2017-高中物理第二章交变电流第七节远距离输电课件粤教版选修3-2.pptx

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粤教版高中物理选修3-2第二章第07节远距离输电(共15张PPT)

输送距离
10m 100m
输出功率
220kW 220kW
可使用功率利用率
215kW
97.7％
170kW
77.27％
三、逻辑分析
输电线上功率损失的主要原因是输电线有电阻，造成了电能的浪费。
输电线有电阻
四、理论论证
（试一试）把功率为220KW的电能以220V的电压输电，输电线的总• 1电、阻输为电0线.2Ω上，功计率算损输失电的线原路因的是功什率么损？失和电热压能损损失耗。
远距离输电
我们的生活离不开电能，电能是从哪里来的呢？
一、创设情景
• 惠东白盆珠水电站向惠州市区供电，怎样将电能输送过来呢？ • ——用输电导线将发电机与用电器连接起来。
输电导线
发电机
用户
二、发现问题
把功率为220kW的电能以220V的电压输电，分别输送到距离为10m、 100m的地方，发现用户可使用的功率为……
方案二：减小电流
如何减小电流
根据P=UI
减小P？
增大U？
电站的装机容量一定，
因此电站向外输送的
电功率是一定的。
√ 增大U
方案二：减小电流
把功率为220KW的电能分别以2200V、22kV的电压输电，输电线的总电阻为0.2Ω，计算输电线路的功率损失和电压损失。
输送电功率P以及电阻一定的条件下输电电压增大10倍，电流减小1/10，功率损失降为1/100，电压损失降为1/10。
C．可减少输电线上的能量损耗
C．输电线上的电功率损失变为原来的1/n
D．可加快输电的速度
D．若输电线上的电功率损失不变，输电线路
长度可变为原来的n2倍
练习
（3）（P65-2）发电机的输出电压为220V，输出功率为110kW,输电线的总电阻为0.2Ω，若不用变压器直接输电，输电线上得损失电压为多少？损失功率为多少？现用5.5kV向外输电，输电线上得损失电压为多少？损失功率为多少？

【名校专用】高中物理第二章交变电流第7节远距离输电教案粤教版选修3_2

第7节远距离输电本节教材分析三维目标一、知识目标1、知道“便于远距离输送”是电能的优点之一．知道输电的过程．了解远距离输电的原理．2、理解各个物理量的概念及相互关系．3、充分理解；；中的物理量的对应关系．4、知道什么是输电导线上的功率和电压损失和如何减少功率和电压损失.5、理解为什么远距离输电要用高压.二、能力目标1、培养学生的阅读和自学能力．2、通过例题板演使学生学会规范解题及解题后的思考．3、通过远距离输电原理分析，具体计算及实验验证的过程，使学生学会分析解决实际问题的两种基本方法：理论分析、计算和实验．三、情感目标1、通过对我国远距离输电挂图展示，结合我国行政村村村通电报导及个别违法分子偷盗电线造成严重后果的现象的介绍，教育学生爱护公共设施，做一个合格公民．2、教育学生节约用电，养成勤俭节约的好习惯．教学重点(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。

教学难点远距离输电原理图的理解。

教学建议1、对于电路上的功率损失，可根据学生的实际情况，引导学生自己从已有的直流电路知识出发，进行分析，得出结论．2、讲解电路上的电压损失，是本教材新增加的．目的是希望学生对输电问题有更全面、更深人和更接近实际的认识，知道影响输电损失的因素不只一个，分析问题应综合考虑，抓住主要方面．但真正的实际问题比较复杂，教学中并不要求深人讨论输电中的这些实际问题，也不要求对输电过程中感抗和容抗的影响进行深入分析．教学中要注意掌握好分寸．3、学生常常容易将导线上的电压损失面与输电电压混淆起来，甚至进而得出错误结论．可引导学生进行讨论，澄清认识．这里要注意，切不可单纯由教师讲解，而代替了学生的思考，否则会事倍功半，形快而实慢．4、课本中讲了从减少损失考虑，要求提高输电电压；又讲了并不是输电电压越高越好．希望帮助学生科学地、全面地认识问题，逐步树立正确地分析问题、认识问题的观点和方法．新课导入设计导入一幻灯显示①为什么要进行远距离输电？②输电过程主要考虑什么问题？③为什么输电过程有电能损失？④减少电能损失有什么方法，各适用于什么情况？在学生个别提问相互补充的基础上完整答案如下①由于电站、电厂利用能源的特殊性，它发出的电常常要输送给距离甚远的用户。

