高中物理选修3-2远距离输电..
鲁科版高中物理选修3-2第四章第三节电能的远距离传输
电能的远距离传输【教学目标】一、知识与技能1、知道电能输送过程中有功率损失和电压损失，2、通过探究理解降低这两种损失的方法。
3、通过探究理解远距离高压输电电路的构造，4、理解并会计算输电系统的输电电压、输电电流、功率损耗、电压损耗。
5、了解电网供电的优点和输电的新技术。
二、过程与方法1、通过阅读、思考与讨论，提高学生分析解决实际问题的能力。
2、通过理论探究、学生实验验证、演示实验验证相结合，引导学生积极主动探究，发现问题，解决问题，培养学生的科学研究方法。
三、情感态度与价值观1、通过实验探究引导学生积极主动探究，发现问题，解决问题，在学习知识的同时获得一定的成就感。
2、体会物理知识在生产、生活中的巨大作用，激发学生学好知识投身祖国建设的热情。
【教学重点难点】学习重点：通过探究理解远距离高压输电电路的构造，输电线上电能损失的计算。
学习难点：理解并会计算高压输电的输电电压、输电电流、功率损耗、电压损耗。
【教学流程】【教学过程】一、探究一：输电线的电阻对远距离输电的影响现实生活中，发电站往往距离电力用户很远，这样就导致了远距离输电的问题。
输电时，由于输电距离很远使得导线上存在不可忽略的电阻，电阻的电流热效应导致电能损耗，造成了能源的浪费。
请据下图填空：①输电电流: I= P/U；②电压损耗: △U = IR ； ③功率损耗: △P = I 2R ；分组实验一：体验输电线的电阻对远距离输电的影响 器材：学生低压交流电源（4V ），滑动电阻器（最大50Ω），小灯泡（额定电压4V ），导线若干要求：请使用以上器材模拟上图中的远距离输电电路，以滑动电阻器（最大50Ω）作为输电线的电阻，以小灯泡作为用电设备。
电路图：观察：1）改变滑动电阻器的阻值（相当于加大输电线长度，即增加输电线的电阻），观察小灯泡的亮度变化。
2）注意记住滑动变阻器的有效阻值大概为多少时小灯泡就不亮了，并和后面的实验二进行对比现象： 结论： 演示实验一和学生分组实验一实物图二、探究二：减少远距离输电损耗的方法1、远距离输电电路的两种损耗：⑴功率损耗：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。
(完整版)高中物理选修3-2知识点总结
高中物理选修3-2知识点总结第一章 电磁感应1．两个人物：a.法拉第：磁生电b.奥期特：电生磁2．产生条件：a.闭合电路b.磁通量发生变化 注意：①产生感应电动势的条件是只具备b②产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
③电源内部的电流从负极流向正极。
3．感应电流方向的叛定： (1).方法一：右手定则 (2).方法二：楞次定律：（理解四种阻碍） ①阻碍原磁通量的变化（增反减同） ②阻碍导体间的相对运动（来拒去留） ③阻碍原电流的变化（增反减同） ④面积有扩大与缩小的趋势（增缩减扩） 4. 感应电动势大小的计算： (1).法拉第电磁感应定律： a.内容：b.表达式：t n E ∆∆⋅=φ (2).计算感应电动势的公式 ①求平均值：t n E ∆∆⋅=φ_②求瞬时值：E=BLV (导线切割类) ③法拉第电机：ω221BL E =④闭合电路殴姆定律：)r （R I E +=感5．感应电流的计算： 平均电流：tr R r R E I ∆+∆=+=)(_φ 瞬时电流：rR BLVr R E I +=+=6．安培力计算： (1)平均值：tBLqt r ）（R BL L I B F∆=∆+∆==φ__(2). 瞬时值：rR VL B BIL F +==227．通过的电荷量：rR q tI +∆=-=∆⋅φ注意：求电荷量只能用平均值，而不能用瞬时值。
8．互感：由于线圈A 中电流的变化，它产生的磁通量发生变化，磁通量的变化在线圈B 中 激发了感应电动势。
这种现象叫互感。
9．自感现象：（1）定义：是指由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。
（2）决定因素：线圈越长, 单位长度上的匝数越多, 截面积越大, 它的自感系数就越大。
另外, 有铁心的线圈的自感系数比没有铁心时要大得多。
（3）类型：通电自感和断电自感 （4）单位：亨利（H ）、毫亨（mH ），微亨（μH ）。
10.涡流及其应用（1）定义：变压器在工作时，除了在原、副线圈产生感应电动势外，变化的磁通量也会在铁芯中产生感应电流。
T《DZD》高中物理选修3-2(鲁科版)(第4章 远距离输电)
1.线电压:火线与火线之间的电压,一般为380V ;2.相电压:火线与中线之间的电压,一般为220V .知识点一：三相交流电发电机、三相交流电的产生及特点5.瞬时值表达式三个绕组(A X 、B Y 、C Z )中产生的感应电动势可用函数分别表示为 sin A m e E wt =；2sin()3B m e E wt π=-；4sin()3C m e E wt π=- 6.e -t 图象:三相交变电流的e -t 图象如图所示.*注：(1)三相交变电流的每一相电流的变化规律跟前面学过的正弦式交变电流完全相同.(2)三相电流间的相位关系决定了表达式和图象的关系.(3)三相交流发电机由于电枢的特殊连接关系,对外供电时电压(及电流)不是简单地相加或相减的关系.【典例1】请将左边的三相交流发电机的电源绕组连接方式与右边两个接法简图用笔划线对应起来。
【答案】-----；-------。
即横连【拓展】电源绕组的星形接法中，电源的相电压与线电压的关系是什么？电源绕组的三角形接法中，电源的相电压与线电压的关系是什么？【解析】（1）把三相电源三个绕组的末端a ’、b ’、c ’连接在一起，成为一公共点o ，从始端a 、b 、c 引出三条端线，这种接法称为“星形接法”又称“Y 形接法”.如图所示.从每相绕组始端引出的导线叫做“相线”，又称“火线”.图中的o 称为“中性点”.从中性点引出的导线称为“中性线”，简称“中线”.这种具有中线的三相供电系统称为“三相四线制”.每相相线与中线间的电压称为“相电压”，其有效值分别用Vao 、Vbo 、Vco ）表示.每两根相线之间的电压称为“线电压”，其有效值分别用Vab 、Vbc 、Vca 表示.相电压的正方向规定为自始端到中性点.线电压的正方向，例如Vab 的正方向，规定为自始端a 到始端b.星形接法，相电压和线电压显然是不同的，且各相电压之间的相位不同，故在计算相电压和线电压之间的关系时应用矢量方法计算.如有Vab =2Vaocos 30°； Vbc =2Vbocos 30°；Vca =2Vcocos 30°；表示了相电压和线电压之间方向和数量关系. (2) 将一相绕组的末端与另一相绕组的始端相接，组成一封闭三角形，再由绕组间彼此连接的各点引出三根导线作为连接负载之用.这样的连接法称为“三角形接法”，也称“△接法”.如图所示.由图中可见，在△接法中，端线之间的线电压也就是电源每相绕组的相电压，因此有Vab =Vaa ’; Vbc =Vbb ’; Vca =Vcc ’. 【答案】（1）U 线3相=380V ； （2）U 线=U 相=220V【典例2】三相交流发电机的三个线圈中A 相的电压为u ＝311sin 100πtV ，那么（ ）A .三个线圈中交流电的频率都是50HzB .在t ＝0时，其他两个线圈的输电电压为零C .若按Y 形接法，任意两线间的电压的最大值为380VD .若按△形接法，任意两线间的电压的有效值为220V 【解答】正确答案是A 、D .【点拨】三相交流发电机的每个线圈的频率、电压的有效值(或最大值)均相同，但由于不同步，所以任一时刻的瞬时值不同.在两种连接方式中线电压和相电压的关系不同.【典例3】比较三相交流发电机的三个线圈发出的三相交变电压,下列说法正确的是( )A .最大值、周期及达到最大值的时刻均相同B .最大值、周期均相同,但达到最大值的时刻依次相隔1/6周期C .最大值、周期均相同,但达到最大值的时刻依次相隔1/3周期D .最大值、周期及达到最大值的时刻均不相同【解析】选C .由三相交流电的特点可知三个线圈产生的三相电压最大值和周期相同,而达到最大值的时刻依次落后T /3,故选C . 【典例4】下列关于三相交流发电机的说法正确的是( ) A .三相交流发电机与单相交流发电机一样,主要组成部分是电枢线圈和磁极B .三相交流发电机可分为旋转磁极式和旋转电枢式两类C .三相交流发电机发出三相交变电流,但只能使用其中一相交变电流D .三相交流发电机也可以当做三个单相交流发电机,分别单独向外传送三组单相交变电流【解析】选A 、B 、D .由三相交流发电机的原理和分类可知A 、B 正确.三相交流发电机能同时产生出三相独立的交变电流,每相交变电流都能单独使用,故D 正确,C 错误.【典例5】下列关于三相交变电流的产生原理,说法正确的是( ) A .发电机中3个绕组具有相同的匝数和绕向,互成600角 B .在转动过程中,每个绕组产生的感应电动势的最大值和周期都相同C .在转动过程中,每个绕组产生的感应电动势的有效值及瞬时值都相同D .发电机的三个绕组在转动过程中达到最大值的时间依次落后T /3 【答案】选BD .知识点二：电源与负载的连接方式 电源与负载的连接方式 1.连接方式及特点2.相线、中线的区分通常用黄、绿、红三色分别表示相序为A 、B 、C 的相线,用黑色标记中线.3.线电压、相电压大小:通常情况下,相电压为220V ,线电压为380V. *注：(1)三相四线制中的中线不同于用电器设备的接地线.前者有电流通过,后者只在电器漏电时起保护作用.(2)严禁家庭照明电路中私自将接地线当零线使用.【典例1】（1）对称的负载星型接法中，负载电压与相电压和线电压有什么关系？相电流与线电流的关系是什么？（2）对称的负载三角形接法中，相电流与线电流有什么关系？ 【答案】（1）负载的星型接法中，若电源为Y 形连接，则负载的电压应等于相电压，并为线电压的1/3，线电流应等于相电流，即I 线=I 相；若电压为△形连接，则负载的电压应为线电压的1/3，又相电压等于线电压，故有3U 负=U 线=U 相，即有I 线=3I 相 (2)负载的三角形接法中，不管电源为Y 形连接还是△形连接，负载的电压应等于线电压，且都有线电流等于相电流的3倍，即 I 线=3I 相。
(鲁科版)物理选修3-2课件：第4章-第3节-电能的远距离传输
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
LK ·物理
教 学 教 法 分 析
选修3-2
课 堂 互 动 探 究
●新课导入建议 介绍引入新课
教 学 方 案 设 计
人们常把各种形式的能 (如水流能、燃料化学能、核能 ) 先转化为电能再进行传输，这是因为电能可以通过电网来传 输，那么电能在由电厂传输给用户过程中要考虑什么问题？ 这节课我们就来学习远距离输电的知识，请同学们认真仔细
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
热情．
课 时 作 业
菜
单
LK ·物理
教 学 教 法 分 析
选修3-2
课 堂 互 动 探 究
●课标解读 1．引导学生积极主动探究，发现问题，解决问题，在学 习知识的同时获得一定的成就感．
教 学 方 案 设 计
2．对远距离输电的典型电路有一个全面的理解认识，能 用电路的知识，变压器的知识解决相关问题．
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
LK ·物理
教 学 教 法 分 析
选修3-2
课 堂 互 动 探 究
●教学地位 本节要求学生会运用所学过的电磁学方面的知识解决一
教 学 方 案 设 计
个实际问题 ——电能的输送．本节内容是本章的综合体现， 并且在高考中经常考查，因此是一节重要的内容，要使学生 充分理解降低输电损耗的两个途径 ， 能用能量守恒的观点解 决电能的输送问题 .
