第二節(jié)變壓器遠距離輸電第二節(jié)變壓器遠距離輸電課堂互動講練課堂互動講練經(jīng)典題型探究經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練知能優(yōu)化演練第第二二節(jié)節(jié)變變壓壓器器遠遠距距離離輸輸電電基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)知識梳理一、變壓器原理一、變壓器原理1構(gòu)造和原理構(gòu)造和原理(如圖如圖1321所示所示)(1)主要構(gòu)造：由主要構(gòu)造：由_、_和和_組成組成(2)工作原理：電磁感應(yīng)的工作原理：電磁感應(yīng)的_現(xiàn)象現(xiàn)象原線圈原線圈副線圈副線圈閉合鐵芯閉合鐵芯互感互感圖圖1321降壓降壓升壓升壓名師點撥：名師點撥：(1)變壓器不能改變直流電壓變壓器不能改變直流電壓(2)細線繞制的線圈為高壓線圈，粗線繞制的線圈細線繞制的線圈為高壓線圈，粗線繞制的線圈為低壓線圈為低壓線圈二、遠距離輸電二、遠距離輸電1電路損失電路損失(1)功率損失：設(shè)輸電電流為功率損失：設(shè)輸電電流為I，輸電線的電阻為，輸電線的電阻為R，則功率損失為則功率損失為P_.(2)電壓損失：電壓損失：U_.減小功率損失和電壓損失，都要求提高減小功率損失和電壓損失，都要求提高_，減小輸電電流，減小輸電電流I2RIR輸電電壓輸電電壓電阻電阻電阻率小電阻率小橫截面積橫截面積(2)另一個途徑是減小輸電導(dǎo)線中的另一個途徑是減小輸電導(dǎo)線中的_，由，由PIU可知，當(dāng)輸送功率一定時，提高可知，當(dāng)輸送功率一定時，提高_可以可以減小輸電電流減小輸電電流電流電流電壓電壓3遠距離高壓輸電遠距離高壓輸電(如圖如圖1322所示所示)由于發(fā)電機本身的輸出電壓不可能很高，所以采由于發(fā)電機本身的輸出電壓不可能很高，所以采用高壓輸電時，在發(fā)電站內(nèi)需用用高壓輸電時，在發(fā)電站內(nèi)需用_升升壓到幾百千伏后再向遠距離送電，到達用電區(qū)再壓到幾百千伏后再向遠距離送電，到達用電區(qū)再用用_降到所需的電壓降到所需的電壓升壓變壓器升壓變壓器降壓變壓器降壓變壓器圖圖1322課堂互動講練課堂互動講練一、理想變壓器及其原、副線圈基本量的關(guān)系一、理想變壓器及其原、副線圈基本量的關(guān)系特別提醒：特別提醒：(1)理想變壓器的應(yīng)用中要注意副線圈理想變壓器的應(yīng)用中要注意副線圈和原線圈功率相等這個特點，電流關(guān)系的推導(dǎo)應(yīng)和原線圈功率相等這個特點，電流關(guān)系的推導(dǎo)應(yīng)該以其為依據(jù)該以其為依據(jù)(2)變壓器的以上關(guān)系都是根據(jù)口字型的變壓器推變壓器的以上關(guān)系都是根據(jù)口字型的變壓器推出的如果變壓器不是出的如果變壓器不是“口口”字型時，應(yīng)根據(jù)變壓字型時，應(yīng)根據(jù)變壓器的原理及各線圈中磁通量的關(guān)系推導(dǎo)出各物理器的原理及各線圈中磁通量的關(guān)系推導(dǎo)出各物理量的關(guān)系量的關(guān)系1.(2011年福建廈門調(diào)研年福建廈門調(diào)研)對于理想變壓器，下列說對于理想變壓器，下列說法中正確的是法中正確的是()A原線圈的輸入功率隨著副線圈的輸出功率增大原線圈的輸入功率隨著副線圈的輸出功率增大而增大而增大B原線圈的輸入電流隨著副線圈的輸出電流增大原線圈的輸入電流隨著副線圈的輸出電流增大而增大而增大C原線圈的電壓不隨副線圈的輸出電流變化而變原線圈的電壓不隨副線圈的輸出電流變化而變化化D當(dāng)副線圈的電流為零時，原線圈的電壓也為零當(dāng)副線圈的電流為零時，原線圈的電壓也為零答案：答案：ABC二、理想變壓器動態(tài)分析問題二、理想變壓器動態(tài)分析問題1匝數(shù)比不變的情況匝數(shù)比不變的情況圖圖13232負載電阻不變的情況負載電阻不變的情況圖圖13243分析動態(tài)問題的思路程序可表示為分析動態(tài)問題的思路程序可表示為2.(2010年高考天津理綜卷年高考天津理綜卷)為探究理想變壓器原、為探究理想變壓器原、副線圈電壓、電流的關(guān)系，將原線圈接到電壓有副線圈電壓、電流的關(guān)系，將原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上，副線圈連接相同的效值不變的正弦交流電源上，副線圈連接相同的燈泡燈泡L1、L2，電路中分別接了理想交流電壓表，電路中分別接了理想交流電壓表V1、V2和理想交流電流表和理想交流電流表A1、A2，導(dǎo)線電阻不計，如，導(dǎo)線電阻不計，如圖圖1325所示當(dāng)開關(guān)所示當(dāng)開關(guān)S閉合后閉合后()圖圖1325AA1示數(shù)變大，示數(shù)變大，A1與與A2示數(shù)的比值不變示數(shù)的比值不變BA1示數(shù)變大，示數(shù)變大，A1與與A2示數(shù)的比值變大示數(shù)的比值變大CV2示數(shù)變小，示數(shù)變小，V1與與V2示數(shù)的比值變大示數(shù)的比值變大DV2示數(shù)不變，示數(shù)不變，V1與與V2示數(shù)的比值不變示數(shù)的比值不變?nèi)?