高中物理 第五章 交变电流 第5节 电能的输送课件2高二选修32物理课件
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解析：选 C 输电导线上损失的功率 P 损＝I2R＝ΔRU2，ΔU 指输电线上损失的电压，而不是输电电压，故 C 正确．
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第二十四页，共四十四页。
2．远距离输电，输电功率一定，当输电电压为 U0 时，输 电线上的电流为 I0，损失的电功率为 P0.则当输电电压提高为 2U0 时 ( )
[解析] 输电线上功率损耗 ΔP＝I2R＝ΔRU2＝I·ΔU，而 ΔU
＝U1－U2，故 B、C、D 正确． [答案] BCD
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第二十页，共四十四页。
【例 2】 (多选)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( )
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第九页，共四十四页。
2．中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电
价过高，农民负担过重，其客观原因是电网陈旧老化．近来，
农村进行电网改造，为减少远距离输电的损耗而降低电费价格
可采取的措施有( )
A．提高输送功率
B．增大输送电流
C．提高输电电压
D．减小输电导线的横截面积
解析：选 C 电费高低与线路损耗有关，损耗越大，电费
第五章 交变电流
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第一页，共四十四页。
第5节 电能 的输送 (diànnéng)
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第二页，共四十四页。
学习目标
1．知道电能输送的基本要求及电网供电的优点． 2．知道远距离输电时输电线的损失与哪些因素有关，理解 高压输电的道理． 3．知道远距离输电线路的基本构成，会对简单的远距离输 电线路进行定量计算．
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第十二页，共四十四页。
4．由欧姆定律 I＝UR可知，导体两端加的电压越大，导体 中流过的电流越大，可在高压输电过程中，却有“提高电压， 降低电流”的结论，这二者间是不是有矛盾？
提示：不矛盾．欧姆定律是对纯电阻耗能元件而成立的定 律，而“提高电压，降低电流”是从输送角度，由 P＝IU，且 在 P 一定的条件下得出的结论，两者没有联系．
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第五页，共四十四页。
3．降低输电损耗的两个途径 (1)减小输电线的 4 电阻 ：在输电距离一定的情况下，为了 减小 5 电阻 ，应当选用 6 电阻率小 的金属材料，还要尽可能增 加导线的 7 横截面积 ． (2)减小输电导线中的 8 电流 ：为了减小输电 9 电流 ，同时 又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电 10 电压 ．
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第十六页，共四十四页。
(2)减少输电线路电压损失的两种方法 ①减小输电线路电阻：由 R＝ρLS可知，距离一定时，使用 电阻率小的材料，增大导线横截面积可减小电阻． ②减小输电电流：由 I＝UP可知，当输送功率一定时，升高 电压可以减小电流．
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第十九页，共四十四页。
|例题展示|
【例 1】 (多选)发电厂发电机的输出电压为 U1，发电厂至用
户的输电导线的总电阻为 R，通过输电导线的电流为 I，输电线末
端的电压为 U2，下面选项表示输电导线上损耗的功率的是( )
A．UR12
B．U1－R U22
C．I2R
D．I(U1－U2)
第三十页，共四十四页。
2．两个联系 (1)线圈 1(匝数为 n1)和线圈 2(匝数为 n2)中各个量间的 关系是：UU12＝nn12，I1n1＝I2n2，P1＝P2. (2)线圈 3(匝数为 n3)和线圈 4(匝数为 n4)中各个量间的 关系是：UU34＝nn34，I3n3＝I4n4，P3＝P4.
[答案] AB
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第二十二页，共四十四页。
[易 错 警 示] (1)输电电压是指加在高压输电线起始端的电压 U，损失电 压是指降落在输电线路上的电压 ΔU＝IR. (2)输送功率是指高压输电线起始端输出的功率，损失功率 是输电线上消耗的功率． (3)无论从减少输电线路上的功率损失，还是减少电压损失 来看，都要求提高输电电压，以减小输电电流．
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第二十九页，共四十四页。
(4)输电电流：I 线＝UP22＝UP33＝UR线线＝U2R－线U3. (5)输电导线上损耗的电功率 P 损＝P2－P3＝I 线 2R 线＝UR线线2＝U 线 I 线． (6)输电导线上的电压损失 U 线＝I 线 R 线＝U2－U3.