高中物理 2.7 远距离输电课件粤教版选修3-2

C．据公式 P＝I2R，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的 1/400
D．据公式 P＝U2/R，提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的 400 倍
解析：在输电功率 P 一定时，输电线上的电流由公式 I＝ P/U 决定．当 P、R 一定时，输电线上的功率损耗由公式 P 损＝ I2R＝UP2R 决定．
降压变压器次级的输出电压和电流： U4＝nn43U3＝219.6 V，I4＝nn34I3＝200 A 用户得到的功率：P4＝U4I4＝43.92 kW (3)若不采用高压输电，线路损失电压为： U′R＝I1R＝40 V 用户得到的电压：U′＝U1－U′R＝180 V 用户得到的功率为：P′＝U′I1＝36 kW. 答案：见解析
【例题】输电导线的电阻为 R，输送电功率为 P.现分别用 U1
和 U2 两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为( )
A．U1∶U2
B．U21∶U22
C．U22∶U21
D．U2∶U1
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＝I2R＝UP2R＝PU2R2 ，即在输送功率和输电线电阻不变
答案：AC
题型1 远距离输电问题的分析与计算
【例题】水电站给远处山村送电的输出功率是 100 kW，用 2 000 V 电压输电，线路上损失的功率是 2.5×104 W，如果改用 20 000 V 高压输电，线路上损失的功率是多少？
解析：因 P＝UI，所以用 2 000 V 送电，电流为 I1＝UP1＝1020000000 A＝50 A
(1)输电线上的电压损耗 U 损＝ U2－U3＝I2R＝UP12ρ2SL∝U12S，输电线上的电功率损耗为 P 损＝P2－P3＝ U 损 I2＝ I22R＝UP122·ρ2SL ∝ 压U变122压S，器其间中的U距2 是离输．电输电电压效、率S为是η输＝电P1导－P1线P损的＝截1－面UP积122R、L 是升降

高二物理粤教版选修3-2 第二章交变电流课件

例1
图2－1
A．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大
B．t2、t4时刻线圈中感应电流方向改变 C．t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变 D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最小
【精讲精析】
t1、t3时刻通过线圈的磁通量最大，但
此时磁通量的变化率为零，感应电动势和感应电流均为零，感应电流方向发生改变， A项错，C项对；t2 、 t4 时刻磁通量为零，而磁通量的变化率最大，所以感应电动势最大，选项B、D错误．【答案】 C
本章优化总结
知识网络构建
本章优化总结
专题归纳整合
章末综合检测
知识网络构建
交变电流
交变电流
专题归纳整合
交变电流的变化规律理解及应用
1 ．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生正弦式交变电流． 2 ．从中性面开始计时，感应电动势瞬时值的表达式为 e ＝ NBSωsinωt ，感应电动势的最大值为 Em ＝ NBSω.
思路 5：原理思路．变压器原线圈中磁通量发生变化，铁芯中ΔΦ/Δt相等；当遇到“ 时有ΔΦ1/Δt＝ΔΦ2/Δt＋ΔΦ3/Δt. ”形变压器
例3 (双选)如图2－3所示电路中的变压器为理想
变压器，S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器R的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原线圈和副线圈中的电流．下列说法正确的是 ( )
【精讲精析】 (1) 感应电动势的最大值 Em ＝ 2 NBSω＝100× 0.5× 0.1 ×2π V＝3.14 V. (2)转过 60° 时的瞬时感应电动势： e ＝ Emcos60° ＝3.14× 0.5 V＝1.57 V. (3)通过 60° 角过程中产生的平均感应电动势： 3 100× 0.5× × 0.12 2 E ＝NΔΦ/Δt＝ V≈2.6 V. π 3 2π

