC。D。8 鉗形電流表的外形結構如圖所示，圖A中電流表的讀數為1.2A，圖B中同樣的電纜繞3圈，則（）圖A。此電流表能測直流電流，圖B的讀數為2.4AB。此電流表能測交流電流，圖B的讀數為0.4AC。此電流表能測交流電流，圖B的讀數為3.6AD。此電流表既能測直流電，又能測交流電。圖B的讀數為3.6A9如圖所示，理想變壓器的次級線圈上接三個燈泡，初級線圈串聯一個燈泡接入交流電源。若這四個燈泡完全相同，均能正??常點亮高中物理的遠距離電路，則電源兩端的電壓U1與燈泡兩端的電壓U2的比值是（）圖A.11B.21C.31D.4110.圖A中理想變壓器初、次級線圈匝數比，電阻，L1、L2為兩個相同規格的小燈泡，S1為單刀雙擲開關。初級線圈接正弦交流電源，輸入電壓與時間的關系如圖B所示。現將S1接1，閉合S2，此時L2正常導通。下列說法正確的是（ ）圖中 A.輸入電壓u的表達 B.僅斷開S2后，L1、L2均正常點亮 C.僅斷開S2后貝語網校，初級線圈的輸入功率增大 D.若將S1換成2，則消耗的功率為0.8W。 二、填空（本題共2題，每題6分，共12分。） 11.某發電廠先用2.2kV電壓向遠距離用戶輸送電能，再在已有的輸電線路上用22kV電壓輸送同樣的電能，兩種輸送方式在輸電線路上所消耗的功率之比為。 為將2.2kV電壓提高到22kV，若變壓器初級線圈匝數為180匝，則次級線圈匝數應為匝。 12 如圖4所示，理想變壓器初、次級線圈匝數比，初、次級線圈輸入電壓，通過電阻傳輸線給用戶供電，則用戶最多可以接入“”個燈，保證正常照明。 圖4 三、計算題（本題共4題，共48分，作答時要寫出必要的文字說明、公式及重要的計算步驟，只寫出最后的答案是不能得分的，有數值計算的題目，必須在答案中清楚寫出數值及單位） 13（10分） 如圖所示，某理想變壓器初、次級線圈匝數比為，初、次級線圈回路中電阻A等于次級線圈回路中負載電阻B的電阻。在其兩端加交流電壓后，求： （1）兩電阻所消耗功率之比； （2）兩電阻兩端電壓之比。 14（10分） 如圖所示，一個變壓器有兩個次級線圈，初級線圈匝數為，接入有電壓的電路中。圖（1）要求，分別在兩個次級線圈上求得電壓，匝數為多少？ （2）若兩個電器“ ”和“ ”分別接在兩個次級線圈上，則初級線圈的輸入電流為多少？ 15（14分） 如圖所示，某村莊在離村子較遠的地方建了一個小水電站。發電機的輸出功率為，輸出電壓為，輸電線的電阻為，線路所消耗的電能為輸出功率。求： 圖（1）如果不用變壓器，直接用發電機輸電，用戶將得到多少電壓和功率？ （2）若采用如圖所示電路輸送電力時，用戶需要電壓，則升壓變壓器和降壓變壓器的初次級線圈的匝數比是多少？（忽略變壓器的能量損失） 16.（14分）利用太陽能電池作為能量轉換裝置，將太陽能轉換成電能的系統又稱為光伏發電系統。光伏發電系統的直流供電方式有其局限性，多數光伏發電系統采用交流供電，把直流電轉換成交流電的設備稱為逆變器。 （1）用逆變器將直流電轉換成交流電供電有哪些優點？請簡要回答。 （2）有一臺太陽能發電機，內阻為，給某學校照明供電。如圖所示，升壓變壓器的匝數比為，降壓變壓器的匝數比為，輸電線總電阻為。學校有22個班級，每個班級有6個“ ”燈。若所有燈正常亮起，則圖①中發電機的輸出功率是多少？發電機的電動勢是多少？輸送效率是多少？ 分數： 一、選擇題 題號 答案 11.12。 三、計算題 13.14.15.16. 第四章 長距離輸電 參考答案 一、選擇題 1.交流長距離輸電常輸送一定的電能，根據理論，輸送電壓越高，輸送電流越小。根據理論，當要求輸電線能量損耗不變時，輸電線的電阻可稍大一些，導體做得細一些或選用電阻率大的材料（非銅材料）；如果輸電線確定，即確定了，可以減少線上的能量損耗，故A、C正確；而交流電的頻率是恒定的，不會隨著輸送電壓的變化而變化，而電能輸送的速度也就是電磁波的傳播速度，也是恒定的，所以B、D不正確。