江苏省江阴市祝塘中学人教版高中物理选修3-2导学案：5.5电能的输送-

5．5电能的输送【课前预习】1．输送电能的基本要求是什么？2．任何输电线都有电阻，设输电电流I，输电线电阻为R，根据△P=I2R，请你分析：（1）如何降低输电线上的功率损耗？（2）如何降低输电线上的电压损耗？3.设输送的电功率为P，输电电压为U，输电线的总长度为L，横截面积为S，电阻率为ρ，则输电电流为I＝___________，输电电线电阻为R＝___________，输电线上的功率损失可表示为：△P＝________________。【课堂学习】一、探讨功率损失和电压损失情景1：如图，在远距离输电过程中，输送10kw的电功率，采用400V的电压输电，输电线的总电阻为10Ω。问题1.请你根据情景分析计算下列问题：（1）输电导线中的电流？（2）输电线中损失的电压是多少？（3）用户得到的电压是多少？（4）输电线损失的功率是多少？（5）用户得到的功率是多少？思考：请你根据计算结果分析并回答下列问题：1.在输送电流一定的情况下，输电线的总电阻变为原来的一半，损失的电压和功率分别是原来的几分之几？2.在输电线的总电阻一定的情况下，输电线的电流变为原来的一半，损失的电压和功率分别原来的几分之几？例题1.远距离输送一定功率的交变电流，若输电电压提高到原来的n倍，则正确的是（）A．输电线上的电流变为原来的n倍B．输电线上的电流变为原来的1/nC．输电线上的电压损失变为原来的1/nD．输电线上的电功率损失变为原来的1/n2二、探讨远距离高压输电原理情景：远距离输电示意图问题:2.请分别写出输电线上的功率损失和电压损失表达式。问题3.请说明电路中I1、I2、I3、I4的关系；U1、U2、U3、U4的关系；例题2.在电能输送的过程中，若输送电功率一定，则输电线上的功率损失（）A．随输电线电阻的增大而增大B．与输送电压的平方成正比C．与输电线上电压损失的平方成正比D．与输电电流的平方成正比例题3.发电机输出功率40Kw，输出电压400V，用变压比（原、副线圈匝数比）为1∶5的变压器升压后向远处供电，输电线的总电阻为5Ω，到达用户后再用变压器降为220V，求：（1）画出电路图（2）输电线上损失的电功率是多少？（3）降压变压器的变压比是多少？P送P用三、课堂练习1.有一内阻为1Ω的发电机，供给一个学校用电，升压变压器的匝数比为1：4，降压变压器的匝数比为4：1，输电线的总电阻是4Ω，全校共有22个班，每班有“220V，40W”的灯6盏，要保证全部灯正常发光，求：（1）发电机的输出功率为多大？（2）发电机的电动势是多大？2.(2012南京调研)供电公司检修人员用交流电表监控供电线路中强电流和高电压，使用的仪器是电流互感器和电压互感器，接线如图所示。其中n1、n2、n3、n4、分别为四组线圈的匝数，a、b为两只交流电表，下列说法中正确的是（）A．A为电流互感器，且n1＜n2，a是电流表B．B为电压互感器，且n3n4，a是电流表C．B为电流互感器，且n3＜n4，b是电流表D．A为电压互感器，且n1＞n2，a是电压表3.(2012徐州调研)如图是一火警报警电路的示意图．其中R3为高分子材料制成的PTC热敏电阻，其阻值随着温度的升高而增大．值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器，P点接地．当R3处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U和Q点电势的变化情况是()A．I变大，U变小B．I变大，U变大C．Q点电势变小D．Q点电势不变【课后练习】1.（2012南通调研）（多选）如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为5︰l，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。下列说法中正确的是A．图乙中电压的有效值为1102VB．电压表的示数为44VC．R处出现火警时电流表示数增大D．R处出现火警时电阻R0消耗的电功率增大2.（多选）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为10:1，R＝1，与原线圈相连的熔断器（保险丝）的熔断电流为1A，通过副线圈电压传感器测得副线圈电压图像如图所示，则下列说法正确的是A．原线圈输入电压的有效值为2220VB．副线圈两端交变电压的频率为50HzC．原、副线圈铁芯中磁通量变化率之比为10:1R0ARVt/su/V00.010.0222200.03甲乙D．为保证电路安全工作，滑动变阻器的阻值不得小于1.2Ω3.(2009山东高考)某小型水电站的电能输送示意图如下。发电机的输出电压为200V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n，n2。降压变压器原副线匝数分别为a3、n4（变压器均为理想变压器）。要使额定电压为220V的用电器正常工作，则（）A．3214nnnnB．3214nnnnC．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4.(2011福建高考)图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1:n2=5:1，电阻R=20，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关。原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图所示。现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光。下列说法正确的是A.输入电压u的表达式u=202sin(50)VB.只断开S1后，L1、L2均正常发光C.只断开S2后，原线圈的输入功率增大D.若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8W5.(2011浙江高考).如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800和m2=200的两个线圈，上线圈两端u=51sin314tV的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是（）A.2.0VB.9.0VC.12.7VD.144.0V6.有一条河流，河水流量为4m3/s,落差为5m，现利用它来发电，使用的发电机总效率为50%，发电机输出电压为350v，输电线的电阻为4Ω，允许输电线上损耗功率为发电机输出功率的5%，而用户所需要电压为220v，求所用的升压、降压变压器上原副线圈的匝数比。（g取9.8m/s2）uVn1n27.(2011江苏高考)图为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头。原线圈输入正弦式交变电压的u-t图象如题13-2图所示。若只在ce间接一只Rce=400Ω的电阻，或只在de间接一只Rde=225Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80W。(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；(2)求只在ce间接400Ω的电阻时，原线圈中的电流I1；(3)求ce和de间线圈的匝数比cedenn。