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一、教案基本信息教案名称：变压器及电能的输送教案学科领域：物理学年级/课程：高中物理教学时间：2课时二、教学目标1. 让学生了解变压器的工作原理及其在电力系统中的应用。
2. 使学生掌握电能输送的基本公式，理解电能损耗的原理。
3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
三、教学内容1. 变压器的工作原理2. 变压器的种类与应用3. 电能输送的基本公式4. 电能损耗的原理与计算5. 实例分析：如何降低电能损耗四、教学过程1. 导入：通过展示电力系统中变压器的图片，引发学生对变压器的兴趣，进而引入本节课的主题。
2. 讲解变压器的工作原理：利用图示和模型，详细讲解变压器的工作原理及其内部结构。
3. 介绍变压器的种类与应用：列举不同种类的变压器，并说明其在电力系统中的应用。
4. 讲解电能输送的基本公式：介绍电能输送的基本公式，解释其中各参数的含义。
5. 讲解电能损耗的原理：通过公式推导，解释电能损耗的原因。
6. 计算电能损耗：让学生运用所学知识，计算实际生活中的电能损耗。
7. 实例分析：引导学生运用所学知识分析实际问题，探讨如何降低电能损耗。
8. 课堂小结：回顾本节课所学内容，总结变压器及电能输送的关键点。
9. 作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。
10. 教学反思：根据学生反馈，调整教学方法，提高教学效果。
五、教学评价1. 学生能熟练解释变压器的工作原理及其在电力系统中的应用。
2. 学生能掌握电能输送的基本公式，并运用其解决实际问题。
3. 学生能理解电能损耗的原理，并提出降低电能损耗的方法。
4. 学生对电力系统中的变压器有更深入的了解，能将其与实际生活相结合。
六、教学目标1. 使学生了解变压器在不同电压等级中的应用，以及其对电力系统稳定运行的重要性。
2. 培养学生运用物理知识分析电力系统中电能损耗的能力，并提出降低损耗的方法。
七、教学内容1. 变压器在不同电压等级中的应用2. 电力系统中的电能损耗分析3. 降低电能损耗的方法与技术八、教学过程1. 导入：通过展示电力系统中不同电压等级的变压器图片，引发学生对变压器应用的思考，进而引入本节课的主题。
第2讲变压器电能的输送一、理想变压器1．构造：如图1所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。
图1(1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。
(2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈。
2．原理：电磁感应的互感现象。
3．理想变压器原、副线圈基本量的关系理想变压器(1)没有能量损失(绕线无电阻、铁芯无涡流)(2)没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)基本关系功率关系根据能量守恒可得：原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即P入＝P出电压关系原、副线圈的电压之比等于其匝数之比，公式U1U2＝n1n2，与负载、副线圈的个数无关电流关系(1)只有一个副线圈时：I1I2＝n2n1(2)有多个副线圈时：由P入＝P出得I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋I n U n或I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋I n n n频率关系f1＝f2(变压器不改变交变电流的频率)4.几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器，如图2甲(降压作用)、乙(升压作用)所示。
图2(2)互感器电压互感器(n1＞n2)：把高电压变成低电压，如图丙所示。
电流互感器(n1＜n2)：把大电流变成小电流，如图丁所示。
二、电能的输送如图3所示。
图31．输电电流：I＝PU＝P′U′＝U－U′R。
2．电压损失(1)ΔU＝U－U′(2)ΔU＝IR 3．功率损失(1)ΔP＝P－P′(2)ΔP＝I2R＝(P U) 2R4．减少输电线上电能损失的方法(1)减小输电线的电阻R。
由R＝ρlS知，可加大导线的横截面积、采用电阻率小的材料做导线。
(2)减小输电线中的电流。
在输电功率一定的情况下，根据P＝UI，要减小电流，必须提高输电电压。
【自测采用220 kV高压向远方的城市输电。
当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的14，输电电压应变为()A．55 kV B．110 kVC．440 kV D．880 kV答案 C解析设输送功率为P，则有P＝UI，其中U为输电电压，I为输电电流。
变压器及电能的输送教案一、教学目标1. 让学生了解变压器的基本构造和原理，知道变压器的工作特点。
2. 使学生掌握变压器在电力系统中的应用，了解我国电力网的电压等级。
3. 让学生理解电能输送的基本原理，能够计算电能的输送效率。
二、教学重点与难点1. 教学重点：（1）变压器的基本构造和原理。
（2）变压器的工作特点和应用。
（3）电能输送的基本原理和计算方法。
2. 教学难点：（1）变压器的工作原理。
（2）电能输送效率的计算。
三、教学准备1. 教具：变压器模型、电力网示意图、多媒体课件。
2. 学具：笔记本、笔。
四、教学过程1. 导入新课（1）教师通过展示变压器模型，引导学生思考：什么是变压器？变压器有什么作用？2. 教学新课（1）教师讲解变压器的基本构造和原理，通过多媒体课件展示变压器的工作过程。
（2）学生跟随教师一起了解变压器的工作特点和应用，了解我国电力网的电压等级。
（3）教师讲解电能输送的基本原理，引导学生思考如何提高电能输送的效率。
3. 课堂互动（1）教师提问：变压器的工作原理是什么？请举例说明。
（2）学生回答后，教师点评并补充讲解。
（3）教师提问：如何计算电能的输送效率？请举例说明。
（4）学生回答后，教师点评并补充讲解。
4. 巩固知识（1）教师布置练习题，让学生独立完成。
（2）教师选取部分学生的作业进行讲解和点评。