选修3-2
课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
演示结束
人教课标版高中物理选修3-2：《电能的输送》教案-新版
电能的输送【核心素养】通过《电能的输送》的学习过程，培养学生主动探究、发现问题、解决问题；教育学生节约用电，养成勤俭节约的好习惯。
【教学目标】1.知道为什么要远距离输电、“便于远距离输送”是电能的优点之一，掌握高压输电的过程。
2.掌握降低输电损耗的两个途径。
3.了解电网供电的优点和意义。
【教学重点难点】1.输电线上电压损失与功率损失产生的原因及如何减少两种损耗。
2.高压输电电路图画法及电路图中三个回路的电压、电流、功率的关系。
【教学方法】讲授法、演示实验法、分组讨论法、PPT 展示。
【教学过程】一．复习第四节重要知识点（采用提问全班学生的形式来复习，同时在PPT 上展示复习的知识点）1.变压器的工作原理：利用电磁感应把原线圈的电能传输给副线圈，副线圈把电能传递给负载。
2.理想变压器的基本规律：电压关系： 电流关系： 功率关系： 3.变压器的结构示意图和电路中的画法。
2121n n U U =1221n n I I =21P P =二．为什么要远距离输电？通过PPT展示核心城市“北京”、“上海”、“广州”、“香港”四幅美丽的夜景图。
（一）师生互动环节教师：如此美丽的夜景，如果没有电，还能看到这些美景吗？学生回答：不能教师：电从哪里来？学生回答：发电厂教师：怎么样把电能送过来？学生回答：用两根导线连接发电厂和用户即可把电能输送过来教师：我们国家著名的发电厂有哪些？”（二）教师通过PPT讲授用PPT展示“秦山核电站”、“内蒙古准格尔热电厂”、“三峡水电站”、“达板城风力发电站”，用PPT把发电厂和核心城市的位置标在国家地图上，学生会发现两个位置相距甚远，故需要远距离输电。
三．输送电能有哪些基本要求？（采用边提问学生边解释、总结的方式来完成）可靠：是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。
保质：就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。
经济：是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小。
四．降低输电损耗的两个途径。
物理选修3-2《电能输送》教学案例
物理选修3-2《电能输送》教学案例一、案例背景电能的输送是一个理论性和技术性都很复杂的系统工程，属于电力工程学科的一个分支。
在高中仅仅对它做一个初步的了解，教学中要围绕输送电能“可靠”“保质”“经济”的基本要求展开。
怎样减少电能的损失，怎样既“经济”又“保质”地将电能送到用户，输电电压不是越高越好这些问题是本课的教学重点。
在本校的一次公开课上，我作了如下的处理：二、案例描述：师：从一段输电视频引入。
板书：电能输送。
同学们通过视频知道三峡电主要输往那些地方？生：；输往华中、华东的上海、浙江、广东等地。
师：三峡电输往几千公里外的这些地方，电能在输送过程中我们要考虑那些问题？生：能量损失，主要是导线上能量损失，电压不稳等。
师：同学们有很多疑问，今天我们就进入电能输送的学习，我们知道电能输送过程中有一部分能量转化为热能，白白损失掉。
距离越长损失越大，如何减小这些损失是非常重要得。
因些我提出这样一个问题，如何减小输电电线上的功率损失？我们一起来解决。
现在请同学小组讨论。
生：讨论1分钟：板书：如何减小输电电线上的功率损失？师：同学们讨论据焦耳定律q＝i2rt,得输电线上电功率损失δp＝？生：δp＝i2r.师：因此要减小输电线上电功率损失可行办法？生：减小导线上的电阻或减小输电电流。
师：我们在高一学习过电阻r哪些因素决定？生：有电阻率ρ、长度l、截面积s。
师：在输电的过程中这三个量是不是都可以改变？生：导线的长度不能变的。
师：因此我们只能采用电阻率ρ小，截面积s大的材料。
师：哪些材料的电阻率比较小些？生：铜、铝、银等师：在生产生活中通常采用铝导线，因为铜的价格高，密度大在其他条件相同情况下铜、较重不易架设。
同学们我们能不能仅通过增大截面积来减小功率损失的要求。
我们来看一段资料。
把功率200 kw电能用铝线（电阻率为2.9χ10-8ωm）送到10 km以外，要使功率损失为输送功率的10%，用110 v电压输电，导线横截面积多大？师：大家知道这样大面积有多大呢？猜一猜有多大？s=96000 mm2.（演示）脸盆大小。
山东省德州市乐陵一中高中物理 5.5 电能的输送学案 新人教版选修3-2
山东省德州市乐陵一中高中物理 5.5 电能的输送学案 新人教版选修3-2学习目标：1. 知道输电过程2. 理解为什么远距离输电要用高压3. 会分析如何减少输电线上的电压和电功率的损失学习重点：1．理论分析如何减少输电过程的电能损失．2.远距离输电的原理．学习难点：远距离输电原理图的理解．学习过程：一．输送电能的基本要求： ， 和 。
二．输电线路上的损失1.损失原因：由于输电线有 ，当电流通过输电线时，产生 ，损失一部分电能，同时输电线上有电压降，故又损失一部分 .2.降低输电损耗的途径：由P 损= = 可见，降低输电线上电能损耗的方法有哪些？这些可以减少电能损耗的方法中，行之有效的方法是：三．远距离输电原理图：R 用以上图中各量之间的关系是：课堂练习：1.在电能输送的电功率一定时，输电线上损失的功率A.与输送电压的平方成正比B.与输送电压的平方成反比C.与输送电流成正比D.与输送电流的平方成正比2.某用电器距离供电电源L ，线路上的电流为I ，若要求线路上的电压降不超过U ，已知输电导线的电阻率为ρ，那么该输电导线的横截面积的最小值是（ ） A.U lI ρ B.I 2ρ C.U lI 2ρ D.ρI 2UL 3. 用10kV 高压输送电功率为100kW 的交流电，在输电线上损失2％的电功率，输电线的总电阻为________Ω；如改用5kV 电压输送100kW 的交流电，输电线上损失的电功率为________kW.4. 一台交流发电机的输出功率为50kW ，输出电压为240V ，输电线总电阻R=30Ω，允许损失功率为输出功率的6％，为满足用电需求，则该输电线路所用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少?能使多少盏“220V100W"的电灯正常发光?巩固训练：1.某发电厂原来用11kV 的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到220kV 输电，输送的电功率都是P ，若输电线路的电阻为R ，则下列说法中正确的是A.根据公式，I=P ／U ，提高电压后输电线上的电流降为原来的1／20B.根据公式I=U ／R ，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍C.根据公式P=I 2R ，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的1／400D.根据公式P=U 2／R ，提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的400倍2.输电线的电阻共计r ，输送的电功率是P ，用电压U 送电，则用户能得到的电功率为A.PB.r U P P 2⎪⎭⎫ ⎝⎛-C.r U P 2-D.r U P 2⎪⎭⎫ ⎝⎛ 3.某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 221- C.I 2R D.I(U 1-U 2)4.分别用1100V 和22000V 的电压输电，若输送的电功率相同，导线的材料和送电距离也相同，则当两次输电损失的电功率相等时，两次所用导线的横截面积之比为A.1：20B.20：1C.1：400D.400：15.如图所示，理想变压器的原线圈接高电压，降压后通过一段电阻不可忽略的线路接用电器.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 和用电器R1上的功率P 1将分别是（ ）A.U 增大，I 增大，P 1增大B.U 增大，I 减小，P 1增大C.U 减小，I 减小，P 1减小D.U 减小，I 增大，P 1减小6.一小水电站，输出的电功率为20kW ，输电线总电阻为0.5Ω，如果先用400V 电压输送，后又改用2000V 电压输送，则输送电压提高后，输电导线上损失的电功率的变化情况是（ ）A.减少50WB.减少1200WC.减少7.68×106WD.增大7.68×106W7.甲地通过某输电线向乙地输送1.0×105kW 电功率，如果用5.5×103V 电压送电，输电线上损失的电功率为4.0×l02kW;如果改用1.1×l05V 电压送电，输电线上损失的电功率为________kW，若要求两次损失的电功率相同，则两次所用导线的横截面积之比为S1：S2=________.8.有一台内阻为1Ω的太阳能发电机，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，输电线的总电阻R=4Ω，全校共22个班，每班有"220V40W"灯6盏，若全部电灯正常发光，则①发电机输出功率多大?②发电机电动势多大?③输电效率多少?④若使灯数减半并正常发光，发电机输出功率是否减半?。
人教版高中物理选修3-2第五章第5节电能的输送同步训练
人教版物理选修3-2 5.5电能的输送同步训练一、单项选择题（下列选项中只有一个选项满足题意）1．图示为远距离输电线路的示意图，若保持发电机的输出电压不变，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小时，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2．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且都有一个线圈可调，发电厂的输出电压及输电线的电阻均不变。
在用电高峰期，随着用户耗电量的增大导致实际用户电压偏低，为使用户电压达到正常，下列说法中正确的是( )A．仅P1上调一点可使用户电压升高，线路损失减小B．仅P2上调一点可使用户电压升高，线路损失增大C．仅P2下调一点可使用户电压升高，线路损失减小D．仅P1下调一点可使用户电压升高，线路损失增大3．如图为远距离高压输电的示意图，关于远距离输电，下列表述不正确的是（）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4．我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些。
这是因为用电高峰时（）A．用户串联的用电器增多，总电阻比深夜时大，输电线路上的电流小，灯两端的电压较低B．用户串联的用电器增多，总电阻比深夜时大，输电线路上的电流小，通过灯的电流较小C．用户并联的用电器增多，总电阻比深夜时小，输电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大D．输电线路上电流恒定，但用户并联的用电器比深夜时多，通过灯的电流小5．输电线的电阻为r，输送功率为P，送电电压为U，则用户能得到的电功率为A．P B．P−(PU )2r C．P−U2rD．(PU)2r6．如图所示为某一输电示意图，电厂的发电机输出功率为100 kW，输出电压U1=500 V，升压变压器原、副线圈的匝数比为n1:n2=1:20，输电线电阻为40Ω，用户需要的电压U4=220 V，变压器均为理想变压器。
2013年鲁科版物理选修3-2全册精品课件 第4章第3节
栏目 导引
第4章
远距离输电
P2 P3 U2－U3 (3)输电电流：I 线 ＝ ＝ ＝ . U2 U3 R线 (4)输电导线上损耗的电功率 P 线 ＝I 线 P2 2 U 线＝I线R 线 ＝( ) R 线． U2
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栏目 导引
第4章
远距离输电
特别提醒：(1)用户消耗的功率决定输送功率, 即用户和线路总共消耗多少功率，发电站就
栏目 导引
第4章
远距离输电
(2)减小输电电流 I P 因为 I＝ ，所以在输送电功率 P 不变的前提 U 下，提高输电电压 U 是有效措施．
栏目 导引
第4章
远距离输电
3.输电线路上的电功率损失 一般输电导线都有电阻，因此当电能通过输 电导线送向远方时，电流流过输电导线，因