C分析：正弦交流電通入初級線圈產生的磁場是變化的，由于面積不變，磁通量就變化，所以A錯誤；因為理想變壓器沒有漏電，所以B錯誤；從互感現象來看，C正確；初級線圈中的電能轉換成磁場能再轉換成電能，初次級線圈是通過磁性相通的，所以D錯誤。C分析：理想變壓器初次級線圈功率相等，即不可能同時增加電壓和電流，所以A錯誤；初次級線圈匝數不同，感應電動勢也不同，所以B錯誤；理想變壓器不考慮繞組的銅損和鐵心的熱損耗，當然要求線圈無電阻、鐵心不產生渦流，所以C正確；初、次級線圈匝數少的一側電流大，繞線也粗，但不一定作為初、次級線圈使用高中物理的遠距離電路，所以D錯誤。A解析：理想變壓器的電流關系可以寫成：初、次級線圈中的電流與次級線圈中的電流成正比，所以初、次級線圈中的電流由次級線圈中的電流決定；功率關系為：負載的多少輸入到初、次級線圈端，所以選項A正確。A解析：初、次級線圈的電壓是不變的，所以增加初、次級線圈的匝數，必然要降低，也必然要降低，兩線圈的功率關系為，必然要降低，所以A正確。根據，不變，增大，則增大。對于次級線圈電路來說，相當于電源的電動勢。外電阻不變，所以次級線圈電流增大， 和 不變，所以一定增大。B錯誤。當 和 不變時，并聯電阻增大， 減小，根據閉合電路歐姆定律， 增大，同上面的推導， 一定增大。C錯誤。當負載增大時，要知道接在次級線圈上的總電阻變小，從而次級線圈中的電流增大。此時，原線圈中的電流也增大。D錯誤。 C 分析：傳輸線上損失的功率，公式中指的是傳輸線上的功率損失（也就是電阻的分壓，而不是傳輸電壓，所以A、B都是錯誤的；公式中是電源提供的總功率，而不是傳輸線上損失的功率，所以D是錯誤的。A 分析：高壓輸電中，設傳輸功率為，傳輸電壓為，傳輸線電阻為，則傳輸線上損失的功率為。當傳輸電壓提高到原來的2倍時，傳輸線上損失的功率就變成原來的了，所以選擇AC。分析：鉗形表是根據電磁感應原理制成的，所以只能用來測量交流電；對于鉗形表的要求，使用時鉗形表是串聯在被測電路中的。所以，同樣的電纜雖然多了幾圈，但電纜中的電流保持不變，所以當增加3倍時，C是正確的。 D解析：由于四盞燈都正常點亮，所以每盞燈兩端的電壓和流過每盞燈的電流都相等，初、次級線圈中電流的比值，初、次級線圈兩端電壓的比值，燈A與初級線圈串聯并接在電源上：。聯立以上三個式子可得，所以。答案應為D。D解析：根據圖示，則，輸入電壓，所以A錯誤；根據變壓器變換定律可知：，所以，由題意可知，當S1接1，S2閉合時，燈泡L2正常點亮，可得燈泡L2的額定電壓為4V，僅將S2斷開時，次級線圈兩端電壓保持不變，此時次級線圈的負載為L1與L2串聯，所以L1、L2不能正常點亮，B錯誤；此時次級線圈的負載增大，所以減小，所以，所以原來線圈的輸入功率減小，C錯誤；當S1換成2時，次級線圈的負載只有電阻，所以D正確。 11.分析：由題知，線路上損耗的功率為。根據變壓器電壓與匝數的關系可知：，匝數。 分析：由題知，初級線圈的輸入電壓為。根據初、次級線圈匝數比可知，次級線圈的電壓為。 電器的正常工作電壓，那么線損電壓就是 傳輸線上的電流就是 每個燈泡的正常工作電流就是 用戶可以接的最大燈數為。 13.（1）（2）分析：（1）由電流與匝數的關系可知，理想變壓器初、次級線圈中電流的比值為：。又因為，所以兩個電阻兩端消耗的功率之比為 （2） 由可知，兩個電阻兩端電壓之比為：。 （1） 30匝 550匝 （2） 0.3A 分析：（1） 根據初、次級線圈電壓與匝數的關系，可得匝數，匝數。 （2） 設初、次級線圈的輸入電流為，可得，即故。 （1）（2） 分析：（1） 不經變壓器直接輸電時，輸電線路上的電流電壓損失為，功率損失為，用戶得到的電壓與功率分別為 （2） 和 ， 和 。 所以。 （1） 見分析（2） ① 分析：（1） 可以改變電壓來滿足不同的需要；通過提高、降低電壓，在長距離輸電中可以減少輸電線路上電能的損失，提高供電效率。因此利用逆變器將直流電轉換成交流電，可以提高發電系統的利用率。（2）發電機的輸出功率宜城教育資源網