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越高．减少损耗的途径：一、减小输电导线中的电流，即提高
输电电压；二、减小输电线的电阻，即增大导线的横截面积，
故 C 正确．
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第十页，共四十四页。
3．500 千伏超高压输电是我国目前正在实施的一项重
大工程．若输送功率为 3 200 万千瓦，原来采用 200 千伏
输电，由于输电线有电阻而损失的电功率为 P，则采用 500
A．输电线上输送的电流大小为 6.0×103 A B．输电线上由电阻造成的电压损失为 15 kV C．若改用 5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为 9×108 kW D．输电线上损失的功率为 ΔP＝Ur2，U 为输电电压，r 为输电线 的电阻
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第二十一页，共四十四页。
[解析] 输电线上输送的电流为 I＝UP＝35× ×110095 A＝6 000 A， 选项 A 正确；输电线上由电阻造成的电压损失为 U 损＝Ir＝6 000× 2.5 V＝1.5×104 V，选项 B 正确；输电线上损失的功率不可能大于 输送的总功率为 3×106 kW，选项 C 错误；输电线上损失的功率 为 ΔP＝Ur2中，U 应当为输电线上损失的电压，选项 D 错误．
千伏超高压输电后，在输电线上损失的电功率为(设输电线
的电阻未变)( )
A．0.4P
B．0.16P
C．2.5P
D．6.25P
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解析：选 B 根据 P 损＝PU送2r 可知，当输电电压由 200 kV 升高到 500 kV 时，其线路损耗由 P 减小到 0.16P，故 B 正确， A、C、D 错误．
3．电网送电的优点 (1)降低一次能源的运输成本，获得最大经济效益． (2)减少 14 断电 的风险，调剂不同地区电力供需的平衡， 保障供电的 15 质量 ． (3)合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高．
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|基础小题·做一做|
1．正误判断 (1)输电线上电功率的损失，与输电线的电阻成正比，与输电电 流的平方成正比．(√ ) (2)减小输电损失可通过减小输电线的电阻和降低输电电流来实 现．(√ ) (3)由 P＝Ur2可知，输电电压越小，输电线上的损失就越小．( × ) (4)现在世界各国普遍采用一个电厂与一批用户“一对一”的供 电方式．( × ) (5)采用电网送电可以降低一次能源的运输成本，获得最大的经 济效益．(√ )
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课前自主导(zhǔdǎo)学
填一填、做一做、记一记(yī jì)
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|基础知识·填一填|
一、降低输电损耗的两个途径 1．输送电能的基本要求 (1)可靠：保证供电线路可靠地工作，少有故障． (2)保质：保证电能的质量—— 1 电压 和 2 频率 稳定． (3)经济：输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少． 2．输电线上的功率损失：ΔP＝ 3 I2R 线 ，I 为输电电流， R 线为输电线的电阻．
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★要点二 远距离输电 |要点梳理|
1．远距离输电的几个基本关系式
(1)功率关系：P1＝P2，P2＝P 损＋P3，P3＝P4. (2)电压关系：UU12＝nn12，U2＝U 线＋U3，UU34＝nn34. (3)电流关系：II12＝nn21，I2＝I 线＝I3，II43＝nn43.
2．输电线上的电功率损失 (1)电功率损失 ①原因：任何输电导线都有电阻，因此当电流通过输电导 线向远方输送时，输电线因有电阻而发热． ②功率损失的计算：ΔP＝I2R，I 为输电线路上的电流，R 为线路电阻．
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第十八页，共四十四页。
(2)减少功率损失的方法 ①减小输电线的电阻 R；根据 R＝ρLS，减小电阻率 ρ，目前 一般用电阻率较小的铜或铝作为导线材料；增大导线的横截面积 S，这要多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来 很大的困难． ②减小输电电流 I：根据 I＝UP，在输送功率 P 一定，输电 线电阻 R 一定的条件下，输电电压提高到原来的 n 倍，根据 P 损＝UP2R 知，输电线上的功率损耗将降为原来的n12.12/13 Nhomakorabea2021
第二十六页，共四十四页。
3．随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩大， 节能变得越来越重要．某发电厂采用升压变压器向某一特定用户
供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为 U1，输 电导线总电阻为 R，在某一时段用户需求的电功率为 P0，用户 的用电器正常工作的电压为 U2.在满足用户正常用电的情况下， 下列说法正确的是( )
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第六页，共四十四页。
二、电网供电 1．远距离输电基本原理：远距离输电的基本电路如图所示． 在发电站内用 11 升压 变压器 12 升压 ，然后进行远距离输 电，在用电区域通过 13 降压 变压器降压降到所需的电压．
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第七页，共四十四页。
2．电网：通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大 用户连接起来，形成的全国性或地区性的输电网络．
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第二十三页，共四十四页。
|对点训练| 1．关于电能输送的以下分析，正确的是( ) A．由公式 P＝UR2知，输电电压越高，输电线上功率损失越少 B．由公式 P＝UR2知，输电导线电阻越大，输电线上功率损失越少 C．由公式 P＝I2R 知，输电电流越大，输电线上功率损失越大 D．由公式 P＝UI 知，输电导线上的功率损失与电流成正比