五、课后作业1. 绘制变压器模型图。
六、教学拓展1. 教师介绍变压器在现代科技领域中的应用，如磁悬浮列车、核磁共振等。
2. 学生跟随教师了解变压器在不同领域的应用，激发学生的学习兴趣。
七、课堂小结2. 学生分享自己的学习收获，教师给予点评和鼓励。
八、教学反思1. 教师反思本节课的教学效果，针对学生的掌握情况调整教学策略。
2. 学生反思自己的学习过程，找出不足之处，制定改进措施。
九、课后自主学习1. 学生自主学习变压器的相关知识，如变压器的种类、性能等。
2. 学生通过网络、书籍等资源，了解电能输送技术的最新发展。
变压器及电能的输送教案第一章：变压器的基本概念1.1 变压器的定义1.2 变压器的作用1.3 变压器的种类1.4 变压器的主要参数1.5 变压器的工作原理第二章：变压器的结构与构造2.1 变压器的基本结构2.2 铁芯的作用和构造2.3 线圈的作用和构造2.4 绝缘材料的作用和种类2.5 变压器的接线方式第三章：变压器的运行与维护3.1 变压器的启动与停止3.2 变压器的运行状态监测3.3 变压器的负载分配3.4 变压器的故障处理3.5 变压器的维护与保养第四章：变压器的选择与应用4.1 变压器容量的选择4.2 变压器类型的选择4.3 变压器安装位置的选择4.4 变压器在电力系统中的应用4.5 变压器的节能与环保第五章：电能的输送与损耗5.1 电能输送的基本原理5.2 输电线路的种类与结构5.3 输电线路的损耗与减少方法5.4 变压器的损耗与效率5.5 电能输送的优化与提高第六章：变压器的检测与试验6.1 变压器性能的检测项目6.2 变压器测试设备及方法6.3 变压器的空载试验6.4 变压器的负载试验6.5 变压器的绝缘试验第七章：电力变压器的并联运行7.1 并联运行的条件与方式7.2 并联运行中变压器的负载分配7.3 并联运行中变压器的电压调整7.4 并联运行中变压器的故障处理7.5 并联运行的优点与局限性第八章：变压器在特殊环境中的应用8.1 变压器在高温环境中的应用8.2 变压器在潮湿环境中的应用8.3 变压器在腐蚀环境中的应用8.4 变压器在振动环境中的应用8.5 特殊环境变压器的选型与安装第九章：变压器的保护与控制9.1 变压器保护的基本原理9.2 变压器保护装置的种类与作用9.3 变压器的过载保护9.4 变压器的短路保护9.5 变压器的绝缘保护与监控第十章：电能输送与变压器的未来发展趋势10.1 超高电压输电技术的发展10.2 变压器材料与技术的创新10.3 智能电网中的变压器应用10.4 绿色能源与变压器的节能环保10.5 未来变压器行业的发展趋势重点和难点解析重点环节1：变压器的工作原理补充和说明：变压器的工作原理涉及到电磁感应的基本概念，需要深入讲解法拉第电磁感应定律，并通过示例和实验来帮助学生理解变压器如何实现电压的升降。
11.2 变压器、电能的输送概念梳理：一、理想变压器1． 工作原理：互感现象． 2． 基本关系式 (1)功率关系：P 入＝P 出．(2)电压关系：只有一个副线圈时，U 1n 1＝U 2n 2；有多个副线圈时，U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3＝….(3)电流关系：只有一个副线圈时，I 1I 2＝n 2n 1.由P 入＝P 出及P ＝UI 推出有多个副线圈时，U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…. 3． 几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器．(2)互感器⎩⎪⎨⎪⎧电压互感器：用来把高电压变成低电压.电流互感器：用来把大电流变成小电流.4． 理想变压器的理解(1)没有能量损失；(2)没有磁通量损失． 【注意】(1)变压器不能改变直流电压．(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率． 二、远距离输电1．输电过程(如图所示) 2．输送电流(1)I ＝PU ；(2)I ＝U －U ′R.3．输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为Q ＝I 2Rt . 4．电压损失(1)ΔU ＝U －U ′；(2)ΔU ＝IR . 5． 功率损失(1)ΔP ＝P －P ′；(2)ΔP ＝I 2R ＝(PU)2R6． 降低输电损耗的两个途径(1)减小输电线的电阻，由电阻定律R ＝ρlS 可知，在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应采用电阻率小的材料，也可以增加导线的横截面积．(2)减小输电导线中的输电电流，由P ＝UI 可知，当输送功率一定时，提高输电电压，可以减小输电电流．考点一 理想变压器原、副线圈基本关系的应用1． 基本关系 (1)P 入＝P 出；(2)U 1U 2＝n 1n 2，有多个副线圈时，仍然成立． (3)I 1I 2＝n 2n 1，电流与匝数成反比，只对一个副线圈的变压器适用．有多个副线圈时，由输入功率和输出功率相等确定电流关系．(4)原、副线圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量变化率也相同，频率也就相同． 2． 制约关系(1)电压：副线圈电压U 2由原线圈电压U 1和匝数比决定． (2)功率：原线圈的输入功率P 1由副线圈的输出功率P 2决定． (3)电流：原线圈电流I 1由副线圈电流I 2和匝数比决定．【例1】如图所示，理想变压器的原线圈接入u ＝11 000·2sin 100πt (V)的交变电压，副线圈通过电阻r ＝6 Ω的导线对“220 V 880 W ”的电器R L 供电，该电器正常工作．由此可知( C )A ．原、副线圈的匝数比为50∶1B ．交变电压的频率为100 HzC ．副线圈中电流的有效值为4 AD ．变压器的输入功率为880 W【练习】如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12 V ，6 W ”的小灯泡并联在副线圈的两端．当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是( D ) A ．120 V, 0.10 A B ．240 V, 0.025 A C ．120 V, 0.05 AD ．