远距离输电问题的处理思路及基本关系
2019年高考物理双基突破：专题37-远距离输电(精讲)(含解析)
一、远距离输电1．输电过程，如图所示。
2．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 。
（1）减少输电电能损失的两种方法 ①理论依据：P 损＝I 2R .②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，可采用减小材料的电阻率、增大导线的横截面积等方法。
③减小输电导线中电流：在输电功率一定的情况下，根据P ＝UI ，要减小电流，必须提高电压。
（2）输电线路功率损失的计算方法① P 损＝P －P ′，P 为输送的功率，P ′为用户所得功率。
②P 损＝I 2线R 线，I 线为输电线路上的电流，R 线为线路电阻。
③P 损＝ΔU 2R 线，ΔU 为输电线路上损失的电压，R 线为线路电阻。
④P 损＝ΔUI 线，ΔU 为输电线路上损失的电压，I 线为输电线路上的电流。
3．电压损失： （1）ΔU ＝U －U ′； （2）ΔU ＝IR 。
4．功率损失： （1）ΔP ＝P －P ′； （2）ΔP ＝I 2R ＝（UP）2R 。
5．输送电流： （1）I ＝PU ；（2）I ＝U －U ′R。
【题1】2013年4月20日8时2分在四川省雅安市芦山县发生7.0级地震后，常州常发集团向灾区人民捐赠一批柴油发电机，该发电机说明书的部分内容如下表所示，现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图所示。
发电机到安置区的距离是400 m ，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为2.5×10－4Ω，安置区家用电器的总功率为44 kW ，当这些额定电压为220V 的家用电器都正常工作时A ．输电线路中的电流为20 AB ．发电机的实际输出电压为300 VC ．在输电线路上损失的电功率为8 kWD ．如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是300 V 【答案】C【题2】随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益增大，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U 1，输电导线总电阻为R ，在某一时段用户需求的电功率为P 0，用户的用电器正常工作的电压为U 2.在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是A ．输电线上损耗的功率为P 20RU 22B ．输电线上损耗的功率为P 20RU 21C ．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的效率 【答案】C【解析】设发电厂输出功率为P ，则输电线上损耗的功率为ΔP ＝P －P 0，ΔP ＝I 2R ＝P 2RU 21，A 、B 选项错误；采用更高的电压输电，可以减小导线上电流，故可以减小输电导线上损耗的功率，C 项正确；采用更高的电压输电，输电线上损耗的功率减小，则发电厂输出的总功率减小，故可提高输电的效率，D 项错误。
【知识解析】远距离输电
发电站的发电功率
P1
＝
mgh
t
50%
＝
Vgh 50% ＝V
t
t
gh 50%
＝21103 10 5 50% W＝5104 W
①
远距离输电
输电线上功率损失
P损
＝
I线2
R线
＝
U
2 线
R线
②
而 P损 ＝ P1 6%＝5 104 6% W ＝3103 W
③
由②式知：I线 ＝
P损 ＝ R线
3 103 A 16 A
远距离输电
1.输电过程图
远距离输电
远距离输电
2.远距离高压输电的基本关系
（1）功率关系
P1＝P2，P1′＝P2′，P2＝P1′＋P线。
（2）电流、电压关系
U1 U2
＝
n1 n2
＝
I2 I1
，U1 U 2
＝
n1 n2
＝
I2 I1
，U 2
＝U1
U线
，I 2
＝ I1 输电的基本关系
答案：8∶125 587∶44
再见
（3）输电电流
I2
＝ P2 U2
＝ P1 U1
＝ U2 U1。 R线
（4）输电导线上损耗的电功率
P线
＝ P2
P1＝I2
U 2
U1
＝ U2 U12
R线
＝ P22
U
2 2
R线。
远距离输电
★远距离输电过程示意图
远距离输电
典例 一座小型水电站，利用流量为2 m3/s、落差为5 m的河水发电，若 单相发电机的效率为50％，输出电压为200 V，已知发电站到用户架设的 输电线总电阻为12 Ω，输电中输电线上允许损耗的功率为6％，用户所需 电压为220 V，求所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比 （变压器为理想变压器）。（g取10 m/s2）
高考物理考点专题远距离输电
功率电器使用增多，下列说法中正确的
A．变压器的输出电压 U2 增大，且 U >U
B．变压器的输出电压 U4 增大，且 U2<U1
C．输电线损耗的功率增大
43
D．输电线损耗的功率不变
13
4．如图为远距离的简化电路图。发电厂的输出电压是 U，用
等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是 I1，其末端间的电压为 U1 。在输电线与用户间连有一理想变 压器，流入用户端的电流为 I2。则
专题 54 远距离输电
一、远距离输电 1．输电过程（如图所示）
2．输送电流
（1） I
P U
；
（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=I2Rt。
1
4．电压损失
（1）ΔU=U–U′；
（2）ΔU=IR。
5．功率损失
（1）ΔP=P–P′；
（2）ΔP=I2R=(UP )2R。 6．降低输电损耗的两个途径
4
间的关系是 ， ，P =P ； U1 n1 U 2 n2
I1 n
I2
2
n
12
1
②理想的降压变压器联系了回路 2 和回路 3，由变压器原
理可得：线圈 3（匝数为 n3 ）和线圈 4（匝数为 n4 ）中各个量
间的关系是 ， ，P =P 。 U 3 n3 U 4 n4
I 3 n4 I 4 n3
34
（3）掌握一个守恒
10
则输电线损耗功率Pr I22 r 6 000 W
（3）输电线上损耗的电压U r I2 r 300 V
降压变压器原线圈U3 U2
降压变压器匝数比
高三物理远距离输送电
一、远距离输电: 减少输电中的功率损失可以有两种方法: P损=I2 R 一种方法是: 减小电阻. 在电线长度L一定的情况下,
应当选用电阻率小、横截面积大的导线．
另一种方法是提高输电的电压U，减小电流I．减 小输电导线中的电流．
在导线电阻不变的条件下,电流如果减小到原来的百 分之一,功率损失△P=I2R 就减小到原来的万分之一. 减小输电线路上的电压损失也有两种方法．U损 =IR
1 U12 S
输电线上的功率损失和电压损失要特别注意:
分析和计算时都必须用
Pr
I
2 r
r
,
而不能用
Pr
U 1 2 r
。
由此得出的结论：
Ur Irr ,
⑴减少输电线功率损失的途径是提高输电电压或增
大输电导线的横截面积。两者相比，当然选择前者。
⑵若输电线功率损失已经确定，那么升高输电电压能
可见其中电流之间的关系最简单，I1′、Ir、I2中只要知
道一个，另两个总和它相等。 D1
Ir D2
因此求输电线上的电流往 往是这类问题的突破口。
I1 I1′ r n1 n1′
I2 n2
I2′ n2′
R2
; 动物DR 动物DR
；