输电导线有电阻而发热，从而损失电功率．
栏目 导引
第4章
远距离输电
例1 远距离输送一定功率的交流电，若输
电线电阻一定，下列说法正确的是( )
A．输电线上的电压损失跟输电电压成正比
B．输电线上的功率损失跟输电电压成正比
C．输电线上的功率损失跟输电电压的平方成
正比 D．输电线上的功率损失跟输电线上的电压损 失的平方成正比
栏目 导引
第4章
远距离输电
栏目 导引
第4章
远距离输电
新知初探自学导引
一、为什么要采用高压输电
1.电功率损失和电压损失
电功率损失 电压损失 ΔP＝______ ΔU＝_____ IR 表达式 I2 R (1)减小导线电阻，可采 (1)增大导线的 横截面积 用________小的材料或 _________来减 电阻率 减小方 电阻 横截面积 __________更大的导线 小输电线_____ 法 (2)减小导线中 (2)减小导线中电流 电流
鲁科版物理选修3-2第4章第3节知能演练轻松闯关
1.(2012·台州高二检测)在远距离输电过程中，为减少输电线路上的电能损失，可采用的最佳方法是( )A ．使输电线粗一些B ．减短输电线长度C ．减少通电时间D ．采用高压输电解析：选D.减小输电线的长度不可行，因为要保证输电距离．采用直径更大的导线，可适当增大横截面积，太粗不可能，既不经济又架设困难．减少用电时间也不可以，要保障工农业生产及居民正常生活用电．提高输电电压，减小输电线上的电流是减少电能损失的最佳方法，选D.2.中国已投产运行的1000 kV 高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原采用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 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 /4 B ．P /2 C ．2P D ．4P解析：选A.由P ＝UI 可知由500 kV 的超高压输电变为1000 kV 高压输电时，输电线电流变为原来的1/2，再据P 线＝I 2R 线可得输电线上损耗的电功率将变为P /4，故选A. 3.如图为远距离输电线路的示意图：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解析：选C.变压器输入功率、输入电流的大小是由次级负载的功率大小决定的，选项A 、B 错误．用户的总电阻减小，根据P ＝U 2R ，消耗的功率增大，输电线上电流增大，线路损失功率增大，C 项正确．升压变压器的输出电压等于输电线路电阻上损失的电压加上降压变压器的输入电压，D 项错误．4.输送功率为P ，输送电压为U ，输电线电阻为R ，用户得到的电压为U ′.则下列说法中错误的是( )A ．输电线损失功率为(PU )2RB ．输电线损失功率为（U －U ′）2RC ．用户得到的功率为U ′2RD ．用户得到的功率为PU ′U解析：选C.送电电流为I ＝PU，损失电压为U －U ′，则损失功率可表示为以下几种形式：P 损＝I 2R ＝⎝⎛⎭⎫P U 2R ，A 正确；P 损＝（U －U ′）2R，B 正确；P 损＝I (U －U ′)，用户功率为P 用＝IU ′，整理后可得P 用＝PU ′U，D 正确．5.(2012·扶余高二期末)交流发电机的路端电压为220 V ，输出的电功率为4400 W ，发电机到用户单根输电线的电阻为2 Ω，求 (1)用户得到的电压和电功率各是多少？(2)如果用变压比为1∶10的升压变压器升压后向用户输电，用户处再用变压比为10∶1的降压变压器降压后使用，那么用户得到的实际电压和电功率又是多少？并画出全过程的线路示意图．解析：(1)不用变压器，直接输电时： 干线中电流：I ＝P 送U 送＝4.4×103220 A ＝20 A电线上损失的电压：U 损＝I ·R 线＝20×2×2 V ＝80 VP 损＝I ·U 损＝1600 W用户得到的电压：U 户＝220 V －80 V ＝140 V P 户＝P －P 损＝4400 W －1600 W ＝2800 W (2)用变压器时，电路如图所示．U 1＝10U ＝2200 V I 线＝P U 1＝44002200A ＝2 AU 2＝U 1－I 线R ＝2200 V －2×4 V ＝2192 V 所以U 户′＝U 210＝219.2 VP 户′＝P －I 2线×R ＝4400 W －4×4 W ＝4384 W.答案：(1)140 V 2800 W (2)219.2 V 4384 W 图见解析一、选择题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、技术和经济要求等解析：选D.输送电能的基本要求是可靠、保质、经济．减少输电线上的功率损失可采用高压输电，也可采用减小输电线电阻，即增大传输导线横截面积的方法，但不经济，且增加架设难度．实际输电时，要综合考虑各种因素．2.下列关于远距离高压直流输电的说法中，正确的是( )A ．直流输电系统只在输电环节是直流，而发电环节和用电环节是交流B ．直流输电系统只在发电环节和用电环节是直流，而输电环节是交流C ．整流器将交流变直流，逆变器将直流变交流D ．逆变器将交流变直流，整流器将直流变交流解析：选AC.直流输电系统由整流站、直流线路和逆变站三部分组成，在整流站通过整流器将交流电变换为直流电，在逆变站利用逆变器将直流电变换为交流电．因此选项A 、C 正确． 3.高压输电电压为U ，输电线电阻为r ，则下列说法正确的是( ) A ．若发电机输出功率不变，使输出电压变大，则输电线损失功率变小 B ．输电线上损失的功率为ΔP ＝U 2r ，故导线电阻越大，损失的功率越小C ．通过输电线的电流为I ＝Ur ，故输电电压越高，电流越大，损失的功率越大D ．以上说法都不对解析：选A.ΔP ＝I 2r ＝⎝⎛⎭⎫P U 2r ，ΔP 与U 2成反比，故A 正确；B 、C 混淆了输送电压U 和损失电压ΔU ，故B 、C 错误．4.用电器电阻值为R ，距交变电源的距离为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 UC.U ρLID.2UL ρI解析：选B.输电线上电压降U ＝IR ，其中R ＝ρ2L S ，则I ρ2LS ＝U ，得S ＝2ρLI U ，B 对．5.发电厂发电机的输出电压为U 1，发电厂至学校的输电线电阻为R ，通过导线的电流为I ，学校的输入电压为U 2，下列计算线路损耗功率的式子中正确的是( ) A ．U 21/R B ．(U 1－U 2)2/R C ．I 2R D ．I (U 1－U 2) 解析：选BCD.线路的损耗功率ΔP ＝I 2R ，如果ΔU 表示输电线上的电压损失，则ΔP ＝ΔU 2R或ΔP ＝ΔUI ，不难看出本题中ΔU ＝U 1－U 2，所以，正确选项为B 、C 、D ，错误选项为A.6.低温雨雪冰冻往往会造成高压输电线因结冰而损毁．为消除高压输电线上的冰凌，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰．若在正常供电时，高压线上送电电压为U ，电流为I ，热耗功率为ΔP ；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9ΔP ，则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)( ) A ．输电电流为6I B ．输电电流为9I C ．输电电压为3UD ．输电电压为13U解析：选D.高压线上的热耗功率ΔP ＝I 2R 线①若热耗功率变为9ΔP ，则9ΔP ＝I ′2R 线② 由①②得I ′＝3I ，A 、B 错．又输送功率不变P ＝UI ＝U ′I ′得U ′＝13U ，所以D 对，C 错．7.(2012·福州高二检测)500千伏超高压输电是我国目前正在实施的一项重大工程，我省超高压输电工程正在紧张建设之中．若输送功率为3200万千瓦，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 解析：选B.由于P ＝UI ，输电线上损失的热功率ΔP ＝I 2r ，则输电线上损失的热功率ΔP ＝⎝⎛⎭⎫P U 2r ，所以有：P ′P ＝U 21U 22＝⎝⎛⎭⎫2005002，P ′＝0.16 P ，B 对．8.超导是当今高科技研究的热点，利用超导材料可实现无损耗输电．现有一直流电路，输电总电阻为0.4 Ω，它提供给用电器的电功率为40 kW ，电压为800 V ．若用临界温度以下的超导电缆代替原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为( )A ．1 kWB ．1.6×103 kWC ．1.6 kWD ．10 kW 解析：选A.节约的电功率即为普通电路输电时损耗的电功率，I ＝P U ＝40×103800 A ＝50 A ．P线＝I 2R ＝502×0.4 W ＝1000 W ，故节约的电功率为1 kW ，A 项正确．9.如图为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述错误的是( )A ．增大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解析：选C.导线的横截面积越大，导线的电阻越小，电能损失也就越小，选项A 正确；在输送功率一定的前提下，提高输电电压U ，由I ＝PU 知，能减小电流I ，从而减小发热损耗，选项B 正确；若输送电压一定，由I ＝PU 知，输送的电功率P 越大，I 越大，发热损耗就越多，选项C 错误；高压输电时要综合考虑材料成本、技术、经济等各种因素，不是电压越高越好，选项D 正确．10.某小型水电站的电能输送示意图如图，发电机的输出电压为220 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解析：选AD.根据变压器工作原理可知n 1n 2＝220U 2，n 3n 4＝U 3220，由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有U 2>U 3，所以有n 2n 1>n 3n 4，A 对，B 、C不正确．升压变压器的输出功率减去输电线上损失的功率等于降压变压器的输入功率，D 正确．二、非选择题11.电站通过升压器、输电线和降压器把电能输送给生产和照明组成的用户，若发电机发电功率为1.2×105 W ，输出电压是240 V ，升压器原副线圈的匝数之比为1∶25，输电线的总电阻为10 Ω，用户需要电压为220 V ．求： (1)输电线上损失的电功率为多少？ (2)降压变压器的匝数比为多少？解析 ：(1)升压变压器的输入电流I 1＝P U 1＝1.2×105240A ＝500 A由I 1I 2＝n 2n 1得输出电流I 2＝n 1I 1n 2＝50025A ＝20 A 输电线功率损失P 损＝I 22R ＝202×10 W ＝4000 W.(2)升压变压器输出电压为U 2，由U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2U 1n 1＝25×2401V ＝6000 V输电线电压损失U 损＝I 2R ＝20×10 V ＝200 V 降压变压器的输入电压为U 3，有U 3＝U 2－U 损＝(6000－200) V ＝5800 V ， 则n 3n 4＝U 3U 4＝5800220＝29011. 答案：(1)4000 W (2)2901112.(2012·泉州高二检测)如图所示为演示远距离输电的装置，理想变压器B 1、B 2的变压比分别为1∶4和5∶1，交流电源的内阻r ＝1 Ω，三只灯泡的规格均为“6 V ，1 W ”，输电线总电阻为10 Ω.若三只灯泡都正常发光，则交变电源的电动势E 为多大？解析：设变压器B 1的原线圈电压为U 1，副线圈电压为U 2，变压器B 2的原线圈电压为U 3，副线圈电压为U 4.通过B 1原线圈的电流为I 1，输电线中的电流为I 2，B 2副线圈中的电流为I 3.根据题意得：U 4＝6 V ，而I 3＝0.5 A ．对B 2，由电流关系得：I 2＝n 4n 3I 3＝0.1 A.线路上损失的电压为ΔU 线＝I 2R 线＝1 V. 由线路上的电压关系得：U 2＝ΔU 线＋U 3， U 3U 4＝n 3n 4，U 1U 2＝n 1n 2，将有关数据代入得U 1＝7.75 V . 再对B 1使用电流关系I 1n 1＝I 2n 2，求得：I 1＝0.4 A ．最后由闭合电路欧姆定律得： E ＝I 1r ＋U 1＝8.15 V . 答案：8.15 V。