高中物理第二章交变电流第七节远距离输电课件粤教版选修

(3)电流关系：n1I1＝
n2I2
，n3I3＝n4I4，I2＝__UP_22__＝__UP_3_3 _＝
ΔU R.
即学即用判断下列说法的正误． (1)使用变压器进行远距离输电，用户得到的电压可以高于发电机输出的电压．( √ ) (2) 远距离输电时，若升压变压器匝数比为 1∶n ，降压变压器匝数比为 n∶1，则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等．( × ) (3)电厂与用户离得越远，用户得到的交流电的频率与电厂发出的交流电的频率小得越多．( × ) (4)远距离输电时，输送电压越高越好．( × )
答案 6 250 V 16 A
图4
解析对升压变压器，据公式UU12＝nn12，有 U2＝nn21U1＝215×250 V＝6 250 V I2＝UP22＝UP12＝1600205000 A＝16 A
(2)若输电导线中的电功率损失为输入功率的4%，求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压.
知识梳理
减小输电线损耗的方法： (1)电压损失：输电线始端电压U与末端电压U′的差值ΔU＝ U－U′＝IR. (2)功率损失：电流的热效应引起功率损失ΔP＝ I2R . (3)减少电压、功率损失的方法： ①减小电阻：由R＝ρSl 可知，距离l一定时，使用电阻率小的材料，__增__大__ 导体横截面积可减小电阻． ②提高输送电压：由P＝UI可知，当输送功率一定时，升高电压可以减小电流，即采用高压输电．
√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
图6
1234
4.如图7所示为远距离交流输电的简化电路图.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

粤教版选修3-2物理：第2章-交变电流《认识交变电流、交变电流的描述》课件

(2)整个线圈中的感应电动势由 AB 和 CD 两部分组成，且 eAB＝eCD，所以
甲：e＝0 乙：e＝ eAB＋eCD＝BSω· sin ωt 丙：e＝ BSω
(3)若线圈有 N 匝，则相当于 N 个完全相同的电源串联，所以
甲：e＝0 乙：e＝ NBSωsin ωt 丙：e＝ NBSω
学习目标
知识储备
典例精析
课堂小结
自我检测
ΔΦ 1.n Δt
BLv
2.楞次右手
一、观察交变电流的图象电流电压示波器
二、交变电流的产生 1.交流线圈磁极转动滑环电刷 2.垂直不切割
三、用函数表达式描述交变电流 Em· sin ωt 瞬时 2.两峰值 nBSω 四、用图象描述交变电流
学习目标
知识储备
学习目标
知识储备
学习探究
典例精析
课堂小结
自我检测
三、交变电流的规律
例3 有一个正方形线圈的匝数为 10 匝，边长为 20 cm，线圈总电阻为 1 Ω，线圈绕 OO′ 轴以 10π rad/s 的角速度匀速转动，如图 7 所示，匀强磁场的磁感应强度为 0.5 T，问： (1)该线圈产生的交变电流电动势的峰值、电流的峰值分别是多少. (2)若从中性面位置开始计时，写出感应电动势随时间变化的表达式. (3)线圈从中性面位置开始，转过 30° 时，感应电动势的瞬时值是多大.
学习探究
典例精析
课堂小结
自我检测
[要点提炼] 1.正弦式交变电流瞬时值表达式： (1)当从中性面开始计时：e＝ Emsin ωt . (2)当从与中性面垂直的位置开始计时：e＝ 2.正弦式交变电流的峰值表达式：Em＝ 3.两个特殊位置： (1)中性面：线圈平面与磁场 e 为 0 ，i 为 0 ，Φ

粤教版高中物理选修3-2第二章第07节远距离输电

R
电导线电阻，才能减小输电导线上的热损耗。
B．因为热功率P=IU，所以应采用低电压、小电流
输电，才能减小输电导线上的热损耗。
C．因为热功率P=I2R，所以可采用减小输电线电阻
或减小输送电流的方法来减小输电导线上的热损耗。 D．以上说法均不正确。
作业布置：
课本P65页练习第1、3题
课后讨论：有没有更好的方案解决“线损”问题？
有的地方离发电站很远,因此需要把电能输送到远方,这就涉及电能的远距离输送问题．
一、远距离输电过程示意图
输电的模型
输电线 r
电
源 U送
用户
输电线
输送电压：电源向外输电时，其两端的电压即为输送电压。输送功率：电源对外发出的功率即输送功率。
二、“线损”问题的分析
思考：远距离大功率输电面临的最大问题是什么？
在输电线上有功率损失，即“线损”问题。
讨论与交流：
1、输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？
输电线上功率损失的主要原因是由于输电线有电阻，会有一部分电能转化为热能而损失掉。
若输电电流为I，输电线的电阻为r，则功率损失为：ΔP=I2r
若输送的功率为P，输电电压为U，电线的总长度为L，横截面积为S，电阻率为，则功率损失可表示为：P(P)2L.
【学习目标】 1. 通过看图画图让学.通过分析输电线路中电压、电流及电损的关系让学生理解远距离输电的原理。（Ⅱ） 3.让学生感受中国电力事业的巨大成就，增强民族自豪感。
高中物理粤教2003课标版
选修3-2 第二章交变电流
为了合理的利用能源,发电站要建在靠近这些能源的地方.而用电的地方却很多,例如:
US
讨论与交流：