240 V , 0.05 A【练习】自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1 900匝；原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V 的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R 上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流的有效值为I 1，负载两端电压的有效值为U 2，且变压器是理想的，则U2和I 1分别约为( B ) A ．380 V 和5.3 A B ．380 V 和9.1 A C ．240 V 和5.3 AD ．240 V 和9.1 A考点二理想变压器的动态分析【例1】如图所示，理想变压器原线圈输入电压u＝U m sin ωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器.和是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示．下列说法正确的是(C)A．I1和I2表示电流的瞬时值B．U1和U2表示电压的最大值C．滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大D．滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小【练习】如图所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表V1后接在稳定的交流电源上；右侧串联灯泡L和滑动变阻器R，R上并联一只理想电压表V2.下列说法中正确的是(B)A．若F不动，滑片P向下滑动时，V1示数变大，V2示数变小B．若F不动，滑片P向下滑动时，灯泡消耗的功率变小C．若P不动，滑片F向下移动时，V1、V2的示数均变小D．若P不动，滑片F向下移动时，灯泡消耗的功率变大【练习】如图所示，理想变压器原线圈的匝数n1＝1 100匝，副线圈的匝数n2＝110匝，R0、R1、R2均为定值电阻，且R0＝R1＝R2，电流表、电压表均为理想电表．原线圈接u＝2202 sin(314t) (V)的交流电源．起初开关S处于断开状态．下列说法中正确的是(BCD)A．电压表示数为22 VB．当开关S闭合后，电压表示数变小C．当开关S闭合后，电流表示数变大D．当开关S闭合后，变压器的输出功率增大考点三远距离输电问题1．远距离输电的处理思路对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”，或按从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析．2．远距离高压输电的几个基本关系(以下图为例)(1)功率关系：P 1＝P 2，P 3＝P 4，P 2＝P 损＋P 3.(2)电压、电流关系：U 1U 2＝n 1n 2＝I 2I 1，U 3U 4＝n 3n 4＝I 4I 3，U 2＝ΔU ＋U 3，I 2＝I 3＝I 线．(3)输电电流：I 线＝P 2U 2＝P 3U 3＝U 2－U 3R 线. (4)输电线上损耗的电功率：P 损＝I 线ΔU ＝I 2线R 线＝(P 2U 2)2R 线． 当输送功率一定时，输电电压增大到原来的n 倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的1n 2.【例1】通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P ，原线圈的电压U 保持不变， 输电线路的总电阻为R .当副线圈与原线圈的匝数比为k 时，线路损耗的电功率为P 1，若将 副线圈与原线圈的匝数比提高到nk ，线路损耗的电功率为P 2，则P 1和P 2P 1分别为( D )A.PR kU ，1nB ．(P kU )2R ，1nC.PR kU ，1n2D ．(P kU )2R ，1n2【练习】某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km 外的用户，其输出电功率是 3×106 kW ，现用500 kV 电压输电，则下列说法正确的是( B ) A ．输电线上输送的电流大小为2.0×105 A B ．输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC ．若改用5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kWD ．输电线上损失的功率为ΔP ＝U 2/r ，U 为输电电压，r 为输电线的电阻课后练习一．选择题1．[双]关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是( BC ) A ．通过正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变 B ．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都相等 C ．穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势 D ．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈2．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 ，额定功率为22 W ；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 ) A ．U ＝110 V ，I ＝0.2 AB ．U ＝110 V ，I ＝0.05 AC ．U ＝110 2 V ，I ＝0.2 AD ．U ＝110 2 V ，I ＝0.2 2 A3．[双]如图所示，理想变压器初级线圈的匝数为n 1，次级线圈的匝数为n 2，初级线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220 V，负载电阻R＝44 Ω，电流表A1的示数为0.20 A．下列判断中正确的是(BC )A．初级线圈和次级线圈的匝数比为2∶1B．