高中物理 第五章 5 电能的输送练习(含解析)新人教版选修3-2-新人教版高二选修3-2物理试题
5 电能的输送1.(2018·江苏南京期中)远距离输送交变电流都采用高压输电.我国正在研究用比330 kV高得多的电压进展输电.采用高压输电的优点是( C )A.可提高用户端电压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失D.可加快输电的速度解析:采用高压输电减小了输电电流,可减少能量损失,但不能改变交变电流的频率和输电速度,用户端电压由降压变压器决定,应当选项C正确.2.某用电器离供电电源的距离为l,线路上的电流为I.假设要求线路上的电压降不超过U.输电导线的电阻率为ρ,那么该输电导线的横截面积的最小值是( C )A.B.I2ρ C. D.解析:因为导线的总长度为2l,所以电压降U=IR=Iρ,解得S=,应当选项C正确.3.(2019·安徽芜湖检测)如下列图为远距离输电线路的示意图,假设发电机的输出电压不变,如此如下表示中正确的答案是( C )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小时,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解析:变压器的输入功率、输入电流的大小是由次级负载消耗的功率大小决定的,选项A,B错误;用户用电器总电阻减小,据P=,消耗功率增大,输电线中电流增大,线路损失功率增大,选项C正确;升压变压器的输出电压等于输电线路电阻上损失的电压加上降压变压器的输入电压,选项D错误.4.远距离输电中,当输送的电功率为P,输送电压为U时,输电线上损失的电功率为ΔP,假设输送的电功率增加为4P,而输电线中损失的电功率减为,输电线电阻不变,那么输电电压应增为( C )A.32UB.16UC.8UD.4U解析:根据题意知ΔP=()2·r,ΔP=()2·r得U′=8U,故C正确.5.(多项选择)如图为模拟远距离输电电路,两理想变压器的线圈匝数n1=n4<n2=n3,A1,A2,A3为一样的理想交流电流表.当a,b端接入低压交流电源时,如此( AC )A.A1,A3的示数相等B.A1,A2,A3的示数相等C.A1的示数大于A2的示数D.A2的示数大于A3的示数解析:因为=,=,n1=n4<n2=n3,故I1>I2,I4>I3,即A1的示数大于A2的示数,A2的示数小于A3的示数;又I2=I3,所以I1=I4,即A1,A3的示数相等,选项A,C正确,B,D错误.6.(2019·湖北宜昌检测)“西电东送〞工程中,为了减少输电损耗,必须提高输电电压.从西部某电站向华东某地区输送的电功率为 106 kW,输电电压为 1 000 kV,输电线电阻为100 Ω.假设改用超导材料作为输电线,如此可减少输电损耗的功率为( A )A.105 kWB.104 kWC.106 kWD.103 kW解析:输电电流I=,输电线路损失的电功率P损=I2R=()2R=1×105kW;当改用超导输电时,就不损失电能,因此减少的输电损耗就等于P损,故A正确.7.(2019·江西景德镇检测)某发电站的输出功率为 104 kW,输出电压为4 kV,通过理想变压器升压后向 80 km 远处用户供电.输电线的电阻率为ρ=2.4×10-8Ω·m,导线横截面积为1.5×10-4 m2,输电线路损失的功率为输出功率的4%.求:(1)升压变压器的输出电压;(2)输电线路上的电压损失.解析:(1)导线电阻r=ρ=Ω=25.6 Ω输电线路损失功率为输出功率的4%,如此4%P=I2r代入数据得I=125 A由理想变压器P入=P出与P=UI得输出电压U== V=8×104 V.(2)输电线路上电压损失U′=Ir=125×25.6 V=3.2×103 V.答案:(1)8×104 V (2)3.2×103 V8.(2019·湖南岳阳检测)关于高压直流输电,如下说法正确的答案是( A )A.高压直流输电系统在输电环节是直流B.变压器能实现直流电和交流电的转换C.稳定的直流输电存在感抗和容抗引起的损耗D.直流输电时,要考虑电网中的各台交流发电机的同步运行问题解析:直流输电在发电环节和用电环节是交流,而输电环节是直流,A正确;换流器的功能是实现交流电和直流电的转换,B错误;稳定的直流输电不存在感抗和容抗引起的损耗,不需要考虑电网中的各台交流发电机的同步运行问题,C,D错误.9.(2018·江苏徐州检测)(多项选择)为消除高压输电线上的凌冰,有人设计了这样的融冰思路:利用电流的热效应除冰.假设在正常供电时,高压线上送电电压为U,电流为I,热耗功率为P;除冰时,输电线上的热耗功率需变为9P,如此除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)( AD )A.输电电流为3IB.输电电流为9IC.输电电压为3UD.输电电压为U解析:输电线上的热耗功率P线=I2R线,热耗功率由P变为9P,如此电流由I变为3I,选项A正确.输电功率P不变,由P=UI,电流变为3I,输电电压为U,选项D正确.10.(2019·江西赣州检测)如下列图,某发电机输出功率是100 kW,输出电压是250 V,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220 V,如此升压变压器和降压变压器原、副线圈匝数比分别是( C )A.16∶1 190∶11B.1∶16 11∶190C.1∶16 190∶11D.16∶1 11∶190解析:输电线损失功率P损=100×103×5% W=5×103 W,所以,输电线电流I2==25 A,升压变压器原线圈电流I1==400 A,故升压变压器原、副线圈匝数比==.升压变压器副线圈两端电压U2=U1=4 000 V,输电线损失电压U损=I2R总=200 V,降压变压器原线圈电压U3=U2-U损= 3 800 V,故降压变压器原、副线圈匝数比为==,应当选项C正确.11.(2019·安徽合肥检测)如下列图,(甲)是远距离输电线路的示意图,(乙)是发电机输出电压随时间变化的图象,如此( D )A.用户用电器上交流电的频率是100 HzB.发电机输出交流电的电压有效值是500 VC.输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定D.当用户用电器的总电阻增大时,输电线上损失的功率减小解析:由u t图象可知,交流电的周期T=0.02 s,故频率f==50 Hz,选项A错误;交流电压的最大值 U m=500 V,故有效值U==250 V,选项B错误;输电线上的电流由降压变压器副线圈上的电阻和降压变压器原、副线圈的匝数比决定,选项C错误;当用户用电器的总电阻增大时,副线圈上的电流减小,根据=,原线圈(输电线)上的电流减小,根据P=R,输电线损失的功率减小,选项D正确.12.如图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1,n2,在T的原线圈两端接入一电压u=U max sin ωt的交流电源,假设输送电功率为P,输电线的总电阻为2r,不考虑其他因素的影响,如此输电线上损失的电功率为( C )A.()B.()C.4()2()2rD.4()2()2r解析:由瞬时值表达式知,原线圈电压的有效值U1=,根据理想变压器的电压规律可得=,由理想变压器的输入功率等于输出功率得P=I2U2,输电线上损失的电功率P损=·2r,联立可得P损=4()2()2r,故C正确.13.某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站,发电机输出功率为9 kW,输出电压为500 V,输电线的总电阻为10 Ω,允许线路损耗的功率为输出功率的4%,求:(1)村民和村办小企业需要220 V电压时,所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少?(不计变压器的损耗)(2)假设不用变压器而由发电机直接输送,村民和村办小企业得到的电压和功率是多少?解析:(1)建立如下列图的远距离输电模型.由线路损耗的功率P线=R线,可得I线== A=6 A,又因为P输出=U2I线,所以U2== V=1 500 V,U3=U2-I线R线=(1 500-6×10)V=1 440 V,根据理想变压器规律===,===所以升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别是1∶3和72∶11.(2)假设不用变压器而由发电机直接输送(模型如下列图),由P输出=UI线′,可得I线′== A=18 A所以线路损耗的功率P线=I线′2R线=182×10 W=3 240 W用户得到的电压U用户=U-I线′R线=320 V用户得到的功率P用户=P输出-P线=(9 000-3 240)W=5 760 W.答案:(1)1∶3 72∶11 (2)320 V 5 760 W。
人教版高中物理选修3-2第5章 第5节
高中物理学习材料金戈铁骑整理制作第5章 第5节基础夯实1．(2010·浙江温州高二期中)远距离输送交流电都采用高电压输电，我国正在研究比330kV 高得多的电压进行输电，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 ．可减小输电线上能量损失D ．可加快输电的速度 答案：AC解析：由于远距离输电，往往输送电功率一定，据P ＝UI ，输送电压U 越高，则输送电流I ＝PU 越小，据P 线＝I 2R ，当要求输电线损耗一定的情况下，输电线电阻可略大，导线可做得细一些或选择电阻率略大的材料(非铜材料)；若输电线确定，即r 一定，则可减少线路上的能量损耗，故A 、C 正确，而交流电的频率是一定的，不能调节，输电的速度就是电磁波也就是光的传播速度，也一定，故B 、D 不正确．2．(2010·北师大附中高二期中)发电机的路端电压为U ，经电阻为R 的输电线向远方用户供电，发电机的输出功率为P ，则( )A ．输电线上的电流为P UB ．输电线上的功率损失为U 2RC ．用户得到的功率为P －(PU )2RD ．用户得到的电压为PRU答案：AC3．某农村水力发电站的发电机的输出电压稳定，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后用输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器，经降低电压后，再用线路接到各用户，设两变压器都是理想变压器，那么在用电高峰期，白炽灯不够亮，但用电总功率增加，这时( )①升压变压器的副线圈的电压变大； ②高压输电线路的电压损失变大； ③降压变压器的副线圈上的电压变大；④降压变压器到各用户的输电线上的电压损失变大． A ．①② B ．②③ C ．③④ D ．②④答案：D解析：本题考查输电线路的电压损失．用电高峰期，用户端总电阻由于并联电灯增多而减小，从而电流增大，又由U 损＝Ir 可知，输电导线上的电压损失变大，升压变压器副线圈的电压不变，降压变压器原、副线圈上的电压变小，而降压变压器到各用户的输电线上的电压损失变大．故正确答案为D.4．下图为远距离高压输电的示意图，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 答案：ABD解析：远距离输电过程中的主要能量损耗是输电导线的发热损耗，由P 失＝I 2R 可以看出，在保证输电功率的前提下有两种方式可减小输电中的能量损失：一是减少输电线的电阻，由R ＝ρLS 知，A 正确．二是减小输电电流，B 正确．若输电电压一定，由P ＝UI 知输送的电功率越大，输电电流越大，则输电中能量损耗P 失＝I 2R 越大，C 错误．在影响高压输电的因素中另一个重要因素是电晕放电引起的电能损耗，在输出电压越高时，电晕放电引起的电能损失越大，D 正确．5．某发电厂用2.2kv 的电压将电能输送到远处的用户，后改用22kv 的电压，在既有输电线路上输送同样的电功率，前后两种输电方式消耗在输电线上电功率之比为________，要将2.2kv 的电压升高到22kv ，若变压器原线圈的匝数为180匝，则副线圈匝数应该是________匝．答案：100∶1 1800解析：由于前后两次输送的电功率相等，则有IU ＝I ′U ′，所以U ′U ＝I I ′＝101，p p ′＝I 2R I ′2R ＝100，由变压器的原理：U 1U 2＝n 1n 2，可得n 1n 2＝2.222＝110＝180n 2，所以n 2＝1800匝．