意自定，文体自选，800字以上。 ? [写作提示]这是一个独词型话题，要准确理解其命意，需要仔细阅读话料，理解它的导向。材料的寓意指向很明显，是要人明白深刻的道理往往表现在简单的事情中。但是，“简单”这个话题还是很笼统，需要用添加成分法缩小写作范围，才好下笔为 文。比如“寻找简单”，写本来很简单的事情往往被人复杂化，以为什么事情都需要搞得多么高深，其实，深刻往往就在简单之中；比如“简单的奥妙”，可以写简单中包含的思想方法
高考物理难点解读：远距离高压输电问题的分析
难点78远距离高压输电问题的分析
1．对高压输电问题，应按“发电机一升压变压器-远距离输电线一降压变压器-用电器”这样的顺序，或从“用电器”倒推到“发电机”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）：
采用高压输电既能减小功率损失，也能减小电压损失，但在实际输电时，并非输电电压越高越好，还需考虑各种因素，依照不同的情况
选择合适的输电电压．
(1)有关远距离输电问题，应先画出远距离输电的示意图，并将已知量和待求量写在示意图的相应位置．
(2)抓住输电的两端——电源和用电器；分析一条线——输电线：研究两次电压变换—二升压和降压．
(3)以变压器为界将整个输电线路划分为几个独立曰路，各回路分别分析，注意原、副线圈的电压、电流与匝数的关系及输入功率等于输出功率的关系．
解析；
在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失．有一个坑口电站，输送的电功率为P= 500 kW，当使用U=5 kV的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电能表一昼夜示数相差 4 800度．
(1)求这时的输电效率η和输电线的总电阻r；
(2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？：
解析画出此远距离、输电线路如图所示。
处理远距离输电问题的“锦囊妙计”
处理远距离输电问题的“锦囊妙计”对于远距离输电问题，因其电路结构复杂、涉及的物理量众多，学生在处理时常发生物理量之间相互混淆、张冠李戴的现象。
对于此类问题，解决的关键就是理清脉络——“熟知一个流程、明确三个回路，抓住两个关系，掌握两种损耗”，现介绍如下。
一、熟知一个流程电能由发源地(发电站)到目的地(用户)，需要经历一个“漫长”的过程，在脑海里必须熟练地知道工作流程，首先要画出一个简易的流程图，如图1所示，实际输电要复杂得多，中学范围只要求掌握最为简易的情况。
图l二、理清三个回路如图2所示为远距离输电的简化电路原理图，可划分为三个回路。
回路1：由发电机和输电线路的升压变压器的原线圈1组成，称为发电机电路(或输人电路)。
在这个电路中，发电机是电源，线圈1相当于用电器，导线的直流电阻可以忽略。
通过线圈1中的电流I1等于发电机中的电流I m，线圈1两端的电压U1等于发电机的端电压U机，线圈1输入的电功率P1等于发电机输出的电功率P机，即I1=I机，U1=U m，P1=P机。
回路2：由输电线路的升压变压器的副线圈2和降压变压器的原线圈3组成，称为输送电路。
在这个电路中，线圈2相当于电源，而线圈3相当于用电器，由于线圈2与线圈3相距较远，输电线路的电阻R不可忽略，故也是该回路中的一个用电器。
设通过线圈2、线圈3和输电线路的电流分别为I2、I3和I R，线圈2、线圈3两端的电压分别为U2和U3，线路中损失的电压为U R，线圈2的输出功率为P2，，线圈3的输入功率为P3，线路的损失功率为P R。
，显然有：I2= I3=I R，U2= U3+U R，P2=P R+P3。
回路3：由用户与降压变压器的副线圈4组成，称为输出电路。
在这个电路中，线圈4相当于电源．由它向用户供电，考虑到变压器与用户相距较近，线路中导线的电阻可忽略不计，设通过线圈4和用户的电流为I4和I用，线圈4两端的电压和用户使用电压为U4和U用，线圈4输出的功率和用户消耗的功率分别为P4和P用，则有：I4=I用，U4=U用，P4=P用。
关于远距离输电的几个问题
关于远距离输电的几个问题关于远距离输电的几个问题一、远距离输电采用高压输电的原因：当电流通过导线时，会有一部分电能变为热能而损耗掉。
在输电的功率相同的情况下，高压输电的电流较小，而低压输电电流较大，因为功率 P = UI，P 一定，则 U 升高，I 就降低；U 降低，I 就升高。
同时输电过程中，电流通过导线，而导线必然有电阻，于是就在电线上产生一定的压降，该压降的大小U' = IR，R 为传输导线的电阻，I 即为上边提到的输电电流I。
由于这部分压降以及电线的电阻，就有一部分功率P' = U'I = I2R 消耗在传输导线上，而导线本身也是电阻，所以这一部分功率转变成了热量散发到空气中，也就是说这一部分功率损失在导线上。
由于导线的电阻 R 为一定值，输电电流 I 减小的话，则导线上损失的功率 P' 也会降低。
输电线截面积S一定时，输电电压U愈高，损耗的电功率P耗就愈小；如果允许损耗的电功率P耗一定时（一般不得超过输送功率的10％），电压愈高，输电导线的截面积就愈小，这可大大节省输电导线所用的材料。
在传输功率相同的情况下，为了减小在传输过程中损失的功率，提高输电电压，降低输电电流能有效降低在传输过程中的损失，电压越大损失越小。
所以，从减少输电线路上的电功率损耗和节省输电导线所用材料两个方面来说，远距离输送电能要采用高电压或超高电压。
但也不能盲目提高输电电压，同为输电电压愈高，输电架空线的建设，对所用各种材料的要求愈严格，线路的造价就愈高。
所以，要从具体的实际情况出发，做到输电线路既能减少功率损耗，又能节约建设投资。
二、远距离输电解题关键：一定要画出远距离输电的示意图来，包括发电机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻。
并按照规范在图中标出相应的物理量符号。
一般设两个变压器的初、次级线圈的匝数分别为、n1、n2、n3、n4，相应的电压、电流、功率也应该采用相应的符号来表示。
五 远距离输电问题的分析
第十三章 交变电流五 远距离输电问题的分析知识提要1．远距离输电关注的是输电线上功率损失的问题。
输电过程中由于输电线本身电阻引起电流的热效应，导致一部分电能转化为内能而损失，P I R 损线=2。
2．减少输电线上功率损失的方法：由S LUP R I P ρ22⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==输线损知，选用电阻率低的材料制成的输电线、增加输电线的截面积和增加输电线的电压都可减少输电线上功率损失，其中采用高压输电是最有效方法。
远距离输电的示意图，如图13-5-1所示：图中，电压之间的关系是：1111n n U U '='，2222n n U U '='，21U U U +='线。
功率之间的关系是：P 1=P 1/，P 2=P 2/，线P P P +=2/1。
电流之间的关系是：1111n n I I '='，2222n n I I '='，21I I I =='线。
其中电流之间的关系较简单，因此求输电线上的电流往往是这类问题的突破口。
3．远距离输电中，研究对象多、关系复杂，分析时要特别注意I 、U 和R 对应性。
如分析和计算输电线上的功率损失和电压损失时，要特别注意，最好用r I U r I P r r r r ==,2，而如果用rU P 2=求损失功率，U 必须是r U 。
例题分析例1．在远距离输电时，输送的电功率为P ，输电电压为U ，所用输电导线的电阻率为ρ，横截面积为S ，导线的总长度为L ，输电线上损耗的电功率为P '，用户得到的电功率为用P ，下面关于P '和用P 的表达式中正确的是（ ）。