初级线圈和次级线圈的匝数比为5∶1C．电流表A2的示数为1.0 AD．电流表A2的示数为0.4 A4．如图所示，一理想变压器的原线圈匝数n1＝1 000匝，副线圈匝数n2＝200匝，交流电源的电动势e＝311sin 100πt V(不考虑其内阻)，电阻R＝88 Ω，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，则(D)A．电压表的示数为62.2 VB．电流表的示数为2.5 AC．通过R的电流最大值为0.5 AD．变压器的输入电功率为22 W5．[双]如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，电阻R＝22 Ω，各电表均为理想电表，副线圈输出电压的变化规律如图乙所示．下列说法正确的是(BD)甲乙A．输入电压的频率为100 Hz B．电压表的示数为220 VC．电流表的示数为1 A D．电阻R消耗的电功率是22 W6．[双]如图甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图乙所示，副线圈仅接入一个10 Ω的电阻．则(AC)A．变压器的输入电压最大值是220 2 VB．正弦交变电流的周期是1×10－3 sC．变压器的输入功率是1×103 WD．电压表的示数是100 2 V7．[双]如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电路中R 为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表．下列结论正确的是( AD )A ．若电压表读数为6 V ，则输入电压的最大值为24 2 VB ．若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数减小到原来的一半C ．若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2倍D ．若保持负载电阻阻值不变，输入电压增加到原来的2倍，则输出功率增加到原来的4倍 8．[双]图甲是某燃气炉点火装置的原理图．转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变 电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2，为交流电压表．当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体．以下判断正确的是( BC )A ．电压表的示数等于5 VB ．电压表的示数等于52V C ．实现点火的条件是n 2n 1>1 000D ．实现点火的条件是n 2n 1<1 0009．如图所示，接在照明电路中的自耦变压器的副线圈上通过输电线接有三个灯泡L 1、L 2和L 3，输电线的等效电阻为R .当滑动触头P 向上移动一段距离后，下列说法正确的是( D ) A ．等效电阻R 上消耗的功率变大B ．三个灯泡都变亮C ．原线圈两端的输入电压减小D ．原线圈中电流表示数减小10．[双]如图所示，某理想变压器的原线圈接一交流电，副线圈接如图所示电路，开关S 原 来闭合，且R 1＝R 2.现将S 断开，那么交流电压表的示数U 、交流电流表的示数I 、电阻R 1上的功率P 1及该变压器原线圈的输入功率P 的变化情况正确的是( AD )A ．U 增大B ．I 增大C ．P 1减小D ．P 减小11．调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图甲所示．线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间输入交变电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压．图甲中两电表均为理想交流电表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器．现在CD两端输入图乙所示正弦式交流电，变压器视为理想变压器，那么(D)A．由乙图可知CD两端输入交流电压u的表达式为u＝362sin 100t(V)B．当滑动触头P逆时针转动时，MN之间输出交流电压的频率变大C．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数也变大D．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电阻R2消耗的电功率变小12．[双]为保证用户电压稳定在220 V，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图．保持输入电压u1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压．某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示．以下正确的是(BD)甲乙A．u2＝1902sin (50πt) VB．u2＝1902sin (100πt) VC．为使用户电压稳定在220 V，应将P适当下移D．为使用户电压稳定在220 V，应将P适当上移13．[双]如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别是n1、n2，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，副线圈接定值电阻R，其余电阻不计．从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压．当单刀双掷开关由a拨向b后，下列说法正确的是(BD)甲乙A．副线圈输出电压的频率变小B．B．电压表的示数变大C．电流表的示数变小D．原线圈的输入功率变大14．[双]在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么( AC ) A ．输电线路上损失的电压与输送电流成正比 B ．输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大 C ．输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比 D ．