5V=15kV，B正确； 如果采用5kV电压输电，输电线路上的电能损耗会更大，但最多只能是3×106kW，而且不可能超过这个值，C错误； 如果用ΔP=U2R来计算输电线路上损失的功率，则U是输电线路上损失的电压，R是输电线路的电阻，D是错误的。 二、理想变压器的分析思路 1、电压思路：变压器原、副线圈电压比为U1U2=n1n2； 当变压器有多个次级线圈时，U1n1=U2n2=U3n3=…2。 功率思路：理想变压器的输入功率和输出功率的关系是P in = P out，即P1 = P2； 当变压器有多个次级线圈时，P1 = P2 + P3 +...3。 目前的思路：由I=PU，当变压器有多个次级线圈时，n1I1=n2I2+n3I3+...，仅对于只有一个次级线圈的变压器，I1I2=n2n1。 4、动态分析变压器电路的思想可以表述为例2：用理想变压器向负载供电，变压器输入端电压保持不变，如图1所示。开始时，开关S断开。 现在闭合开关S，则图中所有交流电表的指示及输入功率的变化为()图1A。 V1、V2的指示不变，A1的指示增大，A2的指示减小，P增大。 B. V1、V2 指示不变，A1、A2 指示增大，P 输入增大 C. V1、V2 指示不变，A1、A2 指示减小，P 输入减小 D. 指示V1的指示不变，V2的指示增大，A1的指示减小，A2的指示增大，P的指示减小。 分析电压表V1的指示由输入电压决定； 电压表V2的示值由输入电压U1（大小与电压表V1的示值相等）和匝数比n1/n2决定； 电流表A2的示值由输出电压U2（大小与电压表V2的示值相等）和负载电阻R决定； 电流表A1的指示，即I1，由变压器的匝数比n2/n1和输出电流I2决定； P 输入随 P 输出变化，并由 P 输出决定。 由于输入电压保持不变，因此电压表V1的读数保持不变。 根据公式U2=n2U1/n1可以看出U2没有变化，即电压表V2的指示没有变化。 根据I2=U2/R负，S闭合后R负减小，故I2增大，电流表A2指示增大； 输入电流I1随着输出电流I2的增加而增加，因此电流表A1的指示数字增加。 由于 P out = U2I2，P out 增加。 P in 随着 P out 的变化而变化，因此 P in 也会增加。 所以选B。
答案 B 3. 远距离输电电路中的各种关系 1. 解决远距离输电问题时，首先应画出输电电路图，如图 2 所示，并写出已知量和数量可在电路图的相应位置找到。 图 22. 分析三个电路。 在每个电路中，变压器的初级线圈是该电路的用电设备，对应的次级线圈是下一个电路的电源。 3． 综合运用以下三方面知识来解决（1）节能：P=U1I1=U2I2=P用户+ΔPΔP=I22RP用户=U3I3=U4I4。 （2）电路知识：U2＝ΔU＋U3ΔU＝I2R （3）变压器知识：U1U2＝I2I1＝＝I4I3＝n3n4。 其中，ΔP=I2R和ΔU=I2R往往是解决问题的切入点。 实施例3 发电机输出电压为220V，输出功率为44kW，输电线电阻为0.2Ω。 如果使用原、次级线圈匝数比为1：10的升压变压器来升压，经过传输线后，则使用原、次级线圈匝数比为10的降压变压器： 1 将电压降压供给用户，则： (1) 画出整个过程示意图； (2)求出用户获得的电压和功率； (3) 如果电不经变换直接送至用户，求用户得到的电压和功率。 分析 (1) 原理图如图 (2) 升压变压器U2的输出电压==101×220V=2200V。 根据升压变压器的输出功率等于输入功率，则升压变压器的输出电流为I2=PU2=44×= 20A传输线上的电压损耗和功率损耗为UR=I2R分别=20×0。