图13-5-1A ．P '＝L S U ρ2B ．P '＝S U LP 22ρC ．用P ＝P －L S U ρ2D ．用P ＝P （1－SU LP 2ρ）解析：输电导线电阻S L R ρ=，输电电流UPI =，输电线上损失的功率：S U L P R I P 222ρ=='。
低压远距离供电解决方案
低压远距离供电解决方案要是遇到低压远距离供电的情况呀，咱可以这么办。
一、加大导线截面积。
1. 为啥要这么干呢？你想啊，导线就像小水管一样，电流呢就好比水流。
如果导线细了，就像小水管通水，流不了多少水，还到处堵。
加大导线截面积，就相当于把小水管换成大水管，这样电流就能更顺畅地流过去啦。
虽然导线粗了成本会高一点，但是为了能让电稳稳地送到远处，这也是个挺有效的办法呢。
2. 怎么选合适的大小呢？这就得根据你要供电的距离、负载功率这些来计算了。
要是距离特别远，负载功率又不小，那导线就得选粗一点的，就像给大河修渠道，得够宽才行。
二、提高供电电压。
1. 这个办法有点巧妙呢。
我们可以用变压器把电压升高，然后在用电的地方再把电压降下来。
这就好比把东西先打包成一个大包裹（高压）运到远处，到了地方再拆开（降压）。
因为根据功率公式P = UI（功率等于电压乘以电流），在功率一定的情况下，电压升高了，电流就会变小。
电流小了，在导线上的损耗（I^2R，R是导线电阻）也就小了。
这样电就能比较高效地送到远处啦。
2. 要注意啥呢？当然啦，提高电压可不是随便来的，得考虑绝缘的问题。
高压很危险，就像凶猛的小野兽，得把它关在安全的笼子（绝缘材料）里才行。
而且变压器的选择也很重要，要选质量好、合适功率和电压比的变压器哦。
三、采用分布式供电。
1. 这是啥意思呢？简单说就是不在一个老远的地方集中供电，而是在用电区域附近搞几个小的供电点。
这就好比给一片大庄稼地浇水，不是从老远的大河拉一根长长的水管过来，而是在庄稼地附近挖几个小水塘来供水。
这样供电距离就短了，低压供电也就更容易实现了。
2. 实际操作咋样？可以用小型的发电机或者储能设备，像太阳能板加蓄电池这种组合，在离用电设备不太远的地方搞个小供电站。
不过这得考虑成本和维护的问题，小供电站多了，管理起来就像养一群调皮的小动物，得费点心呢。
远距离输电知识要点归纳
远距离输电知识要点归纳一、输电电路的基本分析1．如图所示，发电站的输出电功率为P ，输出电压为U ，用户得到的电功率为P ′，电压为U ′，则输电电流为I ＝PU ＝U －U ′R 线＝U 线R 线. 2．输电导线损失的电压：U 线＝U －U ′＝IR 线．3．输电导线上损失的电功率ΔP ＝P －P ′＝I 2R 线＝(P U )2R 线＝(U 线)2R 线. 4．减少电能损失的基本途径：根据公式ΔP ＝I 2R 线＝(P U)2R 线．可知有两个基本途径： ①减小输电线电阻，如加大输电导线的横截面积，采用电阻率小的材料等；②高压输电，在输送功率一定的条件下，提高电压，减小输送电流．二、远距离高压输电问题的分析1．远距离高压输电的几个基本关系(如图所示)(1)功率关系P 1＝P 2，P 3＝P 4，P 2＝P 线＋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 3U 2＝U 线＋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)输电导线上损失的电功率P 线＝U 线I 线＝I 2线R 线＝(P 2U 2)2R 线 2．关于远距离输电问题的处理思路常见问题有两类：一类是按发电机→升压→输电线→降压→用电器的顺序分析或按用电器到发电机的顺序分析；还有一类常见的是从中间突破的题目，即由输电线上的功率损失求出输电线上的电流，也就是流过升压变压器副线圈和降压变压器原线圈的电流，再由理想变压器的工作原理推断发电和用电的问题．【例1】某发电站采用高压输电向外输送电能．若输送的总功率为P 0，输电电压为U ，输电导线的总电阻为R.则下列说法正确的是( )A ．输电线上的电流I ＝U RB ．输电线上的电流I ＝P 0UC ．输电线上损失的功率P ＝(P 0U )2RD ．输电线上损失的功率P ＝U 2R【例2】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 的电压输电，则下列说法正确的是( )A ．输电线上输送的电流大小为2.0×105 AB ．输电线上由电阻造成的电压损失为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【例3】某小型水电站的电能输送示意图如图7所示，发电机的输出电压为200 V ，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( )A.n 2n 1>n 3n 4B.n 2n 1<n 3n 4C ．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【例4】某小型发电站的发电机输出交流电压为500 V ，输出电功率为50 kW ，如果用电阻为3 Ω的输电线向远处用户送电，这时用户获得的电压和电功率是多少？如果要求输电线上损失的电功率是输送功率的0.6%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压变压器变为220 V 供用户使用，不考虑变压器的能量损失，这两个变压器原、副线圈的匝数比各是多少？同步练习：1．对于电能输送的以下说法，正确的是( )A ．输送电能的基本要求是经济实惠B ．减小输电导线上功率损失的唯一方法是采用高压输电C ．减小输电线上电压损失的唯一方法是增大导线的横截面积D ．实际输电时要综合考虑各种因素，如输送功率大小、距离远近、技术和经济要求等2．远距离输电时，输送的电功率为P ，输电电压为U ，输电线的横截面积为S ，线路损失的功率为ΔP ，若将电压提高到10U ，则( )A ．不改变输电线路时，线路上的功率损失为0.01 ΔPB ．不改变输电线路时，用户端的电压为原来的10倍C ．线路功率损失仍为ΔP 时，输电线的横截面积可减小为0.1SD ．不改变输电线路且线路损失功率仍为ΔP 时，输送的功率可增加到10P3．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，则输电线上损耗的电压可表示为( )A ．U 1B ．U 1－U 2C ．IRD ．U 24．在远距离输电过程中，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是（ ）A ．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B ．输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决定C ．当用户用电器的总电阻减少时，输电线上损失的功率增大D ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压5．远距离输送一定功率的交变电流，若送电电压提高到n 倍，则输电导线上（ ）6．中国已投产运行的1000 kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原来用500 kV 的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P .在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000 kV 特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为( )A ．P 4B ．P 2C ．2PD ．4P 7．