输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比15．[双]在远距离输电时，输送的电功率为P ，输电电压为U ，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S ，总长度为l ，输电线损失的电功率为P ′，用户得到的电功率为P 用，则下列关系式中正确的是( BD ) A ．P ′＝U 2SρlB ．P ′＝P 2ρlU 2SC ．P 用＝P －U 2SρlD ．P 用＝P (1－PρlU 2S)16．[双]某小型水电站的电能输送示意图如图11甲所示，发电机的输出电压变化规律如图乙．输电线总电阻为r ，升压变压器原、副线圈匝数分别为n 1、n 2.降压变压器原、副线圈匝数分别为n 3、n 4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V 的用电器正常工作，则( AD )A ．乙图中电压的瞬时值表达式为u ＝2202sin 100πt VB ．乙图中电压的有效值和用电器的额定电压都是220 V ，所以n 1n 2＝n 4n 3C ．通过升压变压器的电流频率比通过降压变压器的电流频率大D ．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率。
§X5.2 变压器 电能输送班级 姓名 学号[学习目标]1、理解变压器的工作原理；2、掌握理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系及功率关系；3、知道输电线上的功率损失及减少功率损失的方法；4、能解决高压送电的实际问题[自主学习]一、变压器1、变压器的原理是变压器的工作基础。
由于互感现象，使得穿过原副线圈的 相同。
根据E= 得 ，原、副线圈产生感应电动势E 与匝数n 成 。
2、理想变压器的变压、变流规律和功率关系： ⑴、变压规律：⑵、变流规律： ⑶、功率关系：3、变压器有二个副线圈的情况⑴、电压与匝数间关系： ①、 ②、 ③、⑵、电流与匝数间关系： ⑶、功率关系：4、简述理想变压器各种物理量的决定关系。
二、电能的输送1、电功率损失和电压损失⑴功率损失：远距离输送电能，由于输电线上的电流热效应，电能转化为热能。
出现功率损失。
△P= 。
⑵、电压损失：远距离输送电能，线路中电阻R 上消耗部分电压。
△U= 。
2、减少功率损失和电压损失的方法：⑴、 ⑵、3、高压输电网络及各物理量间关系： ⑴、远距离输电线路图：⑵、常用分析公式： ①、输电电流：I 2=②、输电导线损失的电功率：P 损=③、输电导线损失的电压：U 损= I 1 U 1 n 1 I 1 ~ n 1 L 1 2 U 1 ~ 升压变压器 降压变压器n 1 I 1I 1 U 1 ~ n [典型例题] 例1、如图所示为一理想变压器，原线圈的输入电压U 1=3300v ，副线圈的输出电压U 2=220v ，绕过铁心的单匝导线的电压表的示数为U 0=2v,则： ⑴、原、副线圈的匝数各是多少？⑵、当S 断开时，A 2的示数I 2=5A ，那么A 1⑶、当S 闭合时，A 2的示数将如何变化？A 1例2、一座小型水电站，水以3m/s 的速度流入水轮机，而以1m/s 的速度流出。
流出水位比流入水位低1.6m ，水的流量Q=1m 3/s 如果水流能量的75%供给发电机，20%用于水温升高。
一、教学目标：1. 让学生了解变压器的作用和原理，知道变压器在电力系统中的重要性。
2. 使学生掌握电能的输送过程，了解电能输送中的损耗和提高输送效率的方法。
3. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。
二、教学内容：1. 变压器的作用和原理2. 变压器的构造和分类3. 电能的输送过程4. 电能输送中的损耗5. 提高电能输送效率的方法三、教学重点与难点：1. 教学重点：变压器的作用和原理，电能的输送过程，提高电能输送效率的方法。
2. 教学难点：变压器的构造和分类，电能输送中的损耗。
四、教学方法：1. 采用讲授法，讲解变压器的作用、原理、构造和分类，以及电能的输送过程、损耗和提高输送效率的方法。
2. 利用多媒体演示变压器的原理和构造，以及电能输送的过程。
3. 开展小组讨论，分析电能输送中的损耗和提高输送效率的途径。
五、教学过程：1. 引入新课：通过讲解变压器在电力系统中的重要性，引出本节课的主题——2. 讲解变压器的作用和原理：讲解变压器的作用，介绍变压器的原理，解释变压器如何实现电压的升降。
3. 讲解变压器的构造和分类：讲解变压器的构造，包括铁芯、线圈等部分，介绍变压器的分类，如交流变压器、直流变压器等。
4. 讲解电能的输送过程：讲解电能是如何从发电厂输送到用户的，包括输电线路、变电站等环节。
5. 讲解电能输送中的损耗：介绍电能在输送过程中的损耗，如电阻损耗、感抗损耗等，分析损耗的原因。
6. 讲解提高电能输送效率的方法：介绍提高电能输送效率的方法，如增大输电线路的截面积、采用高效变压器等。
7. 小组讨论：让学生分组讨论电能输送中的损耗和提高输送效率的途径，分享讨论成果。
8. 总结与布置作业：总结本节课的主要内容，布置相关作业，巩固所学知识。
六、教学评估：1. 课堂问答：通过提问的方式，检查学生对变压器作用和原理的理解程度。
2. 小组讨论：评估学生在小组讨论中的表现，了解他们对电能输送过程和损耗的认识。
第2单元变压器、电能的传输（0603）一、理想变压器1．构造：如图所示。
理想变压器由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成。
2．原理线圈的互感现象。
3．基本关系 (1)电压关系：U 1U 2＝n 1n 2(2)功率关系：P 入＝P 出(3)电流关系：①只有一个副线圈时：I 1I 2＝n 2n 1②有多个副线圈时：U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…＋U n I n 4．几种常用的变压器(1)自耦变压器——也叫 变压器。
(2)互感器：①电压互感器，用来把高电压变成 。
②电流互感器，用来把大电流变成 。