A．由 I＝UR得，输电线上的电流变为 2I0 B．由 I＝UP得，输电线上的电流变为I20 C．由 P＝UR2得，输电线上损失的电功率为 4P0 D．由 P＝IU 得，输电线上损失的电功率为 2P0
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第二十五页，共四十四页。
解析：选 B 设输电线的电阻为 R，当输电线上的电流为 I0 时，损失的电功率为 P0＝I02R.当输电电压提高为 2U0 时，由 I＝UP可知输电线上的电流变为I20，输电线上损失的电功率为 P 损＝I202R＝P40，故选项 B 正确．
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第三十一页，共四十四页。
|例题展示| 【例 3】 风力发电作为新型环保能源，近几年来得到了快速 发展，已知某风车阵中发电机输出功率为 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．
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第十三页，共四十四页。
|核心知识·记一记|
1．输送电能的基本要求是可靠、保质、经济． 2．根据 P 损＝I2r 可知，减小输电线上的功率损失有两个途 径：一是减小输电线的电阻，二是减小输电电流． 3．在输送功率一定时，提高输送电压，可以减小输电电流．
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第十四页，共四十四页。
A．输电线上损耗的功率为UP0222R B．输电线上损耗的功率为UP0122R C．若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电 D．采用更高的电压输电会降低输电效率
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第二十七页，共四十四页。
解析：选 C 发电厂输出电压为 U1，升压变压器的匝数比 未知，无法计算输送电压和输电线上损耗的功率，A、B 选项错 误；根据 P 损＝I 送 2R＝UP送送2R 可知，要减少输电线上损耗的功 率可以采用更高的电压输电，C 选项正确；输电效率为 η＝ P送P－送P损＝P送－PUP送送送2R＝1－PU送送R2 ，在输送功率一定的情况下，采 用高压输电，输电效率提高，D 选项错误．
课堂(kètáng)互动探究
析要点(yàodiǎn)、研典例、重应用
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第十五页，共四十四页。
★要点一 输电线上的电压和功率损失 |要点梳理|
1．输电线上的电压损失 (1)电压损失：输电导线有电阻，电流通过输电导线时，会 在线路上产生电势降落，致使输电线路末端的电压比起始端电 压要低，这就是输电线上的电压损失．
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第二十四页，共四十四页。
2．远距离输电，输电功率一定，当输电电压为 U0 时，输 电线上的电流为 I0，损失的电功率为 P0.则当输电电压提高为 2U0 时 ( )
[解析] 输电线上功率损耗 ΔP＝I2R＝ΔRU2＝I·ΔU，而 ΔU
＝U1－U2，故 B、C、D 正确． [答案] BCD
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【例 2】 (多选)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( )
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2．中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电
价过高，农民负担过重，其客观原因是电网陈旧老化．近来，
农村进行电网改造，为减少远距离输电的损耗而降低电费价格
可采取的措施有( )
A．提高输送功率
B．增大输送电流
C．提高输电电压
D．减小输电导线的横截面积
解析：选 C 电费高低与线路损耗有关，损耗越大，电费
第五章 交变电流
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第5节 电能 的输送 (diànnéng)
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学习目标
1．知道电能输送的基本要求及电网供电的优点． 2．知道远距离输电时输电线的损失与哪些因素有关，理解 高压输电的道理． 3．知道远距离输电线路的基本构成，会对简单的远距离输 电线路进行定量计算．
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第十二页，共四十四页。
4．由欧姆定律 I＝UR可知，导体两端加的电压越大，导体 中流过的电流越大，可在高压输电过程中，却有“提高电压， 降低电流”的结论，这二者间是不是有矛盾？
提示：不矛盾．欧姆定律是对纯电阻耗能元件而成立的定 律，而“提高电压，降低电流”是从输送角度，由 P＝IU，且 在 P 一定的条件下得出的结论，两者没有联系．
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3．降低输电损耗的两个途径 (1)减小输电线的 4 电阻 ：在输电距离一定的情况下，为了 减小 5 电阻 ，应当选用 6 电阻率小 的金属材料，还要尽可能增 加导线的 7 横截面积 ． (2)减小输电导线中的 8 电流 ：为了减小输电 9 电流 ，同时 又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电 10 电压 ．
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第十六页，共四十四页。
(2)减少输电线路电压损失的两种方法 ①减小输电线路电阻：由 R＝ρLS可知，距离一定时，使用 电阻率小的材料，增大导线横截面积可减小电阻． ②减小输电电流：由 I＝UP可知，当输送功率一定时，升高 电压可以减小电流．
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|例题展示|
【例 1】 (多选)发电厂发电机的输出电压为 U1，发电厂至用
户的输电导线的总电阻为 R，通过输电导线的电流为 I，输电线末
端的电压为 U2，下面选项表示输电导线上损耗的功率的是( )
A．UR12
B．U1－R U22
C．I2R
D．I(U1－U2)
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2．两个联系 (1)线圈 1(匝数为 n1)和线圈 2(匝数为 n2)中各个量间的 关系是：UU12＝nn12，I1n1＝I2n2，P1＝P2. (2)线圈 3(匝数为 n3)和线圈 4(匝数为 n4)中各个量间的 关系是：UU34＝nn34，I3n3＝I4n4，P3＝P4.