高中物理第二章交变电流第七节远距离输电课件粤教选修32粤教高中选修32物理课件

12/10/2021
第四页，共四十三页。
3．输电线路的构成：输电过程一般要从发电站开始，经过 _升__压___变压器，高压变电所、_低__压___变电所后，才能提供给工厂和一般用户．输电过程示意图如图所示，主要有：发电机、 _升__压___变压器、输电线路、_降__压___变压器、用电器．
12/10/2021
输电线路上的电压损失和功率损失 1．输电线上的电压损失
(1)电压损失的原因：由于输电导线有电阻，电流通过输电导线时，会在导线上产生电势降落，致使输电线路末端的电压 U′ 比起始端电压 U 低，差值 ΔU＝U－U′称为输电线路上的电压损失．
12/10/2021
第十一页，共四十三页。
(2)造成电压损失的因素 ①输电线有电阻造成电压损失，其大小为 ΔU＝IR(R 为输电线路的电阻)． ②输电线的感抗和容抗造成电压损失．
12/10/2021
第十六页，共四十三页。
(3)减小功率损失的方法根据公式 P 损＝I2R 可知，减小输电线路上功率损失的方法有两种：
①减小电阻：据 R＝ρLS判断 a．减小输电线的长度 L：由于输电距离一定，所以在实际中不可能通过减小 L 来减小 R. b．减小电阻率 ρ：目前，一般用电阻率较小的铜或铝作为输电线材料． c．增大导线的横截面积 S：这要多耗费金属材料，增大成本，同时给输电线的架设带来很大的困难．
12/10/2021
第二十七页，共四十三页。
发电机的端电压为 220 V，输出电功率为 44 kW，输电导线的电阻为 0.2 Ω，如果用初、次级匝数之比为 1∶10 的升压变压器升压，经输电线后，再用初、次级匝数比为 10∶1 的降压变压器降压供给用户，求用户得到的电压和功率． [思路点拨] 熟练掌握远距离输电过程中的电压关系、电流关系与功率关系是解决这类问题的关键．