二、电能的输送1．输电过程(如图所示)2．电压损失 (1)ΔU ＝U －U ′ (2)ΔU ＝IR 3．功率损失 (1)ΔP ＝P －P ′ (2)ΔP ＝I 2R ＝(PU)2R4．输送电流(1)I ＝PU (2)I ＝U －U ′R三、变压器的工作原理及基本关系1.基本关系(1)无漏磁，故原、副线圈中的Φ、ΔΦΔt 相同。
(2)线圈无电阻，因此无电压降，U ＝E ＝n ΔΦΔt。
(3)根据U n ＝ΔΦΔt 得，套在同一铁芯上的线圈，无论是原线圈，还是副线圈，该比例都成立，则有U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3＝… (4)无电能损失，因此P 入＝P 出，无论副线圈一个还是多个，总有U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…将电压关系代入可得n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋…2．基本关系式中物理量之间的决定关系(1)电压决定关系：输入电压U 1决定输出电压U 2，这是因为输出电压U 2＝n 2n 1U 1，当U 1不变时，不论负载电阻R 变化与否，U 2不会改变。
(2)电流决定关系：输出电流I 2决定输入电流I 1。
(3)功率决定关系：输出功率P 2决定输入功率P 1，也可简记为“用决定供”。
四、变压器的动态分析1.匝数比不变的情况(如图所示)(1)U 1不变，根据U 1U 2＝n 1n 2，输入电压U 1决定输出电压U 2，不论负载电阻R 如何变化，U 2也不变。
第二单元变压器、电能的输送编：陈汉富审：周茂法使用时间：2011.1.4 一、变压器原理1．构造和原理(1)主要构造：由、和组成．(2)工作原理：电磁感应的现象．2．理想变压器的基本关系式(1)电压关系：若n1＞n2，为变压器；若n1＜n2，为变压器．(2)电流关系：只适用于只有一个副线圈的情况．3．互感器(1)电压互感器：用来把电压变成电压．(2)电流互感器：用来把电流变成电流．二、电能的输送1．根据P损＝I2R线，减少输电电能损失有两种方法．(1)减小输电线的电阻：由R＝可知，要减小输电线的电阻R线，在输电距离不变情况下，可采用减小材料的、增大导线的等方法，但是不实际，不容易实现．(2)减小输电导线中的电流：在输电功率一定的情况下，根据P＝UI，要减小电流，必须提高．2．远距离输电的功率损失输送功率一定时，线路电流I＝，输电线上损失功率P损＝I2R线＝，可知P损∝考点一：理想变压器及其原、副线圈基本量关系例一：如图10－2－2所示的电路中，变压器初级线圈匝数n1＝1000匝，次级线圈有两个，匝数分别为n2＝500匝，n3＝200匝，分别接一个R＝55 Ω的电阻，在初级线圈上接入U1＝220 V的交变电流．求：(1)两次级线圈输出电功率之比；(2)初级线圈中的电流．考点二：理想变压器的动态分析1.理想变压器的几个因果关系当理想变压器的匝数比不变时，如图10－2－3所示，各量相互关系如下：(1)输入电压U1决定输出电压U2.这是因为输出电压U2＝，当U1不变时，不论负载电阻R变化与否，U2不会改变．(2)输出电流I2决定输入电流I1.在输入电压一定的情况下，输出电压U2也被完全确定，当负载电阻R增大时，I2减小，则I1相应减小；当负载电阻R减小时，I2增大，则I1相应增大．(3)输出功率P2决定输入功率P1.理想变压器的输入功率与输出功率相等，即P1＝P2，在输入电压U1一定的情况下，当负载电阻R增大时，I2减小，则变压器的输出功率P2＝I2U2减小，输入功率P1也将相应减小；当负载电阻R减小时，I2增大，变压器的输出功率P2＝I2U2增大，则输入功率P1也将增大．例二：如图所示，理想变压器输入端PQ接稳定的交流电源，通过单刀双掷开关S可改变变压器原线圈匝数(图中电压表及电流表皆为理想电表)，则下列说法中正确的是（）A．当滑片c向b端移动时，变压器输入功率变大B．当滑片c向a端移动时，电流表A1的示数将减小，电压表V的示数不变C．当滑片c向b端移动时，电流表A2的示数将变大，电压表V的示数也变大D．滑片c不动，将开关S由1掷向2时，三个电表A1、A2、V的示数都变大1．如图10－2－5所示，T为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当电键S闭合时( )。
第2讲变压器电能的输送知识点理想变压器Ⅱ1．构造：如图所示。
变压器主要由错误!闭合铁芯和错误!绕在铁芯上的两个线圈组成.(1)原线圈：指与交流电源连接的线圈,03初级线圈。
（2）副线圈：指与负载连接的线圈，也叫错误!次级线圈。
205互感现象。
3．理想变压器的基本关系式(1)功率关系：P入＝P出。
(2)电压关系:错误!＝错误!,若n1>n2，为错误!降压变压器；若n1〈n2，为错误!升压变压器。
（3)电流关系：只有一个副线圈时，I1I2＝错误!错误!；有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋U n I n. 4．几种常用的变压器(1）自耦变压器（也叫调压变压器）。
(2)互感器①电压互感器:可以把错误!高电压降为错误!低电压；②电流互感器：可以把错误!强电流降为错误!弱电流.知识点远距离输电Ⅰ1．减少输电电能损失的两种方法减少输电电能损失的理论依据：P损＝I2R。
(1）减小输电线的电阻:根据电阻定律R＝ρlS,要减小输电线的电阻R，在保证输电距离情况下，可采用减小材料的错误!电阻率、增大导线的错误!横截面积等方法。
（2）减小输电导线中的电流:在输电功率一定的情况下,根据P＝UI，要减小电流，必须提高错误!输电电压。
2．远距离高压输电的分析（1）输电过程(如图所示）(2)输送电流①I＝PU＝错误!.②I＝错误!。
(3）电压损失①ΔU＝U－U′。
②ΔU＝错误!IR。
(4）功率损失①ΔP＝P－P′.②ΔP＝错误!I2R＝错误!错误!2R＝错误!。
一堵点疏通1．变压器不但可以改变交流电压，也可以改变稳恒直流电压。
（）2．理想变压器的基本关系式中，电压和电流均为有效值。
（)3．高压输电的目的是增大输电的电流。
（)4．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输送过程中损失的功率越小。
（)5．变压器原线圈中的电流由副线圈中的电流决定。
() 6．变压器副线圈中的电压由原线圈中的电压决定。
（）答案 1.×2。