本题主要考查了变压器以及远距离高压送电，在解题时要注意电路上损失的电功率的计算，以及变压器的升压比等于其匝数比．6．(2010·山东潍坊高二期中)某小型实验水电站输出功率P ＝38kW ，输电线路总电阻r ＝1Ω.(1)若采用U ＝380V 输电，求输电线路损耗的功率P 1. (2)若改用U 1＝10000V 高压输电，用户端利用n 1n 2＝的变压器降压，求用户得到的电压U 2.答案：(1)10kW (2)227.19V解析：(1)输电线上的电流强度为I ＝P U ＝38×103380A ＝100A输电线路损耗的功率为P 损＝I 2R ＝1002×1W ＝10kW(2)改用高压输电后，输电线上的电流强度变为I 1＝P U 1＝38×10310000A ＝3.8A变压器原线圈两端的电压U ′＝U －I 1R ＝(10000－3.8×1)V ＝9996.2V 根据U ′U 2＝n 1n 2用户得到的电压为U 2＝n 2n 1U ′＝144×9996.2V ＝227.19V .7．家庭电路的引线均有一定电阻(约几欧姆)，因此当家中大功率用电器如空调、电炉工作时，家中原来开着的电灯会变暗，下面通过一个简单的测试，可以估算出家庭电路引线部分的电阻，如图所示，用r 表示家庭电路引线部分的总电阻，V 为两表笔插入插座的交流电压表，M 为一个额定功率为P 额定电压为U 额的空调(P 较大)．测试时，先断开所有家电电路，测得电压为U 1，再闭合电键S ，测得电压为U 2.(1)试推导估算r 的表达式(设电源两端电压保持恒定)；(2)若P ＝2.0kW ，U 额＝220V ，测得U 1＝220V ，U 2＝210V ，则引线部分总电阻约为多少？答案：(1)r ＝U 1－U 2U 2P·U 2额(2)r ＝1.15Ω解析：(1)断开所有家电电路时，U 源＝U 1，S 闭合后， I r ＝U 2U 2额P ，U r ＝U 1－U 2，所以r ＝U r I r ＝U 1－U 2U 2P ·U 2额.(2)把U 1、U 2、U 额、P 代入公式得r ＝1.15Ω.能力提升1．用变压器进行远距离输电，输送的电功率为P ，输送的电压为U ，输电导线上的电阻率为ρ，导线横截面积为S ，导线总长为L ，输电线损耗的电功率P 1，用户得到的电功率为P 2则( )A ．P 1＝U 2SρLB ．P 1＝P 2ρLU 2SC ．P 2＝P －U 2SρLD ．P 2＝P －P 2ρLU 2S答案：BD解析：由导线输送的电功率P ＝UI 知，输电导线上的电流强度I ＝PU ，由电阻定律得R＝ρL S ，所以导线上损耗的功率为导线上产生的热功率P 1＝I 2R ＝P 2U 2ρL S ，B 正确，用户得到的电功率P 2应为输送的电功率减去导线损耗的热功率，即P 2＝P －P 1＝P －P 2ρLU 2S，D 正确．2．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220V 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 答案：AD解析：由于输电线上的功率损耗，故升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率．故D 正确.U 2U 1＝n 2n 1，U 3U 4＝n 3n 4，因为U 1＝200 V<U 4＝220 V ，U 2>U 3＝U 2－U 线，故n 2n 1>n 3n 4，选项A 正确．3．用U 1和U 2两种电压通过相同长度和材料的导线输电，若输送的电功率相等，若输电导线上损失的电功率也相同，则在两种情况下输电导线截面积之比S 1S 2为( )A.U 2U 1 B.U 1U 2 C.⎝⎛⎭⎫U 2U 12D.⎝⎛⎭⎫U 1U 22答案：C解析：由输送的电功率P ＝IU ，损失的功率ΔP ＝I 2R 得ΔP ＝P 2U 2R 由题意知，P 2U 21R 1＝P 2U 22R 2，由此得R 1R 2＝U 21U 22因为R ＝ρL S ，所以S 1S 2＝U 22U 21.4．风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，如图所示风车阵中发电机输出功率为100kW ，输出电压是250V ，用户需要的电压是220V ，输电线电阻为10Ω.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)用户得到的电功率是多少． 答案：(1)1∶20 240∶11 (2)96kW 解析：(1)输电线损失的功率 P 损＝P ×4%＝100kW ×4%＝4kW. 输电线是民流I 2＝P 损R 线＝4×10310A ＝20A. 升压变电器输出电压U 2＝P I 2＝100×10320V ＝5×103V.升压变压器原、副线圈匝数比：n 1n 2＝U 1U 2＝2505000＝120.电压损失U 损＝I 2R 线＝20×10V ＝200V . 降压变压器原线圈端电压U 3＝U 2－U 损＝4800V .降压变压器原、副线圈匝数比n 3n 4＝4800220＝24011.(2)用户得到的电功率即降压变压器的输出功率为 P 用＝P －P 损＝P (1－4%)＝100×96%kW ＝96kW.5．三峡水利枢纽工程是中国规模最大的水利工程，枢纽控制的流域面积为1.0×106km 2，占长江流域面积的56%，坝址所在位置的年平均流量为4.51×1011m 3，水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面．在发电方面，三峡电站安装水轮发电机组26台(如图所示)，总装机容量(是指26台发电机组同时工作时的总发电功率)为P ＝1.82×107kW ，年平均发电量约为W ＝8.4×1010kW·h ，该工程将于2009年全部竣工，电站主要向华中、华东电网供电，以缓解这两个地区的供电紧张局面．阅读上述资料，解答下列问题．(水的密度ρ＝1.0×103kg/m 3，g 取10m/s 2)(1)若三峡电站上、下游水位差按H ＝100m 计算，试推导三峡电站将水流的势能转化为电能的效率η的公式，并计算出效率η的数值；(2)若26台发电机组全部建成并发电，要达到电量的要求，每台发电机组平均年发电时间t 为多少天？(3)将该电站的电能输送到华中地区，输送电功率为P 1＝4.5×106kW ，采用超高压输电，输电电压为U ＝5×105V 而发电机输出的电压约为U 0＝1.8×104V ，要使输电线上损耗的功率小于输送电功率的5%.求：发电站的升压变压器原、副线圈的匝数比和输电线路的总电阻的范围．答案：(1)67.1% (2)192.3天 (3)9250 2.78Ω解析：(1)发电站的能量转化效率η＝W 电W 机×100%＝W 年电ρVgH ×100%＝W 年电ρQgH ×100%.代入数据η＝8.40×1010×103×36001.0×103×4.51×1011×10×100×100%≈67.1%.(2)根据P ＝W t ，有t ＝WP ＝8.40×10101.82×107×24天≈192.3天．(3)升压变压器匝数比为n 1n 2＝U 0U ＝18×103500×103＝9250. 根据P 1＝IU 得I ＝9.0×103A.由P 损＝I 2R ＝5%P 1得R ＝2.78Ω，所以R 要小于2.78Ω.。
人教版物理选修3-2试题 5.5
第5节 电能的输送【测控导航】知识点 题号 1.输电电压损失 1、52.输电功率损失 2、3、6、7、103.对高压输电的理解 94.远距离输电问题4、5、6、8、11巩固基础1.对交流输电线路来说,输电线上的电压损失( D ) A.只由电阻造成 B.只由感抗造成 C.只由容抗造成D.由A 、B 、C 所述三个因素造成解析:输电线有电阻,对交流电还有感抗和容抗,所以选D.2.(2012年吉林省油田高中高二第一学期期末)关于减小远距离输电线上的功率损耗,下列说法正确的是( C )A.由功率P=U 2/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=I 2R,应减小导线电阻或减小输电电流D.上述说法均不对解析:输电线上的功率损耗P=I 2R=U 2/R=IU,式中I 应为输电线上电流,U 应为输电线上所损失的电压,R 为输电线上的电阻.计算输电线上的功率损耗,所用公式中各个物理量应为输电线上对应的物理量.3.输电导线的电阻为r,输送电功率为P,现分别用U 1和U 2两种电压来输电,则两次输电线上损失的功率之比为( C ) A.U 1∶U 2 B.∶ C.∶ D.U 2∶U 1解析:由P=UI 得输电线中的电流I=错误！未找到引用源。
.输电线中损失的功率P 损=I 2r=(错误！未找到引用源。
)2r=错误！未找到引用源。
.即在输送功率和输电线电阻不变的情况下,损失的功率与输电电压的平方成反比. 所以∶=∶.4.某用电器离供电电源的距离为l,线路上的电流为I,若要求线路上的电压降不超过U,已知输电导线的电阻率为ρ,那么,该输电导线的横截面积最小值是( B )A.错误！未找到引用源。
B.错误！未找到引用源。
C.错误！未找到引用源。
D.错误！未找到引用源。
解析:输电线的电阻r=ρ错误！未找到引用源。
,输电线上电压损失U=Ir=I ρ错误！未找到引用源。
,所以S=错误！未找到引用源。
2021-2022学年高二物理沪科版选修3-2学案：3.1 高压输电原理
学案1高压输电原理[目标定位] 1.把握输电过程中降低输电损耗的两个途径.2.理解高压输电的原理.3.会对简洁的远距离输电线路进行定量计算.一、远距离输电为什么要用高电压[问题设计]如图1所示，假定输电线路中的电流为I，两条导线的总电阻为R，在图中导线电阻集中画为r，输送功率为P，发电厂输出的电压为U.那么：图1(1)远距离大功率输电面临的困难是什么？(2)输电线上功率损失的缘由是什么？功率损失的表达式是什么？降低输电损耗的两个途径是什么？(3)为什么远距离输电必需用高压呢？答案(1)在输电线上有功率损失.(2)由于输电线有电阻，当有电流流过输电线时，有一部分电能转化为电热而损失掉了.这是输电线上功率损失的主要缘由.功率损失表达式：ΔP＝I2R，所以降低输电损耗的两个途径为：①减小输电线的电阻R；②减小输电电流I. (3)由于发电厂的输出功率P是确定的，由P＝UI得，要减小输电电流I，必需提高输出电压U.[要点提炼]输电线上的电压损失和功率损失(设输电线的电阻为R，电流为I) 1.电压损失输电线始端电压U与输电线末端电压U′的差值.ΔU＝U－U′＝IR.2.功率损失(1)远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损失，损失的电功率ΔP＝I2R.(2)若输电线上损失的电压为ΔU，则功率损失还可以表示为ΔP＝ΔU2R，ΔP＝ΔU·I .3.减小电压、功率损失的方法(1)减小输电线的电阻R由R＝ρLS可知，距离L确定时，使用电阻率小的材料，增大导体横截面积可以减小电阻.(2)减小输电电流I由P＝UI可知，当输送功率确定时，上升电压可以减小电流.[延长思考]为什么在用电高峰期家中的白炽灯灯光较暗？答案用电高峰期到用户家中的输电线电流I较大，输电线上损失的电压ΔU＝Ir较大，用户得到的电压U－ΔU较低，达不到额定功率，因此白炽灯灯光较暗.二、沟通输配电网发电机发出的交变电流先送到升压变电站，将电压上升到220 kV以上，由高压输电线向远处输送.在用电区，先由第一级变电站将电压降到110 kV，再输送到其次级变电站，将电压降到10 kV，送到用电区.对一般生活用电，则还要用变压器进一步将电压降到220 V.一、降低输电损耗的途径例1如图2所示为远距离高压输电的示意图，关于远距离输电，下列表述正确的是()图2A.增加输电导线的横截面积有利于削减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.在输送电压确定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D.高压输电必需综合考虑各种因素，不愿定是电压越高越好解析由P损＝I2R和R＝ρLS知S越大，R越小，P损越小，所以A正确.由P＝UI及P损＝I2R知B正确，C错误.电压越高，对输电线路绝缘性能和对变压器的要求越高，实际输送电能时，要综合考虑各种因素，所以D 正确. 