在如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，下列说法中正确的有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8．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( )A ．输电线上输送的电流大小为2.0×105 AB ．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9．关于远距离输电，下列表述正确的是( )A ．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B ．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C ．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D ．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好10．发电厂发电机的输出电压为U 1，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U 2，下面选项表示输电导线上损耗的功率是( )A.U 12RB.(U 1－U 2)2RC ．I 2RD ．I (U 1－U 2) 11．由甲地向乙地输电，输送的电功率一定，输电线的材料一定．设输电电压为U ，输电线横截面积为S ，输电线因发热损失的电功率为ΔP ，那么( )A ．若U 一定，则ΔP 与S 成反比B ．若U 一定，则ΔP 与S 2成反比C ．若S 一定，则ΔP 与U 2成反比D ．若S 一定，则ΔP 与U 成反比12．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,输电线损失电功率为P′,用户得到的电功率为P用,则P′、P用的关系式正确的是( )A.P′2U Slρ= B.P′=22P lU SρC.P用=P-2U SlρD.P用=P(1-2)P lU Sρ13．在电能的输送过程中，若输送的电功率一定、输电线电阻一定时，对于在输电线上损失的电功率，有如下四种判断,其中正确的是（）①和输送电线上电压降的平方成反比②和输送电压的平方成正比③和输送电线上电压降的平方成正比④和输送电压的平方成反比A. ①和②B. ③和④C. ①和④D. ②和③14．发电厂输出功率为9900kW，输电线电阻为2Ω，分别用18kV和110kV的高压输电，则导线上损失的功率分别为___________，________．15.有一台内阻为4 Ω的发电机,供给一个学校照明用电,如图所示.升压变压器匝数比为1:4,降压变压器的匝数比为4:1,输电线的电阻R=4 Ω,全校共22个班,每班有“220 V,40 W”的灯6盏.若保证全部电灯正常发光,则:(1)发电机输出功率多大?(2)发电机电动势多大?(3)输电效率是多少?16．有一条河流，河水流量为4m3/s，落差为5m，现利用它来发电，使用的发电机总效率为50％，发电机输出电压为350V，输电线的电阻为4Ω，允许输电线上损耗功率为发电机输出功率的5％，而用户所需要电压为220V，求所用的理想变压器升压、降压变压器上原、副线圈的匝数比．解析与答案：【例1】BC【例2】B[输电线上输送的电流I＝PU＝3×106 kW500 kV＝6 000 A，A错；输电线上损失的电压为ΔU＝Ir＝6 000×2.5 V＝1.5×104 V＝15 kV，B对；若改用5 kV的电压输电，则输电线上输送的电流I′＝PU′＝3×106 kW5 kV＝6×105 A，输电线上损失的功率ΔP＝I′2r＝(6×105)2×2.5 W＝9×108 kW>3×106 kW，表明电能将在线路上损耗完，则输电线上损失的功率为3×106 kW，C错；D项中输电线上损失的功率ΔP＝U2/r，U应为输电线上损耗的电压，而不是输电电压，D错．]【例3】AD【例4】200 V2×104 W1∶10497∶22解析用500 V电压送电时示意图如图所示，输电线上的电流I0＝P/U0＝50×103/500 A＝100 A.用户获得电压U1＝U0－I0R＝(500－100×3) V＝200 V；用户获得的电功率P1＝I0U1＝2×104 W.改用高压输送时，示意图如下图所示，要求P损＝0.6%P，即P损＝50×103×0.6% W＝300 W.输电电流I＝P损/R＝300/3 A＝10 A.发电站升压后输电电压U＝PI＝50×10310V＝5 000 V，升压变压器匝数比n1/n2＝U0/U＝500/5 000＝1/10. 输电线上损失的电压U′＝I·R＝10×3 V＝30 V，降压变压器的输入电压U 2＝U －U′＝(5 000－30) V ＝4 970 V ，降压变压器的匝数比n 3n 4＝U 2U 3＝4 970220＝49722. [规范思维] 分析此类问题，先画出输电线路图，然后以变压器为界，分成几个独立的闭合回路，应用串、并联电路的特点及电功、电功率有关公式分析各个回路的电流、电压和功率关系．各独立回路之间可通过变压器的n 1n 2＝U 1U 2＝I 2I 1及功率P 入＝P 出等联系起来．同步练习1．D 2．AD 3．BC 4．C 5．ABCD 6．A 7．CD 8．B9．ABD 10．BCD 11．AC 12．BD 13．B 14．605kW ，16.2kW15．解析:(1)对降压变压器:U′2I 2=U 3I 3=nP 灯=22×6×40 W=5280 W.而U′2=41U 3=880 V ∴I 2=2nP U 灯=6 A. 对升压变压器:U 1I 1=U 2I 2=I 22R+U′2I 2= 5424 W.(2)∵U 2=U′2+I 2R=904 V ∴U 1=14U 2=226 V 又∵U 1I 1=U 2I 2 ∴I 1=221U I U =24 A ∴E=U 1+I 1r=322 V . (3)η=P P 有出×100%=52805424×100%=97%. 16．升压1∶8，降压12∶1。
高中物理 模块要点回眸 第20点 远距离输电问题的处理思路及基本关系 教科版选修32
第20点 远距离输电问题的处理思路及基本关系1．远距离输电的处理思路对高压输电问题，正确画出输电过程示意图并在图上标出各物理量．按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”，或从“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(以图1为例)图1(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1n2.对点例题 采用远距离输电时，要考虑尽量减小输电线上的功率损失．某发电站，输出的电功率为P ＝500 kW ，当使用U ＝5 kV 的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电能表一昼夜示数相差4 800 kW·h. (1)求输电效率η和输电线的总电阻r .(2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么发电站应使有多高的电压向外输电？解题指导 (1)输电线路上损失的电功率为P 损＝4 80024kW ＝200 kW则输电效率η＝P －P 损P ＝500－200500×100%＝60%输电线路中的电流为I ＝P U ＝500×1035×103 A ＝100 A由P 损＝I 2r 可得，输电线的总电阻为 r ＝P 损I 2＝200×1031002Ω＝20 Ω(2)若输电效率η′＝98%，则输电线路上损失的功率为P 损′＝P (1－η′)＝500×103×0.02 W＝1×104 W由P 损′＝I ′2r 可得，输电线路中的电流为I ′＝P ′损r ＝1×10420 A≈22.36 A由P ＝U ′I ′可得，输电电压为 U ′＝P I ′＝500×10322.36 V≈22.36 kV.