高中物理第2章交变电流第7节远距离输电学案粤教版选修3_2

第七节远距离输电[学习目标] 1.知道从电厂到住宅的输电过程和输电线路.2.了解输电线上的功率损耗与何种因素有关及降低功率损耗的措施．知道高压输电的道理．(重点)3.了解高压交流和高压直流输电的优缺点.4.会利用变压器的规律和能量守恒的观点对简单的远距离输电进行定性分析和计算．(重点、难点)一、高压输电原理 1．基本要求既能安全、保质，又能减少电能损耗，降低输电系统成本． 2．输电线路远距离输送电网基本结构：如图所示(输出功率为P ，输出电压为U )．3．功率损耗输电导线损失的电功率：由P 损＝I 2线R 线可推得P 损＝(P U)2R 线． 4．两个关系功率关系：P 入＝P 线＋P 用．电压关系：U 2＝U 线＋U 3. 二、远距离输电 1．降低输电损耗的途径(1)减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况下，为减小电阻，应当选用电阻率小的金属材料，还要尽可能增加导线的横截面积．(2)减小输电线中的电流：为了减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电电压．2．高压直流输电 (1)直流输电的优点不存在感抗和容抗引起的电能损失． (2)直流输电的基本过程在发电站区域经变压器升压，由换流设备将交流电变成直流电，用高压直流电进行远距离传输，在用户区域由换流设备将直流电变为交流电，经变压器降压送给用户．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)输电线上的电压损失可用ΔU ＝Ir 计算，r 为输电线的电阻．(√) (2)输电电压越高越好．(×)(3)家庭用电常用铜导线，是为了减小输电导线的电阻，从而减小电能损失．(√) (4)远距离输电时，当输送电功率不变，提高输电电压，能减小电流，提高输电效率．(√) (5)远距离输电，若用高压直流输送可以减小因感抗和容抗造成的损失．(√) 2．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 ．减小输电线长度 C ．减少通电时间D ．采用高压输电D [从造成电能损失的原因分析，要减少电能损失，需要减小电阻、减小输电电流，减小电阻已达到目前技术的极限了，因此，应当采用高压输电，减小输电电流．]3．输电导线的总电阻为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 ( )A ．U 1∶U 2B ．U 21∶U 22 C ．U 22∶U 21D ．U 2∶U 1C [由公式P ＝IU 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 2R U2，故P 损1∶P损2＝U 22∶U 21，选项C 正确．]输电线功率损耗的计算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，可用以下三式计算：(1)ΔP ＝I 2R ； (2)ΔP ＝I ΔU ； (3)ΔP ＝ΔU2R.I 为输电电流，R 为输电线的电阻，ΔU 为输电线上损失的电压．3．减小电压、功率损失的方法 (1)减小输电线路的电阻由R ＝ρL S可知，距离一定时，使用电阻率小的材料，增大导体横截面积可减小电阻． (2)减小输电电流I由P ＝UI 可知，当输送功率一定时，升高电压可以减小电流．【例1】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)若将电压升高至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？思路点拨：①由I ＝P U算电流，由P ＝I 2R 算损耗功率． ②由P 损P算输出功率占总功率的几分之几． [解析] (1)由P ＝UI 得I ＝P U ＝5×1082×105A ＝2 500 A.(2)输电线上损失的功率ΔP ＝I 2·2r ＝2 5002×2×10 W＝1.25×108W 损失功率与输出功率之比为 ΔP P ＝1.25×1085×108＝14. (3)当电压升高至50万伏时I ′＝P U ′＝5×1085×105A ＝1 000 A输电线上损失的功率为ΔP ′＝I ′2·2r ＝1 0002×2×10 W＝2×107W 损失功率与输出功率之比为 ΔP ′P ＝2×1075×108＝125. [答案] (1)2 500 A (2)1.25×108W 14(3)1 000 A 2×107W 125计算输电导线上功率损失的三种方法(1)ΔP ＝I 2R ，I 为输电导线中的电流，R 为导线的电阻．(2)ΔP ＝ΔU2R，ΔU 为输电导线上损失的电压，R 为导线的电阻．(3)ΔP ＝ΔUI ，ΔU 为输电导线上损失的电压，I 为导线中的电流．1．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 ．根据公式I ＝P U ，提高电压后输电线上的电流降为原来的120B ．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 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 ．根据公式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AC [输电线上的电流为I ＝P U，或者I ＝ΔUR，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 对，B 错；输电线上的功率损失P 损＝I 2R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2R ，C 对；如果用P 损＝U 2R ，则U 为R 上的分压ΔU ，故D 错．],远距离输电电路的分析与计算1.远距离输电电路图(如图所示)2．分析方法：分析三个回路，在每个回路中，变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源．3．远距离输电过程中的几个电压(1)输送电压：输电线始端电压，如图中的U 2. (2)用户电压：最终用户得到的电压，如图中的U 4. (3)损失电压：①大小：等于输电导线始端电压与末端电压的差值，即ΔU ＝U 2－U 3＝I 2R .②形成原因：输电导线有电阻，有电流通过时，会在线路上产生电势降落，导致输电线路末端的电压低于始端的电压．4．输电过程中的几个关系(1)功率关系：P 1＝P 2，P 2＝ΔP ＋P 3，P 3＝P 4. (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.(3)发电机输出的电流：I 1＝P 1U 1. (4)输电电流：I 2＝P 2U 2＝P 3U 3＝ΔUR.(5)输电线损耗功率：ΔP ＝ΔU ·I 2＝I 22·R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P 2U 22R .【例2】如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10 kW ，输出电压为400 V ，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2 kV 高压输电，最后用户得到220 V 、9.5 kW 的电力，求：(1)水电站升压变压器的原、副线圈匝数比n 1n 2； (2)输电线路导线电阻R ；(3)降压变压器的原、副线圈匝数比n 3n 4.[解析] 已知输电功率为10 kW ，而用户得到的功率为9.5 kW ，所以损失的功率为0.5 kW ，等于导线的电阻与输电电流的平方之积．(1)升压变压器的原、副线圈匝数比n 1n 2＝U 1U 2＝400 V 2 000 V ＝15. (2)由P 损＝I 22R 可知，输电线上损失的功率和导线电阻R 及输电电流有关，而输电电流又取决于输电电压及输电功率，则有I 2＝P U 2所以R ＝P 损I 22＝P 损P U 22＝10 000－9 50010 0002 0002Ω＝20 Ω. (3)降压变压器原线圈上的电压U 3＝U 2－I 2R ＝U 2－P U 2R ＝(2 000－10 0002 000×20)V＝1 900 V所以降压变压器的原、副线圈匝数比n 3n 4＝U 3U 4＝9511.[答案] (1)15 (2)20 Ω (3)9511远距离输电问题的分析方法(1)正确画出输电过程示意图并在图上标出各物理量． (2)抓住变压器变压前后各量间关系，求出输电线上的电流．(3)计算电路功率问题时常用关系式：P 损＝I 2线R 线，注意输电线上的功率损失和电压损失． (4)电网送电遵循“用多少给多少”的原则，说明原线圈电流由副线圈电流决定．2．图甲所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为50 Ω.降压变压器右侧部分为火灾报警系统原理图，其中R 1为一定值电阻，R 2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小，电压表V 可以显示加在报警器两端的电压(报警器未画出)。