、關(guān)于高壓輸電問題的分析三、關(guān)于高壓輸電問題的分析1對高壓輸電問題，應(yīng)按對高壓輸電問題，應(yīng)按“發(fā)電機發(fā)電機升壓變壓器升壓變壓器遠距離輸電線遠距離輸電線降壓變壓器降壓變壓器用電器用電器”這樣的這樣的順序，或從順序，或從“用電器用電器”倒推到倒推到“發(fā)電機發(fā)電機”一步一步進一步一步進行分析行分析2高壓輸電既能減少功率損失，也能減少電壓高壓輸電既能減少功率損失，也能減少電壓損失，但在實際高壓輸電時，也并非輸電電壓越損失，但在實際高壓輸電時，也并非輸電電壓越高越好，還需考慮各種因素，依照不同的情況選高越好，還需考慮各種因素，依照不同的情況選擇合適的輸電電壓擇合適的輸電電壓3遠距離高壓輸電的幾個基本關(guān)系遠距離高壓輸電的幾個基本關(guān)系(以圖以圖1326為例為例)：圖圖13263.(2010年高考江蘇卷年高考江蘇卷)在如圖在如圖1327所示的遠距所示的遠距離輸電電路中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理離輸電電路中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說法中不變隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說法中正確的有正確的有()圖圖1327A升壓變壓器的輸出電壓增大升壓變壓器的輸出電壓增大B降壓變壓器的輸出電壓增大降壓變壓器的輸出電壓增大C輸電線上損耗的功率增大輸電線上損耗的功率增大D輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大解析：解析：選選CD.對升壓對升壓(或降壓或降壓)變壓器而言，由變壓變壓器而言，由變壓器電壓比器電壓比U1 U2n1 n2知，輸入電壓不變，匝知，輸入電壓不變，匝數(shù)不變，輸出電壓不變，故數(shù)不變，輸出電壓不變，故A選項不正確；由選項不正確；由PUI知，知，U不變，不變，P增大，故增大，故I增大，使得輸電線上增大，使得輸電線上的電壓損耗的電壓損耗UI2R線線增大，功率損耗增大，功率損耗PIR線線增增大，所以降壓變壓器上的輸入電壓減小，大，所以降壓變壓器上的輸入電壓減小，經(jīng)典題型探究經(jīng)典題型探究變壓器的工作原理變壓器的工作原理圖圖1328【答案答案】BD【規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)】對理想變壓器原、副線圈：對理想變壓器原、副線圈：(1)交流電頻率相等交流電頻率相等(2)磁通量及磁通量變化率相等，每匝產(chǎn)生的電動磁通量及磁通量變化率相等，每匝產(chǎn)生的電動勢相等勢相等 (2010年高考全國卷年高考全國卷)圖圖1329中為一中為一理想變壓器，其原線圈與一電壓有效值不變的交理想變壓器，其原線圈與一電壓有效值不變的交流電源相連，流電源相連，P為滑動頭現(xiàn)令為滑動頭現(xiàn)令P從均勻密繞的副從均勻密繞的副線圈最底端開始，沿副線圈勻速上滑，直至白熾線圈最底端開始，沿副線圈勻速上滑，直至白熾燈泡燈泡L兩端的電壓等于其額定電壓為止用兩端的電壓等于其額定電壓為止用I1表示表示流過原線圈的電流，流過原線圈的電流，I2表示流過燈泡的電流，表示流過燈泡的電流，U2表示燈泡兩端的電壓，表示燈泡兩端的電壓，N2表示燈泡消耗的電功率表示燈泡消耗的電功率(這里的電流、電壓均指有效值；電功率指平均這里的電流、電壓均指有效值；電功率指平均值值)下列四個圖中，能夠正確反映相應(yīng)物理量的下列四個圖中，能夠正確反映相應(yīng)物理量的變化趨勢的是變化趨勢的是()理想變壓器的動態(tài)分析理想變壓器的動態(tài)分析圖圖1329圖圖13210【答案答案】BC (2010年高考浙江理綜卷年高考浙江理綜卷)某水電站，用總電某水電站，用總電阻為阻為2.5 的輸電線輸電給的輸電線輸電給500 km外的用戶，其輸外的用戶，其輸出電功率是出電功率是3106 kW，現(xiàn)用，現(xiàn)用500 kV電壓輸電，電壓輸電，則下列說法正確的是則下列說法正確的是()A輸電線上輸送的電流大小為輸電線上輸送的電流大小為2.0105 AB輸電線上由電阻造成的損失電壓為輸電線上由電阻造成的損失電壓為15 kVC若改用若改用5 kV電壓輸電，則輸電線上損失的功電壓輸電，則輸電線上損失的功率為率為9108 kWD輸電線上損失的功率為輸電線上損失的功率為PU2/r，U為輸電電為輸電電壓，壓，r為輸電線的電阻為輸電線的電阻有關(guān)遠距離輸電的計算有關(guān)遠距離輸電的計算表明電能將在線路上損耗完，則輸電線上損失的表明電能將在線路上損耗完，則輸電線上損失的功率為功率為3106 kW，C錯；錯；D項中輸電線上損失的項中輸電線上損失的功率功率PU2/r，U應(yīng)為輸電線上損耗的電壓，而應(yīng)為輸電線上損耗的電壓，而不是輸電電壓，不是輸電電壓，D錯錯【答案答案】B