[答案] AB
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[易 错 警 示] (1)输电电压是指加在高压输电线起始端的电压 U，损失电 压是指降落在输电线路上的电压 ΔU＝IR. (2)输送功率是指高压输电线起始端输出的功率，损失功率 是输电线上消耗的功率． (3)无论从减少输电线路上的功率损失，还是减少电压损失 来看，都要求提高输电电压，以减小输电电流．
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(4)输电电流：I 线＝UP22＝UP33＝UR线线＝U2R－线U3. (5)输电导线上损耗的电功率 P 损＝P2－P3＝I 线 2R 线＝UR线线2＝U 线 I 线． (6)输电导线上的电压损失 U 线＝I 线 R 线＝U2－U3.
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越高．减少损耗的途径：一、减小输电导线中的电流，即提高
输电电压；二、减小输电线的电阻，即增大导线的横截面积，
故 C 正确．
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3．500 千伏超高压输电是我国目前正在实施的一项重
大工程．若输送功率为 3 200 万千瓦，原来采用 200 千伏
输电，由于输电线有电阻而损失的电功率为 P，则采用 500
A．输电线上输送的电流大小为 6.0×103 A B．输电线上由电阻造成的电压损失为 15 kV C．若改用 5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为 9×108 kW D．输电线上损失的功率为 ΔP＝Ur2，U 为输电电压，r 为输电线 的电阻
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[解析] 输电线上输送的电流为 I＝UP＝35× ×110095 A＝6 000 A， 选项 A 正确；输电线上由电阻造成的电压损失为 U 损＝Ir＝6 000× 2.5 V＝1.5×104 V，选项 B 正确；输电线上损失的功率不可能大于 输送的总功率为 3×106 kW，选项 C 错误；输电线上损失的功率 为 ΔP＝Ur2中，U 应当为输电线上损失的电压，选项 D 错误．
千伏超高压输电后，在输电线上损失的电功率为(设输电线
的电阻未变)( )
A．0.4P
B．0.16P
C．2.5P
D．6.25P
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解析：选 B 根据 P 损＝PU送2r 可知，当输电电压由 200 kV 升高到 500 kV 时，其线路损耗由 P 减小到 0.16P，故 B 正确， A、C、D 错误．
3．电网送电的优点 (1)降低一次能源的运输成本，获得最大经济效益． (2)减少 14 断电 的风险，调剂不同地区电力供需的平衡， 保障供电的 15 质量 ． (3)合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高．
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|基础小题·做一做|
1．正误判断 (1)输电线上电功率的损失，与输电线的电阻成正比，与输电电 流的平方成正比．(√ ) (2)减小输电损失可通过减小输电线的电阻和降低输电电流来实 现．(√ ) (3)由 P＝Ur2可知，输电电压越小，输电线上的损失就越小．( × ) (4)现在世界各国普遍采用一个电厂与一批用户“一对一”的供 电方式．( × ) (5)采用电网送电可以降低一次能源的运输成本，获得最大的经 济效益．(√ )
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课前自主导(zhǔdǎo)学
填一填、做一做、记一记(yī jì)
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|基础知识·填一填|
一、降低输电损耗的两个途径 1．输送电能的基本要求 (1)可靠：保证供电线路可靠地工作，少有故障． (2)保质：保证电能的质量—— 1 电压 和 2 频率 稳定． (3)经济：输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少． 2．输电线上的功率损失：ΔP＝ 3 I2R 线 ，I 为输电电流， R 线为输电线的电阻．
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★要点二 远距离输电 |要点梳理|
1．远距离输电的几个基本关系式
(1)功率关系：P1＝P2，P2＝P 损＋P3，P3＝P4. (2)电压关系：UU12＝nn12，U2＝U 线＋U3，UU34＝nn34. (3)电流关系：II12＝nn21，I2＝I 线＝I3，II43＝nn43.