高中物理第2章交变电流第7节远距离输电课件粤教版选修3-21

2．高压直流输电 (1)直流输电的优点不存在_感__抗___和_容__抗___引起的电能损失． (2)直流输电的基本过程在发电站区域经变压器升压，由换流设备将交___流__电___变成直___流__电___，用高压直流电进行远距离传输，在用户区域由_换___流___设__备_将直流电变为交流电，经变压器降压送给用户．
知识点一
学
第七节远距ห้องสมุดไป่ตู้输电
业分
层
测
评
知识点二
什么要高压输电
[先填空] 1．基本要求既能__安__全__、保质，又能减少__电__能__损耗，降低输电系统成本．
远距离输电电路的分析与计算
[先填空] 1．降低输电损耗的途径 (1)减小输电线的电___阻___：在输电距离一定的情况下，为减小_电__阻___，应当选用电阻率小的金属材料，还要尽可能增加导线的横___截__面___积__． (2)减小输电线中的电___流___：为了减小输电电___流___，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电_电___压__．

高中创新设计物理粤教版选修3-2课件：第二章 7 远距离输电

的功率为发电机输出功率的 4% ，必须采用远距离高压输电的方法，在
发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器.设用户所需电压
总结提升
解析答案
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三、远距离输电线路的构成及基本关系
知识梳理
1.输电线路的构成
由发电厂、升压变压器、输电导线、降压变压器、用户构成.
2.远距离输电的基本关系(如图3所示)
图3
(1)功率关系
P1＝P2，P3＝P4，P3＝ΔP＋P2→能量守恒
(2)电压、电流关系
U1 n1 I2 U3 n3 I4 ＝＝，＝＝ → 理想变压器 U户的输电线路
知识梳理
1.大型发电机发出十几千伏的电压，在发电站区域通过变压器升高到几十万伏，然后进行远距离输电，当电能被输送到用电区域后，再根据不同的用电需求，用变压器将电压降低，这就是远距离输电. 2.远距离输电线路的构成输电过程示意图如图1所示，主要有：发电厂、升压变压器、输电线路、降压变压器、用户.
D.有6×104盏灯泡(220 V,60 W)正常发光
总结提升解析答案
例4
发电机两端的电压为220 V，输出功率为44 kW，输电导线的总电
阻为0.2 Ω，如果用原、副线圈匝数比为1∶10的升压变压器升压，经输电线后，再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户. (1)画出全过程的线路示意图；解析线路示意图如图所示.
②提高输送电压 .
答案
【深度思考】
“提高电压，减小电流”与欧姆定律矛盾吗？答案不矛盾.欧姆定律是对纯电阻耗能元件而成立的定律，而“提高
电压，减小电流”是从输送角度，由P＝UI，且P一定的条件下得出的
结论，两者不矛盾.