答案 (1)60% 20 Ω (2)22.36 kV 规律总结 处理远距离输电需要注意的问题 (1)线路损耗问题计算远距离输电有关线路功率损耗问题时，应注意不同公式中各物理量的含义及对应性，如P 损＝I 2R 线，公式改为P 损＝U 2R 线，电压U 指什么电压才无误？用升压变压器的副线圈电压或用降压变压器原线圈电压都是错误的，必须对应加在导线两端损耗的电压，同理，P 损＝I 2R线的电流不能用升压变压器原线圈或降压变压器副线圈中的电流I 1、I 4，只能用通过输电导线的电流I 2或I 3. (2)输电、配电问题解答有关远距离输电的问题时，由于题中涉及几部分的电压、电流和功率，容易混淆，因此在解答这类问题时，最好画一个简单的输电线路示意图，将各部分电流、电压、功率分别标在图上，这样就很容易找到它们之间的关系，为顺利解答问题提供方便．如图2是远距离输电的示意图，交流发电机E 的输出电压经升压变压器升压后，由电阻为R 的输电线向远方输电，到达用户端时再用降压变压器降压供用户使用，设变压器均为理想变压器，则下列说法正确的是 ( )图2A ．降压变压器与用户负载连接的总开关S 断开后，输电线上的功率损失为零B ．降压变压器与用户负载连接的总开关S 断开后，线路上的电压损失达到最大C ．S 闭合，用户的用电器增多时，输电线上的功率损失增大D ．S 闭合，用户的用电器增多时，用户得到的电压降低答案 ACD解析 远距离输电示意图如下(1)从图中可看出功率之间的关系是：P 1＝P 1′，P 2＝P 2′，P 1′＝P r ＋P 2(2)电压之间的关系是：U 1U 1′＝n 1n 1′，U 2U 2′＝n 2n 2′，U 1′＝U r ＋U 2； (3)电流之间的关系是： I 1I 1′＝n 1′n 1，I 2I 2′＝n 2′n 2，I 1′＝I r ＝I 2. 无负载时，无电流输出，输电线路上的电流为0，电压损失为零，故功率损失为零，所以A 正确，B 错误；当用户用电器增多即负载功率变大时，需要的输入功率变大，故输电线上的电流变大，输电线上的电压降变大，故输电线上的功率损失增大，用户得到的电压降低，所以C 、D 均正确．。
高考物理 考点一遍过 考点 远距离输电(含解析)
取夺市安慰阳光实验学校远距离输电一、远距离输电1．输电过程（如图所示） 2．输送电流（1）P I U=； （2）U U I 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 =(P U)2R 。
6．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l R Sρ=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。
二、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 2=ΔU +U 3，I 2=I 3=I 线；（3）输电电流：；（4）输电线上损耗的电功率：P 损=I 线ΔU =I 线2R线=222)(U P R 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21n。
3．远距离输电问题的“三二一” （1）理清三个回路（2）抓住两个联系①理想的升压变压器联系了回路1和回路2，由变压器原理可得：线圈1（匝数为n 1）和线圈2（匝数为n 2）中各个量间的关系是2121nn U U =，1221n n I I =，P 1=P 2；②理想的降压变压器联系了回路2和回路3，由变压器原理可得：线圈3（匝数为n 3）和线圈4（匝数为n 4）中各个量间的关系是4343nn U U =，3443n n I I =，P 3=P 4。
如何快速求解远距离输电问题
教学实践2013-09英语课外教学是课堂教学的继续与延伸，是学生提高英语水平的重要途径之一。
课外活动的多样化有利于激发学生学习英语的兴趣，培养学生的创新思维，提高学生的英语水平。
下面就谈一下如何开展课外教学活动。
一、利用电教手段，开展课外教学活动首先，学校应有计划地引进各种音像教材，经过剪辑和重新组合后，在课外活动期间定时为学生播放一些电教片和一些英语经典电影。
其次，学校还可在晚自习前或晨读后利用校内广播电台进行英语广播，播音和编辑可由学生担任，广播节目由教师辅导。
广播稿件应主要来自学生，稿件录用后，会让学生感到喜悦与成功，从而激发学生的写作欲望，提高学生的写作水平。
二、编辑英语小报为了提高学生英语的运用能力，激发学生学习英语的兴趣，学校可组织学生成立“办报组”，这样学生既能拓宽学习英语的范围，又能丰富学生的课余生活。
三、建立英语实验基地———英语角学校可在每周的固定时间举行英语角活动，活动的形式可有：1.英语会话。
同学之间用英语谈论相开展中学英语课外教学活动方法谈文\张刚摘要：任务型教学认为，要培养学生在真实生活中运用语言的能力，就应该让学生在教学活动中参与和完成真实的任务。
英语课标中的“实施建议”部分提出：活动不应该仅限于课堂，而要延伸到课堂之外的学习和生活中；要结合平时工作和实地观测情况，开展好中学英语课外教学活动。
关键词：英语；课外教学；活动远距离输电问题是高中学生学习中的一个难点。
在学习和解题的过程中容易出现分不清各处电压、电流关系，乱套公式导致错误的问题。
对于这类问题应按照“发电机，升压变压器，远距离输电线，降压变压器，用电器”的顺序一步步分析，或者从“用电器”倒推到“发电机”。
一、具体解题时应遵循的步骤1.先画出示意图并在图中标出已知量和待求量。
2.抓住输电的两端，电源和用电器，分析输电线，研究两次电压变化：升压和降压。
3.以变压器为界，将整个输电线划分成几个独立的回路分别分析。
在这个过程中注意原副线圈的电压、电流与匝数的关系以及输入功率等于输出功率的关系。
远距离输电问题的处理思路及基本关系
远距离输电问题的处理思路及基本关系
在远距离输电中，输电线路的损耗是一个重要问题。
为了正确处理该问题，需要画出输电过程示意图，并标出各物理量。
输电线路上的损耗功率可以通过计算得到，其中输电线路电流的大小和输电电压的关系是一个重要的基本关系。
2)基本关系问题：
在处理远距离高压输电问题时，需要考虑多个基本关系，如功率关系、电压、电流关系等。
这些基本关系可以通过示意图来表示，例如图1中的基本关系。
在计算时，需要注意各个物理量之间的关系，以确保计算结果的正确性。
3)变压器问题：
在远距离输电中，变压器是一个重要的组成部分。
升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比可以通过计算得到。
在
计算中，需要注意变压器的效率和功率损耗问题，以确保输电过程的稳定性和安全性。
4)用户得到的电功率问题：
在远距离输电中，用户得到的电功率是一个重要的问题。
用户得到的电功率可以通过计算得到，其中需要考虑输电线路的损耗、变压器的效率等因素。
为了确保用户得到的电功率稳定可靠，需要对输电过程进行全面的计算和分析。
(完整版)远距离输电知识要点归纳
