2013年《优化方案》鲁科版物理选修3-2全册精品课件（18份打包）

第4章　 远距离输电 本章优化总结 第4章　 远距离输电 知识体系构建 第4章　 远距离输电 专题一　变压器的有关问题 1.变压器实质上是一个能量转化器，它只能改变交流电压，不能改变稳恒电压，也不能改变交流电的频率和能量．电压关系是变压器工作原理的体现，而电流关系则是原、副线圈中能量的体现．电压关系、电流关系都是交流电的有效值间的关系． 专题归纳整合 第4章　 远距离输电 2.制约关系 (1)电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比eq \f(n1,n2)一定，且输入电压U1确定时，原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即I1＝eq \f(n2I2,n1)，可简述为“副制约原”． 第4章　 远距离输电 (2)负载制约 ①变压器副线圈中的电流I2由用户负载电阻R2确定，I2＝eq \f(U2,R2)； ②变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2＝P负1＋P负2＋…，原线圈中的功率P1由P2决定． (3)电压制约：U2由U1和匝数比决定． 第4章　 远距离输电 如图为一理想自耦变压器的电路图，L1、L2、L3、L4为四个完全相同的灯泡．在A、B间加上交变电压U1时，四个灯泡均能正常发光，若C、D两点间的电压为U2，则U1∶U2为(　　) A．1∶1　　 B．2∶1 C．3∶1 D．4∶1 例1 第4章　 远距离输电 【审题指导】　求解本题时可先由电流关系求出原副线圈的匝数比，然后再求出原、副线圈的电压关系，最后求解U1与U2的比值． 第4章　 远距离输电 【答案】　D 【精讲精析】　设灯泡正常发光时的电压为U，电流为I，则副线圈中电流I2＝3I，由电流比eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1)得eq \f(n1,n2)＝eq \f(3,1). 又设原线圈电压为U1′，则eq \f(U1′,U2)＝eq \f(n1,n2)＝eq \f(3,1)，所以U1′＝3U2＝3U，又U1＝U1′＋U＝4U，故eq \f(U1,U2)＝eq \f(4,1). 第4章　 远距离输电 专题二　远距离输电问题的分析思路 1.抓住“输送一定的电功率”，即P送＝U送I送是定值．升高送电电压必能减小送电电流，在输电线电阻一定时减小送电电流必定减小线路损耗，这就是高压输电的原理．掌握这部分内容须理解输电电路图，它是解决电能输送问题的基础． 第4章　 远距离输电 2.求电路损耗，输电线电阻上的电压不是升压变压器的输出电压，也不是降压变压器的输入电压或用户得到的电压．因输电线与降压变压器或用户用电器是串联关系，故求线路损耗时，P损＝Ieq \o\al(2,线)R＝2,线)eq \f(U,R) ，其中U线为输电线上的电压降，在计算时要特别注意． 第4章　 远距离输电 3.根据具体问题画出输电线路示意图，示意图如图所示． 第4章　 远距离输电 4.研究三个回路：回路1(电源回路)、回路2(输电回路)、回路3(用户回路)，两个变压器：升压变压器和降压变压器，利用以下几组关系求解 (1)功率关系：P1＝P2，P2＝P损＋P3，P3＝P4. (2)电压关系：eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)，U2＝U线＋U3，eq \f(U3,U4)＝eq \f(n3,n4). 第4章　 远距离输电 (3)电流关系：eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1)，I2＝I线＝I3，eq \f(I3,I4)＝eq \f(n4,n3). (4)输电电流：I线＝eq \f(P2,U2)＝eq \f(P3,U3)＝eq \f(U线,R线). (5)输电导线上损耗的电功率： P损＝P2－P3＝Ieq \o\al(2,线)R线＝2,线)eq \f(U,R线) ＝U线I线． (6)输电导线上的电压损失：U线＝I线·R线＝U2－U3. 第4章　 远距离输电 某发电厂通过两条输电线向远处的用电设备供电．当发电厂输出的功率为P0时，额定电压为U的用电设备消耗的功率为P1.若发电厂用一台升压变压器T1先把电压升高，仍通过原来的输电线供电，达到用电设备所在地，再通过一台降压变压器T2把电压降到用电设备的额定电压，供用电 设备使用，如图所示． 例2 第4章　 远距离输电 这样改动后，当发电厂输出的功率仍为P0，用电设备可获得的功率增加至P2，试求所用升压变压器T1的原线圈与副线圈的匝数比N1/N2以及降压变压器T2的原线圈与副线圈的匝数比n1/n2各为多少？ 第4章　 远距离输电 【精讲精析】　设输电线的电阻为R，当发电厂直接向用电设备供电时，输电线中的电流强度为I1，则 P1＝I1U　P0－P1＝Ieq \o\al(2,1)R. 解得：I1＝P