答案 ABD二、输电线上功率损失的计算例2 发电厂发电机直接向学校供电，发电机输出电压为U 1，发电厂至学校的输电导线总电阻为R ，导线的电流为I ，学校得到的电压为U 2，则下列关于输电线损失的功率的式子中错误．．的是( ) A.U 21R B.(U 1－U 2)2RC.I 2RD.I (U 1－U 2)解析 用P ＝U 2R 求电阻上损失的功率时，U 要与电阻R 相对应，选项A 中的U 1是输出电压不是输电线上的电压，故A 是错误的.B 中的U 1－U 2是输电线上的电压，因此，B 是正确的.C 、D 中的电流I 是输电线中的电流，故C 、D 都是正确的. 答案 A例3 三峡电站某机组输出的电功率为50万千瓦. (1)若输出的电压为20万伏，则输电线上的电流为多少？(2)某处与电站间每根输电线的电阻为10欧，则输电线上损失的功率为多少？它占输出功率的几分之几？ (3)若将电压上升至50万伏，输电线上的电流为多少？输电线上损失的功率又为多少？它占输出功率的几分之几？解析 (1)由P ＝UI 得I ＝P U ＝5×108 W 2×105 V＝2 500 A(2)输电线上损失的功率ΔP ＝I 2·2r ＝2 5002×2×10 W ＝1.25×108 W 损失功率与输出功率之比为ΔP P ＝1.25×1085×108＝14＝25%(3)将电压上升至50万伏时，I ′＝PU ′＝5×108 W5×105 V ＝1 000 A输电线上损失的功率ΔP ′＝I ′2·2r ＝1 0002×2×10 W ＝2×107 W 损失功率与输出功率之比为ΔP ′P ＝2×1075×108＝125＝4%答案 (1)2 500 A (2)1.25×108 W 25% (3)1 000 A 2×107 W 4%针对训练 在我国北方部分地区经常毁灭低温雨雪冰冻天气，高压输电线因结冰而造成严峻损毁，如图3所示，为消退高压输电线上的冰凌，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰.在正常供电时，高压线上送电电压为U ，电流为I ，热耗功率为ΔP ；若输电功率和输电线电阻不变，除冰时，需要输电线上热耗功率为9ΔP ，则除冰时( )图3A.输电电流为3IB.输电电流为9IC.输电电压为3UD.输电电压为13U答案 AD解析 高压线上的热耗功率为ΔP ＝I 2R 线① 若热耗功率变为9ΔP ，则9ΔP ＝I ′2R 线②由①②得I ′＝3I ，A 对.又输送功率不变，P ＝UI ＝U ′I ′，得U ′＝13U ，所以D 对.1.(降低输电损耗的途径)中心电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高，农夫负担过重，其客观缘由是电网陈旧老化.近来，农村进行电网改造，为削减远距离输电的损耗而降低电费价格可实行的措施有( )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答案 C解析 电费凹凸与线路损耗有关，损耗越大，电费越高，削减损耗的途径：(1)减小输电导线中的电流，即可提高输电电压；(2)减小输电线的电阻，即增大输电导线的横截面积，故C 正确.2.(输电线上电压损失问题)照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的.可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些.这是由于用电高峰时( ) A.总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低 B.总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小 C.总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大 D.供电线路上电流恒定，但开的灯比深夜时多，通过每盏灯的电流小 答案 C解析 照明供电线路的用电器是并联的，晚上七、八点钟用电高峰时，用电器越多，总电阻越小，供电线路上的电流越大，输电线上损失的电压较大，用户得到的电压较小，所以电灯比深夜时要显得暗，故选C. 3.(输电线上功率损失的计算)远距离输电，原来用电压U 0输送，输电线上损失的功率为P 0，现要使输电线路上损失的功率削减到原来的1%，在保持输送功率不变的状况下，输电电压变为____U 0. 答案 10解析 设输送功率为P ，则P 0＝(P U 0)2R 线，0.01P 0＝(PU)2R 线，所以U ＝10 U 0.4.(输电线上功率损失的计算)一座小型发电站，用总电阻是0.5 Ω的输电线把电输送给用户，发电站输送的电功率是20 kW.假如用250 V 的电压输电，估算输电导线上的功率损失和用户得到的功率.假如改用500 V 的电压输电，输电线上的功率损失和用户得到的功率又各是多少？ 答案 3.2 kW 16.8 kW 0.8 kW 19.2 kW解析 假如用250 V 的电压输电，输电线上的功率损失为P 损＝(P U )2R ＝(20×103250)2×0.5 W ＝3.2 kW用户得到的功率为P 用＝P －P 损＝20 kW －3.2 kW ＝16.8 kW假如改用500 V 的电压输电，输电线上的功率损失为 P 损′＝(P U ′)2R ＝(20×103500)2×0.5 W ＝0.8 kW用户得到的功率为P 用′＝P －P 损′＝20 kW －0.8 kW ＝19.2 kW.题组一 降低输电损耗的途径1.远距离输送沟通电都接受高压输电.我国正在争辩用比1 000 kV 高得多的电压进行输电.接受高压输电的优点是( )A.可节省输电线的材料B.可依据需要调整沟通电的频率C.可减小输电线上的能量损失D.可加快输电的速度 答案 AC解析 由于远距离输电，往往输送电功率确定，依据P ＝UI ，输送电压U 越高，则输送电流I ＝PU越小，据P线＝I 2R知，当要求在输电线能量损耗确定的状况下，输电线电阻可略大，导线可做得细一些或选择电阻率大的材料(非铜材)；若输电线确定，即R 确定，则可减小线路上的能量损耗，故A 、C 项正确；而沟通电的频率是确定的，不需调整，输电的速度就是电磁波的传播速度，也是确定的，故B 、D 项不正确. 2.远距离输电时，在输送功率不变的条件下( ) A.增加导线的电阻，可以减小输电电流，提高输电效率 B.提高输电电压，可以减小输电电流，提高输电效率 C.提高输电电压，势必增大输电导线上能量的损耗 D.提高输电电压，势必增大输电导线上的电流 答案 B解析 在输送功率确定的前提下，P 输＝U 输·I 输，P损＝I 2输·R 线，η＝P 输－P 损P 输×100%，所以选项B 正确. 3.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 ＝U 2R ，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 ＝I 2R ，应减小导线电阻或减小输电电流D.上述说法均不对 答案 C解析 输电时导线上损失的电压ΔU ＝IR ，它不同于输电电压，P ＝U 2R 或P ＝IU 中的U 应为导线上损失的电压ΔU ，故A 、B 错误，导线上功率的损失为发热损失，P ＝I 2R ，故C 正确. 题组二 输电线上功率损失的计算4.在电能输送过程中，若输送的电功率确定，则在输电线上损失的电功率( )A.随输电线电阻的增大而增大B.和输送电压的平方成正比C.和输电线上电压降落的平方成正比D.和输电线中电流的平方成正比 答案 ACD解析 由损失功率公式P 损＝I 2R 线＝(P 输U 输)2R 线＝ΔU 2损R 线.5.超导材料电阻降为零的温度称为临界温度.1987年我国科学家制成了临界温度为90 K 的高温超导材料，利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电.现有始终流电路，输电线的总电阻为0.4 Ω，它供应应用电器的电功率为40 kW ，电压为800 V.假如用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供应用电器的功率和电压不变，那么节省的电功率为( ) A.1 kW B.1.6×103 kW C.1.6 kW D.10 kW答案 A解析 输电线中电流I ＝PU ，输电线上损失功率P ′＝I 2R 线＝P 2R 线U2＝1 kW.6.输电线的电阻为R ，输送电功率为P .现分别用U 1和U 2两种电压来输电，则两种输电线上损失的功率之比为( ) A.U 1∶U 2B.U 21∶U 22C.U 22∶U 21D.U 2∶U 1答案 C解析 由P ＝UI 得输电线中的电流I ＝P U .输电线上损失的功率P 损＝I 2R ＝(P U )2R ＝P 2R U 2，即在输送功率和输电线电阻不变的状况下，损失的功率与输电电压的平方成反比.所以两次输电线上损失的功率之比P 损1∶P 损2＝U 22∶U 217.某发电厂原来用11 kV 的交变电压输电，后来改用升压变压器将电压升到220 kV 输电，输送的电功率都是P .若输电线路的电阻为R ，则下列说法中正确的是( ) A.依据公式I ＝P U ，提高电压后输电线上的电流降为原来的120B.依据公式I ＝UR，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍C.依据公式P 损＝I 2R ＝P 2U 2R ，提高电压后输电线上的功率损失减为原来的1400D.依据公式P 损＝U 2R ，提高电压后输电线上的功率损失增大为原来的400倍答案 AC解析 输电线上电流为I ＝P U ，也可以用I ＝ΔUR 来表示，其中ΔU 为输电线上电阻R 两端的电压，而不是输送电压，故A 正确，B 错误；输电线上的功率损失为P 损＝I 2R ＝P 2U 2R ，C 正确；假如用P 损＝U 2R，则U 应为R 两端的电压ΔU ，故D 错误.8.某发电站接受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 ＝URB.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答案 BC解析 输电线上的电流I ＝P 0U ，B 项对；因输电电压不等于输电导线上的电压，A 、D 项错；输电线上的功率损耗ΔP ＝I 2R ＝(P 0U)2R ，C 项对.9.输电线路的电阻为R ，发电站输出功率为P ，输电电压为U ，则用户得到的功率为( ) A.P B.P －(P U )2·RC.P －U 2RD.(P U)2·R 答案 B解析 用户得到功率P 得＝P －I 2R ＝P －(PU)2·R ，所以B 正确.10.在远距离输电时，输送的电功率为P ，输送电压为U ，所用导线的电阻率为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P ′、P 用的关系式正确的是 ( ) A.P ′＝U 2SρLB.P ′＝P 2ρLU 2SC.P 用＝P －U 2SρLD.P 用＝P (1－PρLU 2S )答案 BD解析 输电线电阻R ＝ρLS ，输电电流I ＝PU，故输电线上损失的电功率为 P ′＝I 2R ＝(P U )2ρL S ＝P 2ρL U 2S用户得到的功率为P 用＝P －P ′＝P (1－PρLU 2S ).故选B 、D.11.用相同材料制成的导线向同一处用户输送10 kW 的电功率，在输电电压U 1＝110 V 和U 2＝220 V 两种状况下，要求输电线中损失的电功率相同，则两种状况下输电导线横截面积之比为______. 答案 4∶1解析 由公式：P 损＝(P 输U 输)2R 线得R 1R 2＝U 21U 22＝14，再由R ＝ρL S 得S 1S 2＝41. 12.我国西部特殊是云、贵、川有大量的水力资源，西电东送是西部大开发的重要项目之一.据报道，云南大朝山在2005年已建成100万千瓦的水力发电站.设电站输电电压为25万伏，则输电线上的电流是________ A.如输电线总电阻为40 Ω，则电流通过输电线时，在输电线上发热消耗的功率为________ kW.如将输电电压上升到100万伏，则输电线上发热消耗的功率为________ kW.依据以上数据得出你认为合理的输电方法是________.答案 4×103 6.4×105 4×104 提高输电电压 解析 当输电电压U 1＝25万伏时， I 1＝P U 1＝100×104×10325×104 A ＝4×103 A 输电线上热功率P 热1＝I 21R ＝(4×103)2×40 W ＝6.4×105 kW当输电电压U 2＝100万伏时， I 2＝P U 2＝100×104×103100×104 A ＝1×103 A输电线上热功率P 热2＝I 22R ＝(1×103)2×40 W ＝4×104 kW由以上计算可知：在输电功率P 确定时，输电电压越高，输电线上损失的热功率P 热越小，故合理的输电方法是提高输电电压.13.有一个发电站，输送功率为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度表一昼夜示数相差4 800度.求： (1)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%，又不转变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？答案 (1)60% 20 Ω (2)22.4 kV解析 (1)由于输送功率为P ＝500 kW ，一昼夜输送电能E ＝Pt ＝12 000度，终点得到的电能E ′＝7 200度，因此输电效率η＝E ′E ×100%＝60%.输电线上的电流I ＝P U ＝100 A ，而输电线损耗功率为P 损＝4 80024 kW ＝200kW ，因此可得r ＝P 损I2＝20 Ω.(2)输电线上损耗的功率P 损＝(P U )2r ∝1U 2，故U ′U ＝P 损P 损′，原来P 损＝200 kW ，现要使P 损′＝10 kW ，计算可得输电电压应调整为U ′≈22.4 kV.。