变压器 电能的输送知识点一、 理想变压器 1．构造(如图10－2－1所示)变压器由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成． 2．基本关系(1)电压关系：U1U2＝n1n2.(2)功率关系：P 入＝P 出．(3)电流关系：①只有一个副线圈时：I1I2＝n2n1.②有多个副线圈时，U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…＋U n I n . 知识点二、 远距离输电 1．输电过程(如图10－2－2所示)图10－2－22．电压损失(1)ΔU ＝U －U ′ (2)ΔU ＝IR 3．功率损失(1)ΔP ＝P －P ′ (2)ΔP ＝I 2R ＝(PU )2R4．减少输电线上电能损失的方法(1)减小输电线的电阻R 线：由R 线＝ρLS 知，可采用加大导线的横截面积、采用电阻率小的材料做导线．(2)减小输电导线中的电流：在输电功率一定的情况下，根据P ＝UI ，要减小电流，必须提高输电电压．1．在变电站里，经常要用交流电表监测电网上的强电流．所用的器材叫电流互感器，如下图所示中，能正确反映其工作原理的是( )【解析】 电流互感器的工作目的是把大电流变为小电流，因此原线圈的匝数少、副线圈的匝数多，监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中．【答案】 A 2.(2012·新课标全国高考)自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的电路如图10－2－3所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1 900匝；原线圈为1100匝，接在有效值为220 V 的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R 上的功率为2.0kW.设此时原线圈中电流有效值为I 1，负载两端电压的有效值为U 2，且变压器是理想的，则U 2和I 1分别约为( )A ．380 V 和5.3 AB ．380 V 和9.1 AC ．240 V 和5.3 AD ．240 V 和9.1 A【解析】 根据理想变压器电压比关系U1U2＝n1n2，代入数据解得副线圈两端的电压有效值U 2＝380 V ，因理想变压器原、副线圈输入和输出的功率相等，即P 入＝P 出＝U 1I 1，解得I 1＝2×103220 A≈9.1 A ，选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．【答案】 B3．图10－2－4是远距离输电的示意图，下列说法正确的是( ) A ．a 是升压变压器，b 是降压变压器 B ．a 是降压变压器，b 是升压变压器 C ．a 的输出电压等于b 的输入电压 D ．a 的输出电压等于输电线上损失的电压【解析】 远距离输电先升压，再降压，选项A 正确而B 错误；由于电线有电压损失，故a 的输出电压等于b 的输入电压与损失的电压之和，选项C 、D 均错．【答案】 A4．如图10－2－5所示，一理想变压器的原副线圈匝数比为5∶1，正弦交流电源的内阻不计，电阻R1＝R2＝4 Ω，R2消耗的功率为P2＝100 W，则( ) A．R1消耗的功率为100 WB．R1、R2中的电流之比为1∶5C．原线圈两端电压的最大值为100 VD．交流电源的输出功率等于100 W【解析】由变压器的功率关系和R1、R2中的电流之比为1∶5，R2中电流为1 A，消耗的功率为4 W，选项B正确，A错误；副线圈的输出电压为20 V，原线圈两端电压的有效值为100 V，最大值为141 V，交流电源的输出功率等于两电阻消耗功率之和，为104 W，选项C、D 错误．【答案】 B理想变压器基本关系的应用1.关于理想变压器的四点说明(1)变压器不能改变直流电压．(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率．(3)理想变压器本身不消耗能量．(4)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值．2．理想变压器的三个制约关系(1)输入电压U1决定输出电压U2.(2)输出电流I2决定输入电流I1.(3)输出功率P2决定输入功率P1.例题1. 如图10－2－6所示，一理想变压器原线圈的匝数n1＝1100匝，副线圈的匝数n2＝220匝，交流电源的电压u＝2202sin (100πt) V，R为负载电阻，电压表、电流表均为理想电表，则下列说法中正确的是( )A．交流电的频率为100 HzB．电压表的示数为44 VC．电流表A1的示数大于电流表A2的示数D．变压器的输入功率大于输出功率【解析】由交流电源的电压u＝2202sin (100πt) V，可得交流电的频率为50 Hz，选项A错误．变压器输入电压为220 V，由变压公式知变压器输出电压为44 V，电压表的示数为44 V，选项B正确．根据变压器电流关系知，电流表A1的示数小于电流表A2的示数，选项C错误．根据理想变压器功率关系知，变压器的输入功率等于输出功率，选项D错误．【答案】 B【迁移应用】1．(多选)如图10－2－7，理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1，原线圈接入一电压为u＝U0s in ωt的交流电源，副线圈接一个R＝27.5 Ω的负载电阻．若U0＝2202V, ω＝100πrad/s，则下述结论正确的是( )A ．副线圈中电压表的读数为55 VB ．副线圈中输出交流电的周期为1100 π sC ．原线圈中电流表的读数为0.5 AD ．原线圈中的输入功率为110 2 W【解析】 副线圈中电压表读数为副线圈电压的有效值U 2＝n2U02n1＝55 V ，A 对．副线圈中交流电的周期等于原线圈中交流电源电压的周期T ＝2πω＝150 s ，B 错．原线圈中的电流I 1＝I2n2n1＝U2n2Rn1＝0.5 A ，C对．原线圈中的输入功率P ＝U0I12＝110 W ，D 错．【答案】 AC 变压器的动态分析问题含有变压器的动态电路分析，一是要符合变压器的基本规律(电压、电流、功率关系)；二是要遵循欧姆定律．首先确定是哪些量在变，哪些量不变，然后根据相应的规律判定，具体问题具体分析．例题2. (多选)如图10－2－8所示，变压器初级线圈接电压一定的交流电，在下列措施中，能使原线圈所接电流表示数变小的是( )A ．