远距离输电知识要点归纳一、输电电路的基本分析1．如图所示，发电站的输出电功率为P ，输出电压为U ，用户得到的电功率为P ′，电压为U ′，则输电电流为I ＝P U ＝U －U ′R 线＝U 线R 线. 2．输电导线损失的电压：U 线＝U －U ′＝IR 线．3．输电导线上损失的电功率ΔP ＝P －P ′＝I 2R 线＝(P U )2R 线＝(U 线)2R 线. 4．减少电能损失的基本途径：根据公式ΔP ＝I 2R 线＝(P U)2R 线．可知有两个基本途径： ①减小输电线电阻，如加大输电导线的横截面积，采用电阻率小的材料等； ②高压输电，在输送功率一定的条件下，提高电压，减小输送电流．二、远距离高压输电问题的分析1．远距离高压输电的几个基本关系(如图所示)(1)功率关系P 1＝P 2，P 3＝P 4，P 2＝P 线＋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 3U 2＝U 线＋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)输电导线上损失的电功率P 线＝U 线I 线＝I 2线R 线＝(P 2U 2)2R 线 2．关于远距离输电问题的处理思路常见问题有两类：一类是按发电机→升压→输电线→降压→用电器的顺序分析或按用电器到发电机的顺序分析；还有一类常见的是从中间突破的题目，即由输电线上的功率损失求出输电线上的电流，也就是流过升压变压器副线圈和降压变压器原线圈的电流，再由理想变压器的工作原理推断发电和用电的问题．【例1】某发电站采用高压输电向外输送电能．若输送的总功率为P 0，输电电压为U ，输电导线的总电阻为R.则下列说法正确的是( )A ．输电线上的电流I ＝U RB ．输电线上的电流I ＝P 0UC ．输电线上损失的功率P ＝(P 0U )2RD ．输电线上损失的功率P ＝U 2R【例2】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 的电压输电，则下列说法正确的是( )A ．输电线上输送的电流大小为2.0×105 AB ．输电线上由电阻造成的电压损失为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【例3】某小型水电站的电能输送示意图如图7所示，发电机的输出电压为200 V ，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( )A.n 2n 1>n 3n 4B.n 2n 1<n 3n 4C ．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【例4】某小型发电站的发电机输出交流电压为500 V ，输出电功率为50 kW ，如果用电阻为3 Ω的输电线向远处用户送电，这时用户获得的电压和电功率是多少？如果要求输电线上损失的电功率是输送功率的0.6%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压变压器变为220 V 供用户使用，不考虑变压器的能量损失，这两个变压器原、副线圈的匝数比各是多少？同步练习：1．对于电能输送的以下说法，正确的是( )A ．输送电能的基本要求是经济实惠B ．减小输电导线上功率损失的唯一方法是采用高压输电C ．减小输电线上电压损失的唯一方法是增大导线的横截面积D ．实际输电时要综合考虑各种因素，如输送功率大小、距离远近、技术和经济要求等2．远距离输电时，输送的电功率为P ，输电电压为U ，输电线的横截面积为S ，线路损失的功率为ΔP ，若将电压提高到10U ，则( )A ．不改变输电线路时，线路上的功率损失为0.01 ΔPB ．不改变输电线路时，用户端的电压为原来的10倍C ．线路功率损失仍为ΔP 时，输电线的横截面积可减小为0.1SD ．不改变输电线路且线路损失功率仍为ΔP 时，输送的功率可增加到10P3．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，则输电线上损耗的电压可表示为( )A ．U 1B ．U 1－U 2C ．IRD ．U 24．在远距离输电过程中，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是（ ）A ．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B ．输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决定C ．当用户用电器的总电阻减少时，输电线上损失的功率增大D ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压5．远距离输送一定功率的交变电流，若送电电压提高到n 倍，则输电导线上（ ）6．中国已投产运行的1000 kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原来用500 kV 的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P .在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000 kV 特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为( )A ．P 4B ．P 2C ．2PD ．4P 7．在如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，下列说法中正确的有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8．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( )A ．输电线上输送的电流大小为2.0×105 AB ．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9．关于远距离输电，下列表述正确的是( )A ．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B ．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C ．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D ．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好10．发电厂发电机的输出电压为U 1，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U 2，下面选项表示输电导线上损耗的功率是( )A.U 12RB.(U 1－U 2)2RC ．I 2RD ．I (U 1－U 2) 11．由甲地向乙地输电，输送的电功率一定，输电线的材料一定．设输电电压为U ，输电线横截面积为S ，输电线因发热损失的电功率为ΔP ，那么( )A ．若U 一定，则ΔP 与S 成反比B ．若U 一定，则ΔP 与S 2成反比C ．若S 一定，则ΔP 与U 2成反比D ．若S 一定，则ΔP 与U 成反比12．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,输电线损失电功率为P′,用户得到的电功率为P用,则P′、P用的关系式正确的是( )A.P′2U Slρ= B.P′=22P lU SρC.P用=P-2U SlρD.P用=P(1-2)P lU Sρ13．在电能的输送过程中，若输送的电功率一定、输电线电阻一定时，对于在输电线上损失的电功率，有如下四种判断,其中正确的是（）①和输送电线上电压降的平方成反比②和输送电压的平方成正比③和输送电线上电压降的平方成正比④和输送电压的平方成反比A. ①和②B. ③和④C. ①和④D. ②和③14．发电厂输出功率为9900kW，输电线电阻为2Ω，分别用18kV和110kV的高压输电，则导线上损失的功率分别为___________，________．15.有一台内阻为4 Ω的发电机,供给一个学校照明用电,如图所示.