2017沪科版高中物理选修(3-2)3.1《高压输电原理》word教案
高压输电原理
远距离输电为什么要用高压电
交流输配电网
课后2、3、4
教学后记
由此可得输电线上损耗的电功率
由上式讨论：
1、电线路上的电能损耗与那些因素有关？
2、为减小输电线路上的电能损耗，采用怎样的方法最为有效？
结论：提高输送电能的电呀，可以更有效的减少输电线路上的电能损耗，这就是远距离输电需采用高压的根本原因
案例2（学生自我解答）
交流输配电网
阅读了解交流输配电网络的知识
板式设计
主要教学
方法
讲授法、理论分析、自学
教具
无
教学过程及时间分配
主要教学内容
远距离输电为什么要用高压电
案例分析
一台1.25×105kw的发电机发出的电，若用10kV的电压输送，输电线上的电流将有多大？假如两条输电线每千米的电阻是0.1Ω，那么电流在1km长的两条输电线上将产生多少热功率？若以这种方式将电能输送5km的距离，输电线上的损耗功率占发电机输出功率的百分比是多少？
课时计划
课题
高压输电原理
课堂类型
新授课
课时
1
累计课时
教学
目标
（一）知识与技能
知道远距离输电应用高压电的道理
了解输配电网
（二）过程与方法
通过分析论证，认识高压输电原理
通过参观、查阅资料等方式了解输配电网
能画出发电、输电、用电的流程图
（三）情感态度与价值观
教学重点
及难点
重点：远距离输电应用高压电的道理
难点：远距离输电应用高压电的计算
分析：
根据 可知输电线上的电流
流过1km输电线产生的热功率为
在5km输电线上产生的热功率为
鲁科版选修（3-2）第四章《远距离输电》word练习题（附答案）..
(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．关于三相交流发电机的使用，下列说法中正确的是( ) ①三相交流发电机发出三相交变电流，只能同时用三相交变电流 ②三相交流发电机也可以当作三个单相交流发电机，分别单独向外传送三组单相交变电流③三相交流发电机必须是三根火线、一根中性线向外输电，任何情况下都不能少一根输电线④如果三相负载完全相同，三相交流发电机也可以用三根线(都是火线)向外输电 A ．①③ B ．①④ C ．②③ D ．②④解析：选D.在一个发电机中安装三组独立互成120°角的线圈，发电机就产生三相独立的交变电流，可以同时使用，也可以不同时使用，①错，②对；三相交流发电机可以是三根火线、一根中性线向外输出叫三相四线制，如果三相负载完全相同，三相交流发电机也可以用三根线(都是火线)向外输电，叫三相三线制，③错④对，故应选D.2．关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是( ) A ．通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变 B ．穿过原、副线圈的磁能量在任何时候都不相等C ．穿过副线圈磁通量的变化使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解析：选C.通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积S 不变，故磁通量Φ变化，A 错误；因理想变压器无漏磁，故B 错误；由互感现象知C 正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原副线圈通过磁联系在一起，故D 错误．3．关于理想变压器特点的下列说法中正确的是( ) A ．理想变压器能够使电压升高，同时电流变大B ．原副线圈具有相同的磁通量及变化率，产生的感应电动势也相同C ．原副线圈没有电阻，铁芯中不会产生涡流D ．原线圈往往匝数少，绕线粗，电流大解析：选C.理想变压器原副线圈功率相等，即U 1I 1＝U 2I 2，不可能同时使电压升高，电流增大，A 错；原副线圈匝数不同，感应电动势不同，B 错；理想变压器不考虑绕线铜损，铁芯的热损，当然要求线圈无电阻，铁芯不产生涡流，C 对；原副线圈中匝数少的一边，电流大，绕线粗，但不一定作为原线圈使用，D 错．4．理想变压器正常工作时，原、副线圈中的电流为I 1、I 2，电压为U 1、U 2，功率为P 1、P 2，关于它们之间的关系，下列说法中正确的是( )A ．I 1由I 2决定B ．U 2与负载有关C ．P 2由P 1决定D ．以上说法都不正确解析：选A.对理想变压器的电流关系可写成I 1＝n2n 1I 2，原线圈中的电流与副线圈中的电流成正比，所以原线圈中的电流由副线圈中的电流决定；功率关系为：负载用多少，原线圈端就输入多少，因此选项A 正确．5．用理想变压器给电阻负载供电时，用下列哪些方法可以减小变压器的输入电流( ) A ．增加原线圈的匝数 B ．增加副线圈的匝数C ．在副线圈上多并联些电阻D ．增加副线圈的负载解析：选A.原线圈的电压U 1是不变的，所以当增加原线圈的匝数n 1时，副线圈两端的电压U 2一定减小，I 2也一定减小，两线圈功率关系是P 1＝P 2，即U 1I 1＝U 2I 2，那么I 1一定减小，所以A 是正确的．根据U 1、n 1不变，增大n 2，则U 2增大，对副线圈电路来说，U 2相当于电源电动势，外电阻R 不变，所以副线圈电流I 2增大，而I 2U 2＝I 1U 1，U 1不变，所以I 1必增大，B 错，当U 1、U 2、n 1、n 2不变，并联电阻增多，R 减小，根据闭合电路欧姆定律，I 2增大，同上面推导，I 1必增大，C 错，负载增多时，要知道是副线圈上所接的总电阻变小，从而副线圈中的电流增大，此时原线圈中电流也增大，D 错．6．关于电能输送的以下分析，正确的是( )A ．由公式P ＝U 2/R 知，输电电压越高，输电线上功率损失越大 B ．由公式P ＝U 2/R 知，输电导线电阻越大，输电线上功率损失越少 C ．由公式P ＝I 2R 知，输电电流越大，输电线上功率损失越大 D ．由公式P ＝UI 知，输电线上的功率损失与电流成正比解析：选C.输电线上损失的功率P 损＝I 2R 线＝U 2损R 线公式中的U 损指输电线上(即电阻R 线)的分压，而不是输电电压，A 、B 两项错；公式P ＝UI 是电源提供的总电功率，而不是输电线上损失的电功率，D 项错．7．(2010年高考福建卷)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 2 C ．2P D ．4P解析：选A.在高压输电中，设输送电功率为P ′，输电电压为U ，输电线电阻为R ，则输电线上损耗的电功率为P ＝(P ′U)2R ，当输电电压升为原来的2倍时，输电线损耗的电功率变为原来的14，故选A.8. 钳形电流表的外形和结构如图所示．图4－8甲中电流表的读数为1.2 A ．图乙中用同一电缆线绕了3匝，则( )图4－8A ．这种电流表能测直流电流，图乙的读数为2.4 AB ．这种电流表能测交流电流，图乙的读数为0.4 AC ．这种电流表能测交流电流，图乙的读数为3.6 AD ．这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图乙的读数为3.6 A解析：选 C.钳形表是根据电磁感应原理制成的，故只能用来测量交流电流；对钳形表的初、次级满足n 1n 2＝I 2I 1，I 2＝n1n 2I 1，钳形表在使用时，初级是串联在被测电路中的，故同一电缆线虽多绕了几匝，但电缆线中的电流I 1保持不变，I 1不变，故当n 1增加3倍时，I 2＝3.6 A ，C 正确．9．如图4－9所示，理想变压器的副线圈上接有三个灯泡，原线圈与一个灯泡串联接在交流电源上．若四个灯泡完全相同，且都正常发光，则电源两端的电压U 1与灯泡两端的电压U 2之比为( )图4－9A ．1∶1B ．2∶1C ．3∶1D ．4∶1解析：选D.由于四个灯都正常发光，所以每个灯两端电压和通过各灯的电流相等．原、副线圈中电流之比I 1I 2＝n 2n 1＝13，原、副线圈两端的电压之比U 1′U 2＝n 1n 2，又灯A 和原线圈串联后接在电源两端：U 1′＝U 1－IR ＝U 1－U 2.上面三式联立后得U 1－U 2U 2＝31，所以U 1U 2＝41.答案应为D 项．10．(2011年高考福建理综卷)图4－10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 ＝20 Ω，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正常开光．下列说法正确的是( )图4－10A ．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解析：选D.由题图U m ＝20 2 V ，T ＝0.02 s ，则ω＝2πT＝100π rad/s ，输入电压u ＝20 2sin(100πt )V ，故A 错；由变压器的变压规律知：U 1U 2＝n 1n 2，故U 2＝U 1n 2n 1＝20×15V ＝4 V ，由题中将S 1接1、S 2闭合时，灯泡L 2正常发光可得，灯泡L 2的额定电压为4 V ，当只断开S 2后，副线圈两端电压不变，此时副线圈的负载为L 1、L 2串联，故L 1、L 2均不能正常发光，B 错；此时P 出＝U 22R 总，副线圈负载R 总增大，故P 出减小，又P 入＝P 出，故原线圈的输入功率减小，C 错误；当S 1换接到2后，副线圈的负载仅是电阻R ，故P ＝U 22R ＝4220W ，D 正确．二、填空题(本题共2小题，每小题6分，共12分．按题目要求作答)11．某发电厂用2.2 kV 的电压将电能输送到远处的用户，后改用22 kV 的电压，在既有输电线路上输送同样的电功率．前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为________．要将2.2 kV 的电压升高至22 kV ，若变压器原线圈的匝数为180 匝，则副线圈的匝数应该是________匝．解析：由P ＝UI 得I ＝P U ，导线上损失的电功率P 损＝I 2R ＝P 2R U 2，所以P 损1P 损2＝U 22U 21＝2222.22＝100∶1.由变压器的电压与匝数的关系U 1U 2＝n 1n 2知：2.222＝180n 2，n 2＝1800匝． 答案：100∶1 1800 12．(2011年济南高二检测)如图4－11所示，理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝4∶1，原线圈输入电压U 1＝1410sin100πt (V)，副线圈通过电阻r ＝1 Ω的输电线对用户供电，则用户处最多接________盏“220 V 40 W ”电灯可保证正常发光．图4－11解析：由题意知原线圈的输入电压为U 1＝U m 2＝14102V ≈1000 V .根据原、副线圈的匝数比得，副线圈的电压为U 2＝n 2n 1U 1＝14×1000 V ＝250 V .