《2025年金版教程高中新课程创新导学案高中物理选择性必修第二册人教版》

[变式训练] 如果能够实现常温超导，用超导体代替常规导线输电将会节约大量的电能。如图所示的远距离输电示意图，若发电机的功率为100kW，输出电压为250V，用户电压为220V，理想升压变压器匝数比n₁∶n₂ = 1∶16，理想降压变压器匝数比n₃∶n₄ = 190∶11，若用超导体代替常规导线，可以节省的功率为(　　　)


A. 5kW　　　　　　
　B. 100kW
C. 2000kW　　　　　
　D. 7812.5W

答案： A [由于超导体的电阻为0,则用超导体代替常规导线,可以节省的功率等于用常规导线时输电线上损失的功率。使用常规导线时,由理想变压器电压与匝数的关系有$\frac{U_{1}}{U_{2}}=\frac{n_{1}}{n_{2}},\frac{U_{3}}{U_{4}}=\frac{n_{3}}{n_{4}}$,解得升压变压器的输出电压$U_{2}=4000V$,降压变压器的输入电压$U_{3}=3800V$,则输电线上损失的电压为$\Delta U = U_{2}-U_{3}=200V$,由理想变压器原、副线圈功率关系可知,升压变压器输出功率为100kW,则由公式$P = UI$可得,输电电流为$I=\frac{P}{U_{2}}=25A$,则输电线上损失的功率为$\Delta P = \Delta UI = 5000W = 5kW$,即用超导体代替常规导线,可以节省的功率为5kW,故选A。]

第三章 知识网络构建
交变电流
定义： 随时间做周期性变化的电流
产生
闭合线圈在匀强磁场中绕 匀速转动
特殊位置
线圈平面与中性面重合
磁通量
感应电动势为
电流改变方向
线圈平面与中性面垂直
磁通量为零
感应电动势
描述
瞬时值：e = ，i = ，u = （从线圈位于中性面开始计时）
感应电动势峰值：$E_{m}$ =
有效值：E = ，I = ，U =
周期：T
频率：f
T =
变压器
原理： 现象
实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
理想变压器基本规律
$\frac{U_{1}}{U_{2}}$ =
$I_{1}n_{1}$ = （只有一个副线圈时）
$P_{入}=P_{出}$
电能的输送
功率损失：$P_{损}$ =
电压损失：$U_{损}$ =

答案： @@方向(及大小)
@@垂直于磁场的轴
@@最大；零
@@最大
@@$E_{m}\sin\omega t$；$I_{m}\sin\omega t$；$U_{m}\sin\omega t$；$NBS\omega$；$\frac{E_{m}}{\sqrt{2}}$；$\frac{I_{m}}{\sqrt{2}}$；$\frac{U_{m}}{\sqrt{2}}$；$\frac{1}{f}$
@@互感
@@$\frac{n_{1}}{n_{2}}$；$I_{2}n_{2}$
@@$I^{2}R_{线}$；$IR_{线}$