升压变压器匝数比为1:4,降压变压器的匝数比为4:1,输电线的电阻R=4 Ω,全校共22个班,每班有“220 V,40 W”的灯6盏.若保证全部电灯正常发光,则:(1)发电机输出功率多大?(2)发电机电动势多大?(3)输电效率是多少?16．有一条河流，河水流量为4m3/s，落差为5m，现利用它来发电，使用的发电机总效率为50％，发电机输出电压为350V，输电线的电阻为4Ω，允许输电线上损耗功率为发电机输出功率的5％，而用户所需要电压为220V，求所用的理想变压器升压、降压变压器上原、副线圈的匝数比．解析与答案：【例1】BC【例2】B[输电线上输送的电流I＝PU＝3×106 kW500 kV＝6 000 A，A错；输电线上损失的电压为ΔU＝Ir＝6 000×2.5 V＝1.5×104 V＝15 kV，B对；若改用5 kV的电压输电，则输电线上输送的电流I′＝PU′＝3×106 kW5 kV＝6×105 A，输电线上损失的功率ΔP＝I′2r＝(6×105)2×2.5 W＝9×108 kW>3×106 kW，表明电能将在线路上损耗完，则输电线上损失的功率为3×106 kW，C错；D项中输电线上损失的功率ΔP＝U2/r，U应为输电线上损耗的电压，而不是输电电压，D错．]【例3】AD【例4】200 V2×104 W1∶10497∶22解析用500 V电压送电时示意图如图所示，输电线上的电流I0＝P/U0＝50×103/500 A＝100 A.用户获得电压U1＝U0－I0R＝(500－100×3) V＝200 V；用户获得的电功率P1＝I0U1＝2×104 W.改用高压输送时，示意图如下图所示，要求P损＝0.6%P，即P损＝50×103×0.6% W＝300 W.输电电流I＝P损/R＝300/3 A＝10 A.发电站升压后输电电压U＝PI＝50×10310V＝5 000 V，升压变压器匝数比n1/n2＝U0/U＝500/5 000＝1/10. 输电线上损失的电压U′＝I·R＝10×3 V＝30 V，降压变压器的输入电压U 2＝U －U′＝(5 000－30) V ＝4 970 V ，降压变压器的匝数比n 3n 4＝U 2U 3＝4 970220＝49722. [规范思维] 分析此类问题，先画出输电线路图，然后以变压器为界，分成几个独立的闭合回路，应用串、并联电路的特点及电功、电功率有关公式分析各个回路的电流、电压和功率关系．各独立回路之间可通过变压器的n 1n 2＝U 1U 2＝I 2I 1及功率P 入＝P 出等联系起来．同步练习1．D 2．AD 3．BC 4．C 5．ABCD 6．A 7．CD 8．B9．ABD 10．BCD 11．AC 12．BD 13．B 14．605kW ，16.2kW15．解析:(1)对降压变压器:U′2I 2=U 3I 3=nP 灯=22×6×40 W=5280 W.而U′2=41U 3=880 V ∴I 2=2nP U 灯=6 A. 对升压变压器:U 1I 1=U 2I 2=I 22R+U′2I 2= 5424 W.(2)∵U 2=U′2+I 2R=904 V ∴U 1=14U 2=226 V 又∵U 1I 1=U 2I 2 ∴I 1=221U I U =24 A ∴E=U 1+I 1r=322 V . (3)η=P P 有出×100%=52805424×100%=97%. 16．升压1∶8，降压12∶1。
新授课 远距离输电
电能的输送一、降低输电损耗的两个途径1．输送电能的基本要求(1)可靠：指保证供电线路可靠的工作，少有故障。
(2)保质：保证电能的质量——电压和频率稳定。
(3)经济：指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少。
2．降低输电损耗的两个途径要减少输电线路上的功率损失，由公式P 损＝I 2R 线知，必须减小输电线电阻或减小输电电流。
(1)要减小电阻，从R ＝ρl S 看，在输电距离一定的情况下，可以增大导线的横截面积，但过粗的导线会耗费太多的金属材料，同时也给铺设线路带来困难；还可以选用电阻率较小的导体。
(2)从公式P ＝IU 来看，在保证功率不改变的情况下，要减小输送电流就必须提高输电电压。
前一种方法的作用十分有限，一般采用后一种方法。
3．高压输电(1)现代远距离输电都采用高压输电。
目前我国远距离送电采用的电压有110 kV ,220 kV ,330 kV ，输电干线已采用500 kV ，西北电网甚至达到750 kV 。
(2)高压输电并不是越高越好。
电压越高，对输电线路绝缘性能和变压器的要求就越高，线路修建费用会增多。
(3)实际输送电能时要综合考虑输送功率、距离、技术和经济等要求选择合适的电压。
二、电网供电1．远距离输电基本原理 在发电站内用升压变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过降压变压器降到所需的电压。
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，形成全国性或地区性的输电网络。
3．电网输电的优点(1)降低一次能源的运输成本，获得最大经济效益。
(2)减少断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡，保障供电的质量。
(3)合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高。
1、(多选)率( )A ．和输送电压的二次方成反比B ．和输送电流的二次方成反比C ．和输送电线上的电压降的二次方成正比D ．和输送电流的二次方成正比2、远距离输电，输电功率一定，当输电电压为U 0时，输电线上的电流为I 0，损失的电功率为P 0。
远距离输电线路中的基本关系式(微课课件)
解析：画出高压输电线路图 (1)降压变压器输出电流，也就是用户得到的电流 P 100000 95% I4 4 A≈432A U4 220
因为 P线 I r，输电线上通过的电流
2 2
I2
P 线 r
100000 5% A=25A 8
(2)输电线上损失的电压U线，U线=I2r =25×8V=200V 因为变压器为理想变压器，P1=P2，所以升压变压器输出的电压U2计算如下：
2 P 1 I1 R (
P 2 100000 2 ) R( ) 1.0 W=6.25×104W U1 400
当用10KV的高压送电时，输电线上发热损失的功率为
2 P2 I 2 R(
P 2 100000 2 ) R( ) 1.0 W=1.0×102W U2 10000
为了减小输电线路上的电能损失，远距离输电应采用高压输电。
当用400v的低压送电时输电线上发热损失的功率为w161040010当用10kv的高压送电时输电线上发热损失的功率为w10101000010易错解法由上述计算结果可以看出输电线上发热损失的功率比输送的电功率还大这显然是错误的
远距离输电线路中的基本关系式
远距离输电案例 案例：输电线的电阻共计1.0Ω，输送的电功率是100KW， 用400V的低压送电，输电线上发热损失的功率是多少？ 改用10KV的高压送电，输电线上的功率损失又为多少？ 【易错解法】 当用400V的低压送电时，输电线上发热损失的功率为 U12 4002 P W=1.6×105W 1 R 1.0
5．输电电流 I线 3 R线 R线
2 P线 I 线U 线 I 线 R线 (
6．输电导线上损耗的电功率
P P2 2 ) R线 ( 3 )2 R线 U2 U3
高三物理远距离输电问题-旧教人版
A、输电线损失的功率为（P/U)2R B、输电线损失的功率为（U-U0)2 /R C、用户得到的功率为U02/R
D、用户得到的功率为PU0/U
[ A B D ]
5、输送4.0×106w的电能，若发电机输出电压为2000V， 选用变压器升压后应用截面积为4.25cm2的铜导线，把 电能送到400km远处，线路损失的功率为5.0×105w. 已知铜的电阻率为1.7×10-8欧· 米 （1）应选用匝数比为多少的升压变压器？ （2）在用电区使用降压变压器，其原线圈两端的电压 为多少？降压比为多少？
