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1、高三物理一輪復(fù)習(xí)《變壓器 電能的輸送》導(dǎo)學(xué)案
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1、了解電感器和電容器對交變電流的影響
2、掌握理想變壓器原、副線圈中電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系及功率關(guān)系
3、知道輸電線上的功率損失,并能利用相關(guān)規(guī)律解決實際問題
【學(xué)習(xí)重點和難點】
變壓器原理、輸電線上能量損失的計算
【使用說明及學(xué)法指導(dǎo)】
先通讀教材有關(guān)內(nèi)容,進行知識梳理歸納,再認(rèn)真限時完成課前預(yù)習(xí)部分內(nèi)容,并將自己的疑問記下來(寫上提示語、標(biāo)記符號)。
【課前預(yù)習(xí)案】
一、電感對交變電流的阻礙作用
1.感抗
(1)定義:電感對交變電流的阻礙作用的大小用 來表示。
(2)感抗大小的影響因素
2、:線圈的自感系數(shù) 、交變電流頻率__________、感抗越大。
2.感抗的應(yīng)用:扼流圈
(1)低頻扼流圈線圈匝數(shù)_____、自感系數(shù) 、直流電阻____,它有“通 阻______” 的作用。
(2)高頻扼流圈線圈匝數(shù)_____、自感系數(shù) ,它有“通 阻 ”的作用。
二、電容對交變電流的阻礙作用
1.容抗
(1)定義:電容對交流電的阻礙作用大小用 來表示。
(2)容抗大小的影響因素:電容器的電容 、交變電流的頻率 ,電容器對交變電流的阻礙作用
3、就___________,容抗也________。
2.電容的特性:(1)通__________,隔_________。(2)通_________,阻________。
三、變壓器
I1
I2
U1
n1
n2
R
U2
1.變壓器的構(gòu)造
(1)組成:由 和繞在鐵芯上的兩個 組成。
(2)原線圈:與 相連的線圈,也叫 線圈。
(2)副線圈:與 相連的線圈,也叫 線圈。
2.理想變壓器的變壓、變流規(guī)律和功率關(guān)系:
⑴變壓規(guī)律:
4、
⑵變流規(guī)律:
⑶功率關(guān)系:
3. 幾種常見的變壓器
(1)自耦變壓器: 特點是鐵芯上只有 個線圈,如調(diào)壓變壓器。
降低電壓:整個線圈作 線圈,副線圈只取線圈的一部分。
升高電壓:線圈的一部分作 線圈,整個線圈作 。
(2)互感器
電壓互感器:用來把高電壓變成低電壓,它的原線圈 聯(lián)在高壓電路中,副線圈接入交流電壓表。
電流互感器:用來把大電流變成小電流,它的原線圈 聯(lián)在被測電路中,副線圈接入交流電流表。
四
5、、電能的輸送
1、電功率損失和電壓損失
⑴功率損失:遠距離輸送電能,由于輸電線上的電流熱效應(yīng),電能轉(zhuǎn)化為熱能,出現(xiàn)功率損失。若輸電線路的電阻為R,輸送的電流為I,則△P= 。
⑵電壓損失:遠距離輸送電能,線路中電阻R上消耗部分電壓。△U= 。
【課內(nèi)探究案】
探究一 感抗和容抗
1、如圖所示,把電阻、電感器、電容器并聯(lián)接到一交流電源上,三個電流表的示數(shù)相同.若保持電源電壓不變,而將頻率加大,則三個電流表的示數(shù)I1、I2、I3大小的關(guān)系是( )
A.I1=I2=I3 B.I1>I2>I3
C.I2>I1>I3 D.I
6、3>I1>I2
2、 如圖所示,電路中,L為一自感線圈,兩支路電阻相等,則 ( )
A.閉合開關(guān)S時,穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)小于電流表A2 的示數(shù)
B.閉合開關(guān)S時,穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)等于電流表A2的示數(shù)
C.閉合開關(guān)S時,穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)大于電流表A2的示數(shù)
D.斷開開關(guān)S時,穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)小于電流表A2的示數(shù)
探究二 變壓器
3、 (2011廣東19)圖3(a)左側(cè)的調(diào)壓裝置可視為理想變壓器,負(fù)載電路中R=55 Ω,、為理想電流表和理想電壓表,若原線圈接入如圖3(b)所示的正弦交變電壓,電壓表的示數(shù)為110 V,下列表述
7、正確的是( )
(a)
(b)
圖3
A.電流表的示數(shù)為2 A
B.原、副線圈匝數(shù)比為1∶2
C.電壓表的示數(shù)為電壓的有效值
D.原線圈中交變電壓的頻率為100 Hz
4、 如圖4所示,T為理想變壓器,副線圈回路中的輸電線ab和cd的電阻不可忽略,其余輸電線電阻可不計,則當(dāng)開關(guān)S閉合時( )
圖4
A.交流電壓表V2和V3的示數(shù)一定都變小
B.交流電壓表V3的示數(shù)變小
C.交流電流表A1、A2和A3的示數(shù)一定變大
D.只有A1的示數(shù)變大
探究四 遠距離輸電問題
5、(2010浙江理綜17)某水
8、電站,用總電阻為2.5 Ω的輸電線輸電給500 km外的用戶,其輸出電功率是3106 kW,現(xiàn)用500 kV的電壓輸電,則下列說法正確的是( )
A.輸電線上輸送的電流大小為2.0105 A
B.輸電線上由電阻造成的電壓損失為15 kV
C.若改用5 kV電壓輸電,則輸電線上損失的功率為9108 kW
D.輸電線上損失的功率為ΔP=U2/r,U為輸電電壓,r為輸電線的電阻
【拓展提升案】
1.(2011山東20)為保證用戶電壓穩(wěn)定在220 V,變電所需適時進行調(diào)壓,圖9甲為調(diào)壓變壓器示意圖.保持輸入電壓u1不變,當(dāng)滑動接頭P上下移動時可改變輸出電壓.某次檢測得到用戶電壓u2隨
9、時間t變化的曲線如圖乙所示.以下正確的是( )
甲 乙
圖9
A.u1=190sin (50πt) V
B.u2=190sin (100πt) V
C.為使用戶電壓穩(wěn)定在220 V,應(yīng)將P適當(dāng)下移
D.為使用戶電壓穩(wěn)定在220 V,應(yīng)將P適當(dāng)上移
2.(2010江蘇單科7)在如圖10所示的遠距離輸電電路圖中,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不變.隨著發(fā)電廠輸出功率的增大,下列說法中正確的有( )
圖10
A.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
C.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