发布时间 : 星期二 文章高中物理交变电流专题更新完毕开始阅读
输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。分析和计算时都必须用
?2U1Pr?Ir,Ur?Irr，而不能用Pr?。
r2r?P1?L1????特别重要的是要会分析输电线上的功率损失Pr??，由此得出结2?U???SU1S?1?论： ⑴减少输电线功率损失的途径是提高输电电压或增大输电导线的横截面积。两者相比，当然选择前者。⑵若输电线功率损失已经确定，那么升高输电电压能减小输电线截面积，从而节约大量金属材料和架设电线所需的钢材和水泥，还能少占用土地。
需要引起注意的是课本上强调：输电线上的电压损失，除了与输电线的电阻有关，还与感抗和容抗有关。当输电线路电压较高、导线截面积较大时，电抗造成的电压损失比电阻造成的还要大。
【例5】 学校有一台应急备用发电机，内阻为r=1Ω，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻为R=4Ω，全校22个教室，每个教室用“220V，40W”的灯6盏，要求所有灯都正常发光，则：⑴发电机的输出功率多大？⑵发电机的电动势多大？⑶输电线上损耗的电功率多大？
解：⑴所有灯都正常工作的总功率为22×6×40=5280W，用电器总电流为??I22~ R ?I2P2?5280?6A，降压变压器上：??24A，输电线上的电流I1??Ir?I2?4?U2220U2=4U2/=880V，输电线上的电压损失为：Ur=IRR=24V ，因此升压变压器的输出电压为U1/=UR+U2=904V，输入电压为U1=U1//4=226V，输入电流为I1=4I1/=24A，所以发电机输出功率为P出=U1I1=5424W
⑵发电机的电动势E=U1+I1r=250V ⑶输电线上损耗的电功率PR=IR2R=144W
【例6】 在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。有一个坑口电站，输送的电功率为P=500kW，当使用U=5kV的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4800度。求：⑴这时的输电效率η和输电线的总电阻r。⑵若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？
解；⑴由于输送功率为P=500kW，一昼夜输送电能E=Pt=12000度，终点得到的电能E
/
=7200度，因此效率η=60%。输电线上的电流可由I=P/U计算，为I=100A，而输电线损耗
功率可由Pr=I 2r计算，其中Pr=4800/24=200kW，因此可求得r=20Ω。
/P?1⑵输电线上损耗功率Pr????r?2，原来Pr=200kW，现在要求Pr=10kW ，计算可
U?U?2得输电电压应调节为U / =22.4kV。
【例7】发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线电阻为10 Ω.若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：
（1）在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比. （2）画出此输电线路的示意图. （3）用户得到的电功率是多少？ 解析：输电线路的示意图如图所示，
输电线损耗功率P线=100×4% kW=4 kW，又P线=I22R线 输电线电流I2=I3=20 A 原线圈中输入电流I1=
P100000 A=400 A ?U1250所以
n1I2201 ???n2I140020这样U2=U1
n2=250×20 V=5000 V n1U3=U2-U线=5000-20×10 V=4800 V 所以
n3U34800240 ???n4U422011用户得到的电功率P出=100×96% kW=96 kW 三、针对训练
1.（1995年上海）如图所示，理想变压器的输入端接正弦交流电，副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2；输电线的等效电阻为R，开始时，电键K断开.当K接通时，以下说法中正确的是
A.副线圈的两端M、N的输出电压减小 B.副线圈输电线等效电阻R上的电压增大
C.通过灯泡L1的电流减小 D.原线圈中的电流增大
2.如图所示，理想变压器输入电压U1一定，两个副线圈的匝数分别为n2和n3，当把同一个电阻先后接在a、b间和c、d间时，通过电阻的电流和电阻两端的电压分别为I2、U2和I3、U3，变压器输入的电流分别为I1，I1′，则
A.
U2n2 ?U3n32 B.
I2n2 ?I3n3InC.1?22
?nI13 D.U1（I1+I1′）=U2I2+U3I3
3.（1996年上海）如图所示，在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在图示变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂，已知线圈1、2的匝数比为N1∶N2=2∶1，在不接负载的情况下
A.当线圈1输入电压220 V时，线圈2输出电压为110 V B.当线圈1输入电压220 V时，线圈2输出电压为55 V C.当线圈2输入电压110 V时，线圈1输出电压为220 V D.当线圈2输入电压110 V时，线圈1输出电压为110 V
4.在某交流电路中，有一正在工作的变压器，原、副线圈匝数分别为n1=600，n2=120，电源电压U1=220 V，原线圈中串联一个0.2 A的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则
A.负载功率不能超过44 W B.副线圈电流最大值不能超过1 A C.副线圈电流有效值不能超过1 A D.副线圈电流有效值不能超过0.2 A
5.如图（a）、（b）所示，当图中a、b两端与e、f两端分别加上220 V的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110 V.若分别在c、d两端与g、h两端加上110 V的交流电压，则a、b与e、f间的电压为
A.220 V，220 V B.220 V，110 V C.110 V，110 V D.220 V，0 6.一理想变压器原线圈接交流电源，副线
圈接电阻，则下列哪些方法可使输入功率增加为原来的2倍
A.次级线圈的匝数增加为原来的2倍 B.初级线圈的匝数增加为原来的2倍 C.负载电阻变为原来的2倍
D.副线圈匝数和负载电阻均变为原来的2倍
7.如图所示，变压器的原、副线圈的匝数比一定，原线圈的电压为U1时，副线圈的输出电压为U2，L1、L2、L3为三只完全相同的电灯，开始时，电键K开启，然后当电键K闭合时
A.电压U1不变，U2变大 B.电灯L1变亮，L2变暗 C.电灯L1变暗，L2变亮 D.原线圈中的电流变大
8.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数n1∶n2∶n3=3∶2∶1，副线圈Ⅱ上接有“8 V，8 W”的灯泡L1、L2，副线圈Ⅲ上接有“6 V，9 W”的灯泡L3、L4，原线圈上接有电阻R1=3 Ω，当a、b两端接交变电源后，L1、L2正常发光，则交变电源的输出功率为
A.24 W B.34 W C.36 W D.72 W
9.如图18-8，已知n1∶n2=4∶3，R2=100 Ω，变压器没有功率损耗，在原线圈上加上交流电压U1=40 sin100πtV，则R2上的发热功率是________W.若R3=25 Ω，发热功率与R2一样，则流过原线圈的电流I1和流过R3的电流I3之比为________.
参考答案：
1.BCD 2.ABCD 3.BD 4.AC 5.B 6.D 7.BD 8.C
9.4.5；3∶4 附：课前预习提纲
1、变压器是一种能改变 电压的设备．它是由一个闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的，跟电源相连的叫 线圈，跟负载相连的叫 线圈．理想变压器的输入功率 输出功率．
2、在输电导线上，由于电流的 效应，必然有一部分 能转化成 而损失掉，导线越长，损失越 ．根据焦耳定律表达式Ｑ＝ 可知，可以有两种方法来减少送电中的电能损失，一种是 ，另一种是 ．这两种方法中，适用于远距离输电的是 ，即利用变压器提高送电的电压．
3、关于变压器的几个公式：电压与匝数关系是 ；电流与匝数关系是 ；输入功率与输出功率关系是 ．并且应注意，原副线圈交流电的频率一定 ，且输入的功率由输出功率决定． 教学后记
了解变压器的工作原理，掌握理想变压器的电流、电压与匝数的关系．理解远距离输电的原理．高考要求难度也不高，学生练习和课堂反映看，学生对这部分内容掌握很好。