6、有条河流，流量Q=2m3/s,落差h=5m,利用其发电, 若发电机总效率为50%，输出电压为240V，输电线总 电阻为R线=30欧，允许损失的功率为输出功率的6%， 为满足用电要求： （1）则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器 的匝数比各是多少？ （2）能使多少盏“220V，100W”的电灯正常发光？
7、某发电厂输出电压为380V，发电机到用户之间的 输电线的总电阻为5.4欧，用户共有“220V，100W”的 灯泡100只，“220V，60W”灯泡200只。 （1）若要求只在发电机输出端装一只变压器，使用 户所有的灯泡都正常发光，变压器原副线圈匝数之 比为多少？ （2）若要求输电线上损失的功率为0.06kW，必须在 发电机处和用户处各装一只变压器，这两只变压器原 副线圈匝数比各为多少？
[
B
D
]
2、用110V和11KV的两种电压输电，输送功率相同，导线长度 和电阻率也相同，下列说法中正确的是： A、若导线的截面积相同，输电线上损失的功率之比为100：1 B、若导线的截面积相同，在输电线上损失的功率这比为104：1 C、若在导线上损失的功率相同，输电线的截面积之比为100：1
2012专题⑷远距离输电问题
远距离输电问题专题一、基本原理1．远距离输电中输电线上的功率损失和电压损失远距离输电要求输电线上的功率损失和电压损失不能太大。
设输送的总功率为P ，输电电压为U ，输电线的功率损失为P r ，电压损失为U r ，有S U S L UPP r 221∝⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ρ，US S L U P U r 1∝⋅=ρ。
减少输电线功率损失和电压损失的途径，都是提高输电电压或增大输电导线的横截面积。
两者相比，经济实用的途径显然是提高输电电压。
因此远距离输电都采用高压输电。
2．远距离输电各部分设备示意图 由于技术上的原因，交流发电机电枢两端电压U 1不能太高，但是为了减小输电线上的功率损失和电压损失，又必须采用高压输电，所以在发电机附近要设置升压变压器D 1；用电器的额定电压不能太高，所以在用户端附近要设置降压变压器D 2。
根据以上分析，远距离输电中主要的输电设备示意图如右。
画好图后，要按照规范在图中标出相应的物理量的符号。
可以设两个变压器D 1、D 2初、次级线圈的匝数分别为n 1、n 1´、n 2、n 2´，输电线总电阻为r ，相应的电压、电流、功率都用相应的下标表示。
从图中看出各部分功率之间的关系是：P 1=P 1´，P 2=P 2´，P 1´=P r +P 2；电压之间的关系是：2122221111,,U U U n n U U n n U U r +=''=''='； 电流之间的关系是：2122221111,,I I I n n I I n n I I r ==''=''='。
其中电流之间的关系最简单：21I I I r 、、'总是相等的，只要能求出其中任何一个，另外两个一定和它相同。
因此，求出输电线上的电流，往往是解决远距离输电问题的突破口。
注意区分发电机的输出电压U 1、发电厂的输出电压U 1′和输电线的电压损失U r 。
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远距离输电问题的处理思路及基本关系
1．远距离输电的处理思路
对高压输电问题，正确画出输电过程示意图并在图上标出各物理量．按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”，或从“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(以图1为例)
图1
(1)功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P 损＋P3.
(2)电压、电流关系：U1U2＝n1n2＝I2I1，U3U4＝n3n4＝I4I3，U2＝ΔU ＋U3，I2＝I3＝I 线．
(3)输电电流：I 线＝P2U2＝P3U3＝U2－U3R 线
. (4)输电线上损耗的电功率：P 损＝I 线·ΔU ＝I2线R 线＝(P2U2)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1n2.
对点例题 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.若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：
(1)画出此输电线路的示意图；
(2)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比；
(3)用户得到的电功率是多少？
解题指导 (1)输电线路的示意图如图所示，
(2)输电线损耗的功率P 线＝100×4% kW ＝4 kW ，
又P 线＝I22R 线
所以输电线电流I2＝I3＝ P 线R 线
＝20 A 原线圈中输入电流I1＝P U1＝100 000250 A ＝400 A
所以n1n2＝I2I1＝20400＝120
这样U2＝U1n2n1＝250×20 V ＝5 000 V
U3＝U2－U 线＝5 000－20×10 V ＝4 800 V
所以n3n4＝U3U4＝4 800220＝24011
(3) 用户得到的电功率P 出＝100×96% kW ＝96 kW
答案 (1)见解题指导图 (2)1∶20 240∶11
(3)96 kW
规律总结 处理远距离输电需要注意的问题
(1)线路损耗问题
计算远距离输电有关线路功率损耗问题时，应注意不同公式中各物理量的含义及对应性，如P 损＝I2R 线，公式改为P 损＝U2/R 线，电压U 指什么电压才无误？用升压变压器的副线圈电压或用降压变压器原线圈电压都是错误的，必须对应加在导线两端损耗的电压，同理，P 损＝I2R 线的电流不能用升压变压器原线圈或降压变压器副线圈中的电流I1、I4，只能用通过输电导线的电流I2或I3.
(2)输电、配电问题
解答有关远距离输电的问题时，由于题中涉及几部分的电压、电流和功率，容易混淆，因此在解答这类问题时，最好画一个简单的输电线路示意图，将各部分电流、电压、功率分别标在图上，这样就很容易找到它们之间的关系，为顺利解答问题提供方便．
(双选)如图2是远距离输电的示意图，交流发电机E 的输出电压经升压变压器升压后，由电阻为R 的输电线向远方输电，到达用户端时再用降压变压器降压供用户使用，设变压器均为理想变压器，则下列说法正确的是 ( )
图2
A ．降压变压器与用户负载连接的总开关S 断开后，输电线上的功率损失为零
B ．降压变压器与用户负载连接的总开关S 断开后，线路上的电压损失达最大
C ．S 闭合，用户的用电器增多时，输电线上的功率损失减小
D ．S 闭合，用户的用电器增多时，用户得到的电压降低
答案 AD
解析 远距离输电示意图如下
(1)从图中可看出功率之间的关系是：
P1＝P1′，P2＝P2′，P1′＝Pr ＋P2
(2)电压之间的关系是：
U1U1′＝n1n1′，U2U2′＝n2n2′
，U1′＝Ur ＋U2； (3)电流之间的关系是：
I1I1′
＝n1′n1，I2I2′＝n2′n2，I1′＝Ir ＝I2. 无负载时，无电流输出，输电线路上的电流为0，电压损失为零，故功率损失为零，所以A
正确，B错误；当用户用电器增多即负载功率变大时，需要的输入功率变大，故输电线上的电流变大，输电线上的电压降变大，故输电线上的功率损失增大，用户得到的电压降低，所以C错误，D正确．。