高二物理学案 远距离输电

高二物理学案47
远距离输电
课前案
【学习目标】
1．知道“便于远距离输送”是电能的优点，知道输电过程。

2．知道降低输电损耗的两个途径。

3．明确高压输电的特点。

一、知识预习
1.电流流过输电导线时，电流的 会引起电功率的损失。

损失的电功率∆P =I 2R ，即在输电线上因发热而损耗的电功率与电阻成正比，与电流的二次方成正比。

所以为减小电能输送
中损失的电功率，可以通过减小 或 来实现。

2.导线有电阻，输电线上有电压损失，使得用电设备两端的电压比供电电压低，据ΔU =IR 可知，
减小输电线路上电压损失的主要办法有两种：一是 、二是 ，但是减小输电线路的电阻在实际输电过程中并不实用。

3.由P =UI ，在保证输送电功率不变的情况下，必须提高输送 ，才能减小 ，从
而减小输电线路上的能量损失。

即在远距离输电中，必须采用 输电。

二、有关远距离输电的几个要点：
1、原理：减小输电线的电压损失和功率损失，即要减小电流，又不减小输送功率，由IU P =知，只能提高输电电压。

2、损失：
①电压损失：因输电线的电阻而产生线线R I U =∆，32U U U -=∆，2U 是升压变压器的副线圈上的电压，3U 是降压变压器的原线圈电压。

②功率损失。

因输电线电阻产生线
线线R U R I P
22∆==∆ 3、三个关系：
（1）电压损失关系：32U U U -=∆理想变压器的电压损失是输电线上的电阻导致，
升压变压升压变压器 降压变压器 用户
R 线
器的输出电压和降压变压器的输入电压的差就是电压损失。

（2）功率损失关系：线线线R U R I P 22∆==∆，输电线上电阻发热导致功率损失，升压变压器
输出功率和降压变压器的输入功率的差即为功率损失。

（3）功率关系损入用P P P -=
课中案
例1． 远距离输送一定功率的交变电流，若输送电压升高为原来的n 倍，关于输电线上由电 阻造成的电压损失和功率损失的说法中，正确的是：（ ）
A ．输电线上的电功率损失是原来的1/n
B ．输电线上的电功率损失是原来的1/n2
C ．输电线上的电压损失是原来的1/n
D ．输电线上的电压损失是原来的1/n2
例2．某发电机输出功率是100kw ，输出电压是250V ，从发电机到用户间的输电线总电阻为 8 Ω，要使输电线上的功率损失为5%，而用户得到的电压正好为220V ，求：
升压变压器的输出电压和输送电线上的传输电流各为多少？
升压变压器和降压变压器原、副线圈匝数比各是多少？
课后案
1．远距离输送交变电流都采用高压输电。

我国西北电网正在建设750kV 线路。

采用高压输电的优点是（ ）
A.可节省输电线的铜材料
B.可根据需要调节交流电的频率
C.可减少输电线上的能量损耗
D.可加快输电的速度
2．发电厂发电机的输出电压为U 1，发电厂至学校的输电导线的总电阻为R ，通过导线的电流为I ，学校得到的电压为U 2，则输电导线上损耗的功率可表示为（ ） A.R U 21 B.R
U U 2
21)(- C.I 2R D.I （U 1-U 2）
3．在如下图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂 的输出电压和输电线的电阻均不变．随着发电厂输出功
率的增大，下列说法正确的有( )
A ．升压变压器的输出电压增大
B ．降压变压器的输出电压增大
C ．输电线上损耗的功率增大
D ．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大
4．在远距离输电时，如果把输电电流减小为原来的1/100，则相同时间内在线路上因发热而损
失的电能将是原来损失电能的（ ）
A ．100倍
B ．10000倍
C.1/100 倍
D.1/10000倍
5．当远距离高压输送一定电功率时，输电线上损耗功率与电路中（ ）
A. 输送电压的平方成正比
B. 输送电压的平方成反比
C. 输电线中电流的平方成正比
D. 导线中电流的平方成反比
6．关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是（ ）
A.由功率P=U2/R ，应降低输电电压，增大导线电阻
B.由P=IU ，应低电压、小电流输电
C.由P=I2R ，应减小导线电阻或减小输电电流
D.上述说法均不对
7．用电器电阻值为R ，离交变电源距离为L ，输电线电流为I ，电阻率为ρ，要求输电线上电 压降不超过U ．则输电线截面积最小值为（ ）
A.ρL/R
B.2ρLI/U
C.U/ρLI
D.2UL/ρI
8．（选做）某小型水电站的电能输送示意图如下。

发电机的输出电压为200V ，输电线总电阻为 r ，升压变压器原副线圈匝数分别为1n ，2n 。

降压变压器原副线匝数分别为3n ，4n （变压器 均为理想变压器）。

要使额定电压为220V 的用电器正常工作，则（ ）
A．
3
2
14
n
n
n n
> B．3
2
14
n
n
n n
<
C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率
9．发电站的电源通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户，若升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器。

（用户电压为220V）
（1）画出上述输电全过程的原理图
（2）发电机的输出功率是100kw，输出电压为250V，升压变压器原、副线圈匝数比为1:25，求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流。

（3）若输电导线中的电功率损失为输出功率的4%，求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压。

（4）计算降压变压器的原、副线圈的匝数比。