2V＝4VPR＝I22R＝202×0。 2W＝80W降压变压器上的输入电流和输入电压为 I3＝I2＝20AU3＝U2－UR＝2200V－4V＝2196V 降压变压器上的输出电压和输出电流为 U4==110× 2196V=219.6VI4==10×20A=200A。 用户获得的功率为P4=I4U4=200×219.6W=4.392×104W （3）如果不使用高压送电，则使用220V 当使用低压直接供电时，电路如图所示由图可知，则传输电流I=PU1=44×=200A，则传输线上的电压损耗UR′=IR=200×0。 2V=40V，所以用户获得的电压为U4′= U1-UR′=220V-40V=180V 用户获得的功率为P4′=IU4′=200×180W=3.6×104W。 答（1）见分析图（2）219.6V4.392×104W（3）180V3。 6×104W1。 (电能传输中功率损耗的计算) 通过理想变压器，通过同一条线路传输相同的电力P。 原线圈的电压U保持不变，传输线的总电阻为R。当次级线圈与初级线圈的匝数比为k时，传输线损失的电功率为P1。 如果次级线圈和初级线圈之间的匝数比增加到nk，则线路损失的电功率为P2，则P1和P2P1为( )A。
PRkU，1nB。 (PkU)2R，1nC。 PRkU，1n2D。 (PkU)2R,1n2 答案D 分析 根据变压器的电压变换定律，U1U=k，U2U=nk，故U1=kU，U2=nkU。 根据P=UI，匝数比为k和nk的变压器次级绕组的电流分别为I1=PU1=PkU和I2=PU2=PnkU。 根据P=I2R，输电线路中损失的电功率为P1=I21R=(PkU)2R，P2=I22R=(PnkU)2R，所以P2P1=1n2。 选项D正确，选项A、B、C错误。 2.（理想变压器基本规则的应用）如图3所示，理想变压器的初级和次级线圈的匝数比为20：1。 初级线圈接正弦交流电源，次级线圈接“220V、60W”灯泡，如果灯泡正常发光，则（）图3A。 电流表的指示是。 电源的输出功率为。 电流表的指示是。 初级线圈两端电压为11V。 答案C 分析：灯泡正常发光，则次级线圈的电流为I1=PU=3nA。 根据变压器的电流关系，我们可以得到：I1I0=n0n1，初级线圈中的电流I0==3220A，即电流表指示为3220A，原线圈中的电压U0==4400V，电源的输出功率P=UI=4400×3220=60W。
3． （理想变压器的动态分析） 图4所示电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关。 P是滑动变阻器R的滑动触点，U1是施加在初级线圈两端的交流电压，I1和I2分别是初级线圈和次级线圈中的电流。 下列说法正确的是（ ） 图 4A． 保持P和U1的位置不变，将S从b切换到a，R上消耗的功率减小B。保持P和U1的位置不变，将S从a切换到b，则I2减小C。保持P和U1的位置不变电功率说课稿，将S从a切换到b，则I2减小C。 P和U1不变，将S从b切换到a，则I1增加D。保持U1不变，将S连接到b端，向上滑动P，则I1将减少。 答BC分析当S从b切换到a时，次级线圈匝数增加，输出电压U2增加，R消耗的功率增加，从变压器的功率关系可以看出，其输入功率也增加，所以I1增加，所以A是错误的，C是正确的； 当S从a切换到b时，次级线圈匝数减少，则输出电压U2减小电功率说课稿，I2减小，B是； 当P向上滑动时，R减小，I2增大。 从电流与匝数的关系可以看出，I1增大，D是错误的。 4、（长距离输电设备中的各种关系）在小水电站中，水以3m/s的速度流入水轮机，以1m/s的速度流出。 出水水位比进水水位低1.6m，水流量1m3/s。 如果75%的水流能量供给发电机。 那么（变压器为理想变压器，g为10m/s2）： （1）如果发电机效率为80%，则发电机的输出功率是多少？ (2) 若发电机输出电压为240V，传输线上的电阻为1623Ω，允许电功率损耗为5%，用户所需电压为220V，则步进电机的初、次级线圈匝数为：使用的升压变压器和降压变压器各自的变比是多少？ 答案(1) 12kW (2) 3:2595:11 分析(1) 水流每秒的机械能损失为ΔE=12m(v21-v22)+mgΔh=2×104J。
发电机的传输功率为P out = 75%ΔEt × 80%，因此P out = 12kW。 （2）发电机通过变压器到用户的传输线路示意图如图所示，P线=5% P输出=600W，因为P线=I2线R线，所以I线=6A ; 因为 I2 = I 线 = 6A，所以 I1=P 输出 U1=50A。 因此，对于升压变压器来说，I1I2=n2n1，即n1n2=I2I1=325。 又因为I3=I线=6A，I4=P出-P线U4=，所以对于降压变压器，n3n4=I4I3=9511。宜城教育资源网