只将S 1从2拨向1B ．只将S 2从4拨向3C ．只将S 3从闭合改为断开D ．只将滑动变阻器R 3的滑动触头下移【解析】 只将开关S 1从2拨向1时，原线圈的匝数变少，根据电压与匝数成正比，副线圈上的电压增大，则副线圈上的电流增大，所以原线圈上的电流也增大，故A 错误；只将S 2从4拨向3时，副线圈的匝数减少，则副线圈上的电压减小，电流减小，所以原线圈的电流也减小，故B 正确；只将S 3从闭合改为断开时，副线圈上的电阻增大，电流减小，所以原线圈的电流也减小，故C 正确；只将滑动变阻器R 3滑动触头下移时，副线圈的电阻减小，则电流增大，原线圈的电流也增大，故D 错误．【答案】 BC 【迁移应用】 2．(多选)(2013·广东省中山市期末)用电高峰期，电灯往往会变暗，其原理可简化为如下物理问题．如图10－2－9，理想变压器的副线圈上，通过输电线连接两只相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，原线圈输入有效值恒定的交流电压，当开关S闭合时，以下说法正确的是( )A．灯泡L1两端的电压减小B．电阻R两端的电压增大C．副线圈输出电压减小D．原线圈输入功率减小【解析】当开关S闭合时，输电线上电流增大，电阻R两端的电压增大，灯泡L1两端的电压减小，选项A、B正确．副线圈输出电压不变，原线圈输入功率增大，选项C、D错误．【答案】AB远距离输电问题1.输电线路的特点和组成为了减少远距离输电过程中的电能损失，一般采用高压输电的模式，先用升压变压器将电压升高，将电输送到用电区后，再用降压变压器将高电压变成用电器所需的电压值，如图10－2－10为输电过程的示意图．图10－2－102．输电过程的电压关系和功率关系(1)输电过程的电压关系(2)输电过程功率的关系例题3. 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 ＝4 Ω，全校22个教室，每个教室用“220 V 40 W ”的灯6盏，要求所有灯都正常发光，如图10－2－11所示，求：(1)发电机的输出功率多大？ (2)发电机的电动势多大？ (3)输电线上损耗的电功率多大？【解析】 (1)所有灯都正常工作的总功率为：22×6×40 W ＝5 280W. 用电器总电流为I 2′＝P2′U2′＝5 280220 A ＝24 A.输电线上的电流I 1′＝I R ＝I 2＝I2′4＝6 A.降压变压器上U 2＝4U 2′＝880 V . 输电线上的电压损失为U R ＝I R R ＝24 V .因此升压变压器的输出电压为U 1′＝U R ＋U 2＝904 V.输入电压为U 1＝U1′4＝226 V .输入电流为I 1＝4I 1′＝24 A.所以发电机的输出功率为P 出＝U 1I 1＝5 424 W. (2)发电机的电动势E ＝U 1＋I 1r ＝250 V . (3)输电线上损耗的电功率P R ＝I 2R R ＝144 W. 【答案】 (1)5 424W (2)250 V (3)144 W 【迁移应用】 3．(多选)某小型水电站的电能输送示意图如图10－2－12所示，发电机的输出电压为220V ，输电线总电阻为r ，升压变压器原副线圈匝数分别为n 1、n 2.降压变压器原副线圈匝数分别为n 3、n 4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V 的用电器正常工作，则( )图10－2－12A.n1n2＝n4n3B ．通过升压变压器原、副线圈电流的频率不同C ．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率D ．若n 2增大，则输电线上损失的电压减小【解析】 要使额定电压为220 V 的用电器正常工作，n1n2＜n4n3，选项A 错误；通过升压变压器原、副线圈电流的频率相同，选项B 错误；由于输电线发热损失，升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率，选项C 正确．若n 2增大，则输电线上电流减小，损失的电压减小，选项D 正确．【答案】 CD失分点：交变电流和变压器综合 分析不准确 例题 (2011·福建高考)图10－2－13甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n 1∶n 2＝5∶1，电阻R ＝20Ω，L 1、L 2为规格相同的两只小灯泡，S 1为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电源，输入电压u 随时间t 的变化关系如图乙所示．现将S 1接1、S 2闭合，此时L 2正常发光．下列说法正确的是( )A ．输入电压u 的表达式u ＝202sin(50πt ) VB ．只断开S 2后，L 1、L 2均正常发光C ．只断开S 2后，原线圈的输入功率增大D ．若S 1换接到2后，R 消耗的电功率为0.8 W 【失误原因分析】(1)不能根据图象信息正确得到瞬时值表达式． (2)含变压器的交变电路的动态分析出现失误．【解析】 由图乙知周期为0.02 s ，因此输入电压的表达式为u ＝202sin(100πt ) V ，A 错；只断开S 2，L 1、L 2两端的电压小于额定电压，都不能正常发光，B 错；只断开S 2，负载电阻变大，功率变小，C 错；S 1换接到2后，据P ＝U2出R 和U 入U 出＝n1n2得R 消耗的功率为0.8 W ，故选D.【答案】 D 【即学即用】 (2012·福建高考)如图10－2－14所示，理想变压器原线圈输入电压u ＝U m sinωt ，副线圈电路中R 0为定值电阻，R 是滑动变阻器．○V 1 和○V 2 是理想交流电压表，示数分别用U 1和U 2表示；○A 1和○A 2是理想交流电流表，示数分别用I 1和I 2表示．下列说法正确的是( )A ．I 1和I 2表示电流的瞬时值B ．U 1和U 2表示电压的最大值C ．滑片P 向下滑动过程中，U 2不变、I 1变大D ．滑片P 向下滑动过程中，U 2变小、I 1变小【解析】 交流电表的示数为有效值，故A 、B 两项均错误；P 向下滑动过程中，R 变小，由于交流电源、原副线圈匝数不变，U 1、U 2均不变，所以I 2＝U2R0＋R变大，由I1I2＝n2n1，得I 1＝n2n1I 2变大，故C 项正确，D 项错误．【答案】 C。