粤教版高中物理选修3-2课件：2-第七节远距离输电

B．输电线上的电压损失变为原来的1/n2
C．输电线上的电功率损失变为原来的1/n
D．输电线上的电流变为原来的1/n
3．下列关于减小远距离输电导线上热损耗的说法中，正
确的是（） C A．因为热功率，P所以U应2 降低输送电压，增大输电导线电
R
阻，才能减小zxxkw输电导线上的热损耗。
B．因为热功率P=IU，所以应采用低电压、小电流输电，
A
A．BU．12
R
(U1 U2 )2 R
C．I2RD．I（U1-U2）
2.输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？◆
3.降低输电损耗的途径是什么？若采用减小导线电阻的方法，应采用什么措施？◆
zxxkw
4.哪种途径对于降低输电线路的损耗更有效？◆
5.在输电过程中，电源输送的电压是否全部加在用户上？◆
6.在高压输电三个回路中，各部分的功率、电压和电流关系如何？ ◆
I3 n4 I4 n3
当堂练习：
1．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（）D
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。
zxxkw
2．远距离输送一定功率的交变电流，若输电电压提高到原来的n倍，
则下列说法中正确的是（） D
A．输电线上的电流变为原来的n倍
思考：
在输电过程中，电源输送的电压是否全部加在用户上？
r
zxxkw
U损
U送
U用
用户电源
造成电压损失的因素: 输电线电阻造成电压损失
U U送 U用 Ir
交流高压输电的基本环节
zxxkw
发电站

粤教版物理选修3-2课件：第2章第7节远距离输电

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Hale Waihona Puke 的电功率为 P 用，则 P′和 P 用的关系式正确的是(
A．P′＝Uρ2LS
B．P′＝PU22ρSL
) 【导学号：97192092】
C．P 用＝P－Uρ2LS
D．P 用＝P1－PUρ2LS
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计算输电导线上功率损失的三种方法 1．ΔP＝I2R，I 为输电导线中的电流，R 为导线的电阻． 2．ΔP＝ΔRU2，ΔU 为输电导线上损失的电压，R 为导线的电阻． 3．ΔP＝ΔUI，ΔU 为输电导线上损失的电压，I 为导线中的电流．
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远距离输电电路的分析与计算
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[再判断]
1．远距离输电时，当输送电功率不变，提高输电电压，能减小电流，提高
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知识脉络
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为什么要高压输电
[先填空] 1．基本要求既能_安__全__、保质，又能减少_电__能__损耗，降低输电系统成本． 2．输电线路远距离输送电网基本结构：如图 2-7-1 所示(输出功率为 P，输出电压为 U)．
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图 2-7-1
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3．功率损耗输电导线损失的电功率：由 P 损＝_I_2线_R_线_可推得 P 损＝__(_UP_)_2R__线___． 4．两个关系功率关系：P 入＝P 线＋P 用．电压关系：U2＝U 线＋U3.
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探讨 2：怎样计算输电线路损失的功率呢？如何减少输电线路的功率损失

