2019_2020学年高中物理第三章电路与电能传输3电能的传输学案教科版选修1_1.doc

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1、3　电能的传输　1.知道电能的传输过程以及为什么要采用高压输电．　2.了解变压器的构造，知道变压器为什么能够改变交流电的电压．3．知道变压器原、副线圈的电压与两个线圈匝数的关系．　4.知道为什么要低压用电以及电网在能源利用上的作用．[学生用书P31]一、电能的传输过程发电厂→升压变压器→高压输电线→降压变压器→用电器等．二、高压输电1．在远距离输电过程中输电线路上的热损耗计算公式为Q＝I2Rt．2．减少电能输送时的损失，有两个途径(1)减小输电线的电阻；(2)减小输送电流．3．目前，远距离高压输电一般采用的高压为500kV、220kV、110kV等．三、

2、变压器1．结构：由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的．与电源相连的线圈叫原线圈，也叫初级线圈，与负载相连的线圈叫副线圈，也叫次级线圈．2．作用：能改变交变电流的电压，不改变交变电流的周期和频率．3．理想变压器的工作原理利用电磁感应来改变交流电压．4．理想变压器两个线圈的电压关系U1∶U2＝n1∶n2．5．分类：可分为升压变压器和降压变压器．四、低压用电1．高压用电很不安全，因此，从发电厂高压输来的电，还须经降压变压器把电压降下来后再使用．2．目前，工、农业生产用电中，多采用380V、220V的电压．　变压器的原理和基本量的关系[学生用书P32]理想变压

3、器(1)没有能量损失(铜损、铁损)-10-(2)没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)变压器的原理如图所示，原线圈n1接交变电流，由于电流的变化在闭合铁芯中产生变化的磁通量，根据法拉第电磁感应定律可知，副线圈n2中产生感应电动势，输出不同于原线圈的电压.基本关系功率关系原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率：P入＝P出电压关系原副线圈的电压比等于匝数比，公式：U1/U2＝n1/n2，与负载、副线圈的多少无关频率关系f1＝f2(变压器不改变交流电的频率)　如图所示，一理想变压器原副线圈的匝数比为1∶2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，额定功

4、率为22W；原线圈电路中接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则(　　)A．U＝110V，I＝0.2AB．U＝110V，I＝0.05AC．U＝110V，I＝0.2AD．U＝110V，I＝0.2A[解析]　由于灯泡正常发光，故灯泡两端电压即副线圈两端电压为U2＝220V，通过灯泡的电流即副线圈中的电流为I2＝＝＝0.1A．根据理想变压器电压关系U1∶U2＝n1∶n2，得U1＝110V．因理想变压器的初、次级功率相等，即U1I1＝U2I2，故I1＝I2＝×0.1A＝0.2A，故选A.[答案]　A　一理想变压

5、器，其原线圈2200匝，副线圈440匝，并接一个100Ω的负载电阻，如图所示．-10-(1)当原线圈接在44V直流电源上时，电压表示数为________V，电流表示数为________A.(2)当原线圈接在220V交变电源上时，电压表示数为________V，电流表示数为______A．此时输入功率为________W，变压器效率为________．解析：(1)原线圈接在直流电源上时，由于原线圈中的电流恒定，所以穿过原、副线圈的磁通量不发生变化，副线圈两端不产生感应电动势，故电压表示数为零，电流表示数也为零．(2)由＝得U2＝U1＝220×V＝44V(电

6、压表读数)I2＝＝A＝0.44A(电流表读数)P入＝P出＝I2U2＝0.44×44W＝19.36W效率η＝100%.答案：(1)0　0　(2)44　0.44　19.36　100%　高压输电[学生用书P33]1．高压输送电能全过程的示意图如下2．各量间的关系(1)功率关系：发电机输出功率P1，升压变压器的输出功率P2，降压变压器的输出功率P3，线路损失功率ΔP.理想变压器满足：P1＝P2＝P3＋ΔP.(2)电压关系：在输电电路中，输送电压U1，线路损失电压ΔU，降压变压器的输入电压U2，满足U1＝ΔU＋U2.(3)功率、电压、电流、电阻之间的关系输送功率P

7、1、输送电流I、输送电压U1的关系：P1＝IU1.损失功率ΔP、输送电流I、线路电阻R的关系：ΔP＝I2R.　采用高压输电，可有效的减少输电线路上的电能损失，-10-但并不是电压越高越好，因为电压越高，导线会激发空气放电，且对变压器也有更高的要求，因此输电电压并不是越高越好．　发电机的路端电压220V，输出电功率44kW，输电导线的电阻为0.2Ω，如果用初、次级线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线后，再用初、次级线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户．求用户得到的电压和功率．[解析]　线路示意图如图所示升压变压器的输出电压U2＝U1＝×

8、220V＝2200V升压变压器的输出电流I2＝＝A＝20A输电线路上的电压损失和