用电器正常工作电压U 用＝220 V ，则线路损失电压为 ΔU ＝U 2－U 用＝250 V －220 V ＝30 V输电线上的电流为I ＝ΔU r ＝301A ＝30 A每只灯泡的正常工作电流为I 额＝P 额U 额＝40220 A ＝211 A用户最多可接电灯的盏数为n ＝I I 额＝30211A ＝165盏．答案：165三、计算题(本题共4小题，共48分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(10分)如图4－12所示，理想变压器的原、副线圈之比为n 1∶n 2＝4∶1，原线圈回路中的电阻A 与副线圈回路中的负载电阻B 的阻值相等．a 、b 端加一交流电压后，求：图4－12(1)两电阻消耗的电功率之比P A ∶P B ； (2)两电阻两端的电压之比U A ∶U B .解析：(1)由电流与匝数之间关系得，理想变压器的原副线圈中的电流之比：I A I B ＝n 2n 1＝14.又因为R A ＝R B ，所以两电阻消耗的电功率之比P A ∶P B ＝I 2A R A ∶I 2B R B ＝1∶16 (2)由U A ＝I A R A ，U B ＝I B R B 得两电阻两端电压之比：U A ∶U B ＝I A ∶I B ＝n 2∶n 1＝1∶4. 答案：(1)1∶16 (2)1∶414．(10分)(2011年龙岩高二检测)如图4－13所示，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数n 1＝1100，接入电压U 1＝220 V 的电路中．图4－13(1)要求在两个副线圈上分别得到电压U 2＝6 V ，U 3＝110 V ，它们的匝数n 2、n 3分别为多少？(2)若在两副线圈上分别接上“6 V 6 W ”、“110 V 60 W ”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？解析：(1)根据原、副线圈间电压与匝数的关系，由 U 1U 2＝n 1n 2，U 1U 3＝n 1n 3，得 n 2＝U 2U 1n 1＝6220×1100＝30匝，n 3＝U 3U 1n 1＝110220×1100＝550匝．(2)设原线圈输入电流为I 1，由P 入＝P 出，即 I 1U 1＝I 2U 2＋I 3U 3＝P 2＋P 3所以I 1＝P 2＋P 3U 1＝6＋60220A ＝0.3 A.答案：(1)30匝 550匝 (2)0.3 A15．(14分)如图4－14所示，某村在距村庄较远的地方建了一座小型水电站，发电机的输出功率为9 kW ，输出电压为500 V ，输电线电阻为10 Ω，允许线路消耗的功率为输出功率的4%，求：图4－14(1)若不用变压器而由发电机直接输送，用户得到的电压和功率是多少？(2)用如图所示电路输电，若用户需要220 V 电压时，所用升压、降压变压器原副线圈匝数比为多少？(不计变压器能量损失)解析：(1)不用变压器而直接输送时，输电线上的电流I ＝P U ＝9×103500A ＝18 A电压损失ΔU ＝IR ＝180 V 功率损失ΔP ＝I 2R ＝3240 W 用户得到的电压和功率分别是 U 用＝U －ΔU ＝320 V P 用＝P －ΔP ＝5760 W (2)由ΔP ＝P ×4%＝I 22R 得I 2＝6 A ，由P ＝U 2I 2得U 2＝1.5×103V 由n 1n 2＝U 1U 2得n 1n 2＝5001500＝13. U 3＝U 2－I 2R ＝(1500－60) V ＝1440 V所以n 3n 4＝U 3U 4＝1440220＝7211.答案：(1)320 V 5760 W (2)1∶3 72∶1116．(14分)(2011年创新试卷)利用太阳能电池这个能量转换器件将太阳能转变为电能的系统又称光伏发电系统．光伏发电系统的直流供电方式有其局限性，绝大多数光伏发电系统均采用交流供电方式．将直流电变为交流电的装置称为逆变器．(1)用逆变器将直流电变为交流电进行供电有哪些好处？ 请简要回答．(2)有一台内阻为1 Ω的太阳能发电机，供给一个学校照明用电，如图4－15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，输电线的总电阻R ＝4 Ω，全校共22个班，每班有“220 V 40 W ”灯6盏，若全部电灯正常发光，则图4－15①发电机输出功率多大？ ②发电机电动势多大？ ③输电效率多少？解析：(1)可以改变电压的大小以适应不同的需要；通过升压、降压在远距离输电中减少电能在输电线上的损耗，提高供电效率．所以用逆变器将直流电变为交流电，可以提高发电系统的利用率．(2)①发电机的输出功率：P 出＝nP 灯＋I 22R而I 2＝I 3＝14I 4＝14nI 灯＝14×22×6×40220A ＝6 A所以，P 出＝22×6×40＋62×4＝5424 (W)． ②E ＝U 1＋I 1r ，r 为发电机内阻，U 1＝14U 2，U 3＝4U 4U 2＝4U 4＋I 2R ＝4×220 V ＋6×4 V ＝904 V ；I 1＝4I 2所以，E ＝9044V ＋6×4×1 V ＝250 V .③η＝P 用P 出＝nP 灯P 出＝22×6×40 W 5424 W ×100%＝97%.答案：(1)见解析(2)①5424 W ②250 V ③97%附：教案格式模板所在单位 所属教研室 课 程 名 称 授 课 教 师《******》教案（宋体二号，标题加粗）一、课 程 性 质： （注：填公共基础必修课、公共基础选修课、专业基础必修课、专业核心必修课、师范技能必修课、师范技能选修课）二、总学时∕学分:三、课程类型：理论课（）实践（含实验）课（）四、学时分配：理论课（）学时实践（含实验）课（）学时五、授课专业、层次：六、本课程的教学目的和要求：七、本课程的教学重点、难点：八、教材和参考书：《******》教案内容（宋体二号，标题加粗）一、章节内容：（正文：宋体五号，标题加粗，18磅）二、课时：三、教学目的：四、教学重点与难点：五、教学方法：六、教学过程设计：小结：七、作业布置：八、教具：想要了解更多，请访问我的豆丁主页：/2363291614。
高中物理 选修3-2 变压器与远距离输电
高考一轮复习 物理
(单选)中国已投产运行的 1 000kV 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 500kV 的 超高压输电，输电线上损耗的电功率为 P.保持输送电功率和输 电线电阻都不变的条件下，现改用 1 000kV 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 P A. 4 B. 2 C．2P D．4P
图 11－2－11
高考一轮复习 物理
一题一得 解答该类问题的关键是理解变压器的 “决定与 制约”关系．理想变压器的动态问题分析，要注意：①根据题 意分清变量和不变量；②要弄清“谁决定谁”的制约关系． 对电压而言，有输入才有输出，故输入决定输出．对电流、 电功(率)而言，有输出才有输入，故输出决定输入． 分析动态问题的思路程序可表示为
高考一轮复习 物理
(单选)(2012 年新课标)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 11－2－11 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 (单选)(2012 年新课标)自耦变压器铁芯 为 220 V 的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载 线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升 R 上的功率为 2.0 kW. 变压器的电路如图 11－2－11 所示，其副线圈匝 设此时原线圈中电流有效值为 I1，负载两端电压的有效值 变压器线圈总匝数为 1 900 匝；原线圈为 1 100 220 的交流电源上．当变压器输出电压调至 为 U2 且变压器是理想的，则 U为 I1 V 分别约为 ( ) 2和 B R 上的功率为 2.0 kW. A．380 V 和 5.3 A B．380 V 和 9.1 A C．240 V 和 5.3 A D．240 V 和 9.1 A 图 11－2－11
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答案： ABD
例3、（浙江卷）某水电站，用总电阻为2.5 Ω 的输 电线输电给500km外的用户，其输出电功率是 3×106KW。现用500kV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2×105A B. 输电线上由电阻造成的损失电压为15kV C. 若改用5kV电压输电，则输电线上损失的功率为 9×108KW D. 输电线上损失的功率为Δ P＝U2/r，U为输电电压， r为输电线的电阻
【答案】B
三. 远距离输电的结构
解远距离输电问题的基本方法: 中间突破, 两头发展 . 升压变压器 降压变压器 R线/2
I2
I3
I4
U1
I1
n1
n2 U2
U3
R线/2 P2 = P3 + P损
n3
n4
U4
用户
P1/ n2
P3 = P4
U 3 / U 4 = n 3 / n4
【答案】A
是不是输电电压越高越好？
电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建 设费用越高。实际输送电能时，要综合考虑，如输送 功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，要依 照不同情况选择合适的输电电压。并不是越高越好！
例2、（2009年广东物理）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
远距离输电在输送功率不变的情况下,一般采用 高压输电，即:P=UI恒定, 提高输出电压,减小电 流(I=P/U), 达到减小电能和电压损耗的目的.
例1、（福建卷）中国已投产运行的1000kV特高 压输电是目前世界上电压最高的输电工程。假设 甲、乙两地原采用500kV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1000kV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/4 B．P/2 C．2P D．4P
（1）2500V （3）10:1
（2）60kW （4）440kW
例5、某交流发电机输出功率为5×105 W，输出电压 为U=1.0×103 V，假如输电线的总电阻R=10Ω，在 输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户使 用电压U=380 V. （1）画出输电线路的示意图（标明各部分的符号）
（2）所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比 是多少？（使用的变压器是理想变压器）
I1 /I2 = n2 / n1
U2= U3+U损
I2 = I3 = I
I3 /I4= n4 / n3
例4、一小型发电站通过升压，降压变压器把 电能输给用户。已知发电机的输出功率是 500kW，端电压为500V，升压变压器原、 副线圈的匝数比为1:5，两变压器间输电线的 总电阻为1.5Ω，降压变压器的输出电压为 220V，不计变压器的损耗。求： （1）升压变压器的副线圈两端电压； （2）输电导线上的功率损失； （3）降压变压器原、副线圈的匝数比； （4）用户得到的功率。
一、输送电能的基本要求：可靠、保质、经济 二、远距离输电存在的两大问题
1.输电导线上的功率损耗 Δ P= I R线 2.输电导线上的电压损耗 Δ U=IR线
2
怎样才能减 少输电导线 上功率和电 压的损耗?
发 电 厂
ΔUΔP R线
˜
U
P
用 U’电 P’器
体验实例，你能找办法吗？
实例： 输电线的总电阻若为10Ω，输送10kw的电功 率，求（1）若采用400V的电压输电，输电线中的电 流？输电线中损失的电压是多少？用户得到的电压是 多少？输电线损失的功率是多少？用户得到的功率是 多少？（3）如果采用4000V电压输电，输电线中的 电流？输电线中损失的电压是多少？用户得到的电压 是多少？输电线损失的功率是多少？用户得到的功率 是多少？