2．输电线上的电功率损失 (1)电功率损失 ①原因：任何输电导线都有电阻，因此当电流通过输电导 线向远方输送时，输电线因有电阻而发热． ②功率损失的计算：ΔP＝I2R，I 为输电线路上的电流，R 为线路电阻．
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(2)减少功率损失的方法 ①减小输电线的电阻 R；根据 R＝ρLS，减小电阻率 ρ，目前 一般用电阻率较小的铜或铝作为导线材料；增大导线的横截面积 S，这要多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来 很大的困难． ②减小输电电流 I：根据 I＝UP，在输送功率 P 一定，输电 线电阻 R 一定的条件下，输电电压提高到原来的 n 倍，根据 P 损＝UP2R 知，输电线上的功率损耗将降为原来的n12.12/13 Nhomakorabea2021
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3．随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩大， 节能变得越来越重要．某发电厂采用升压变压器向某一特定用户
供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为 U1，输 电导线总电阻为 R，在某一时段用户需求的电功率为 P0，用户 的用电器正常工作的电压为 U2.在满足用户正常用电的情况下， 下列说法正确的是( )
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二、电网供电 1．远距离输电基本原理：远距离输电的基本电路如图所示． 在发电站内用 11 升压 变压器 12 升压 ，然后进行远距离输 电，在用电区域通过 13 降压 变压器降压降到所需的电压．
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2．电网：通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大 用户连接起来，形成的全国性或地区性的输电网络．
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|对点训练| 1．关于电能输送的以下分析，正确的是( ) A．由公式 P＝UR2知，输电电压越高，输电线上功率损失越少 B．由公式 P＝UR2知，输电导线电阻越大，输电线上功率损失越少 C．由公式 P＝I2R 知，输电电流越大，输电线上功率损失越大 D．由公式 P＝UI 知，输电导线上的功率损失与电流成正比
A．由 I＝UR得，输电线上的电流变为 2I0 B．由 I＝UP得，输电线上的电流变为I20 C．由 P＝UR2得，输电线上损失的电功率为 4P0 D．由 P＝IU 得，输电线上损失的电功率为 2P0
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解析：选 B 设输电线的电阻为 R，当输电线上的电流为 I0 时，损失的电功率为 P0＝I02R.当输电电压提高为 2U0 时，由 I＝UP可知输电线上的电流变为I20，输电线上损失的电功率为 P 损＝I202R＝P40，故选项 B 正确．
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|例题展示| 【例 3】 风力发电作为新型环保能源，近几年来得到了快速 发展，已知某风车阵中发电机输出功率为 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．
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|核心知识·记一记|
1．输送电能的基本要求是可靠、保质、经济． 2．根据 P 损＝I2r 可知，减小输电线上的功率损失有两个途 径：一是减小输电线的电阻，二是减小输电电流． 3．在输送功率一定时，提高输送电压，可以减小输电电流．
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A．输电线上损耗的功率为UP0222R B．输电线上损耗的功率为UP0122R C．若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电 D．采用更高的电压输电会降低输电效率
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解析：选 C 发电厂输出电压为 U1，升压变压器的匝数比 未知，无法计算输送电压和输电线上损耗的功率，A、B 选项错 误；根据 P 损＝I 送 2R＝UP送送2R 可知，要减少输电线上损耗的功 率可以采用更高的电压输电，C 选项正确；输电效率为 η＝ P送P－送P损＝P送－PUP送送送2R＝1－PU送送R2 ，在输送功率一定的情况下，采 用高压输电，输电效率提高，D 选项错误．
课堂(kètáng)互动探究
析要点(yàodiǎn)、研典例、重应用
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★要点一 输电线上的电压和功率损失 |要点梳理|
1．输电线上的电压损失 (1)电压损失：输电导线有电阻，电流通过输电导线时，会 在线路上产生电势降落，致使输电线路末端的电压比起始端电 压要低，这就是输电线上的电压损失．