2017-2018学年同步备课套餐之物理粤教版选修3-2讲义：

第七节远距离输电[学习目标]1.理解输电线上电能的损失与哪些因素有关.2.理解减小电能损失的两个途径以及高压输电的原理.3.知道远距离输电的典型电路，并能利用变压器和电路的规律解决实际问题．一、降低输电损耗的两个途径[导学探究]如图1所示，假定发电厂输出的电压为U，输送功率为P，输电线路中的电流是I，两条导线的总电阻是r.那么：图1(1)用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗？(2)输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？降低功率损耗有哪些途径？答案(1)不相等，由能量守恒知，发电厂输出的电能等于用户得到的电能与输电线上损失的电能之和．(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原因．功率损失的表达式：ΔP＝I2r＝P2U2r，所以降低功率损耗的两个途径为：①减小输电线的电阻r；②减小输电电流I，即提高输送电压U.[知识梳理]减小输电线损耗的方法：(1)电压损失：输电线始端电压U与末端电压U′的差值ΔU＝U－U′＝IR.(2)功率损失：电流的热效应引起功率损失ΔP＝I2R.(3)减少电压、功率损失的方法：①减小电阻：由R＝ρlS可知，距离l一定时，使用电阻率小的材料，增大导体横截面积可减小电阻．②提高输送电压：由P＝UI可知，当输送功率一定时，升高电压可以减小电流，即采用高压输电．[即学即用] 判断下列说法的正误．(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)由P ＝U 2r可知，输电电压越小，输电线上的损失就越小．( )(3)由P ＝I 2r 可知，减小输电线的电阻和降低输电电流可减小输电损失．( ) (4)高压输电是通过提高电压，减小输电电流来减少电路发热损耗的．( ) 答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)√ 二、远距离输电电路中的各种关系[导学探究] 某发电站向远处送电的示意图如图2所示，其中各部分的物理量已在图上标注，在这个电路中包括三个回路．图2(1)结合闭合电路的知识，分别分析三个回路中各物理量之间的关系(发电机内阻、n 1、n 2、n 3、n 4线圈的电阻均忽略不计)．(2)若两个变压器均为理想变压器，则每个变压器中的电流、电压、功率有什么关系？答案 (1)第一个回路：P 1＝U 1I 1第二个回路：U 2＝ΔU ＋U 3，P 2＝ΔP ＋P 3＝I 2线R ＋P 3 第三个回路：P 4＝U 4I 4(2)U 1U 2＝n 1n 2、I 1I 2＝n 2n 1、P 1＝P 2；U 3U 4＝n 3n 4、I 3I 4＝n 4n 3、P 3＝P 4. [知识梳理] 远距离输电过程的几个基本关系：(1)功率关系：P 1＝P 2，P 2＝P 线＋P 3，P 3＝P 4，P 线＝I 2ΔU ＝I 22R . (2)电压关系：U 1U 2＝n 1n 2，U 3U 4＝n 3n 4，U 2＝U 3＋ΔU .(3)电流关系：n 1I 1＝n 2I 2，n 3I 3＝n 4I 4，I 2＝P 2U 2＝P 3U 3＝ΔU R. [即学即用] 判断下列说法的正误．(1)使用变压器进行远距离输电，用户得到的电压可以高于发电机输出的电压．( ) (2)远距离输电时，若升压变压器匝数比为1∶n ，降压变压器匝数比为n ∶1，则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等．( )(3)电厂与用户离得越远，用户得到的交流电的频率与电厂发出的交流电的频率小得越多．( )(4)远距离输电时，输送电压越高越好．( ) 答案 (1)√ (2)× (3)× (4)×一、输电线上功率损失的计算输电线路上的功率损失，主要是输电线电阻发热造成的损失．常用计算公式： (1)ΔP ＝I 2R ，其中I 为输电线路上的电流．(2)ΔP ＝ΔU ·I 或ΔP ＝ΔU 2R ，其中ΔU 为输电线上的电压损失．例1 三峡水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)若将电压升高至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？答案 (1)2 500 A (2)1.25×108 W 14(3)1 000 A 2×107 W125解析 (1)由P ＝UI 得I ＝P U ＝5×108W2×105 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 ＝1.25×108W 5×108 W＝14(3)将电压升高至50万伏时，I ′＝PU ′＝5×108 W 5×105 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 ＝2×107 W 5×108 W ＝125.二、高压输电线路的分析与计算解决远距离输电问题时，需要画输电的电路图，理清三个回路，抓住两个联系，掌握一个定律．1．画图、理清三个回路(如图3所示)图32．抓住两个联系(1)理想升压变压器联系回路1和回路2 即U 1U 2＝n 1n 2，I 1n 1＝I 2n 2，P 1＝P 2. (2)理想降压变压器联系回路2和回路3 即U 3U 4＝n 3n 4，I 3n 3＝I 4n 4，P 3＝P 4 3．掌握一个定律根据能量守恒定律得P 2＝ΔP ＋P 3.例2 如图4所示，发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户(升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器)，若发电机的输出功率是100 kW ，输出电压是250 V ，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1∶25.图4(1)求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流；(2)若输电导线中的电功率损失为输入功率的4%，求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压．答案 (1)6 250 V 16 A (2)15.625 Ω 6 000 V 解析 (1)对升压变压器，据公式U 1U 2＝n 1n 2，有U 2＝n 2n 1U 1＝251×250 V ＝6 250 VI 2＝P 2U 2＝P 1U 2＝100 0006 250A ＝16 A (2)P 损＝I 22R 线，P 损＝0.04P 1所以R 线＝0.04P 1I 22＝15.625 Ω 因为ΔU ＝U 2－U 3＝I 2R 线所以U 3＝U 2－I 2R 线＝6 000 V .1．夏天由于用电器的增多，每年夏天都会出现“用电荒”，只好拉闸限电．若某发电站在供电过程中，用电高峰时输电的功率是正常供电时的2倍，输电线电阻不变，下列说法正确的是( )A ．若输送电压不变，则用电高峰时输电电流为正常供电时的2倍B ．若输送电压不变，则用电高峰时输电线上损失的功率为正常供电时的2倍C ．若用电高峰时的输送电压变为正常供电的2倍，则此时输电电流为正常供电时的4倍D ．若用电高峰时的输送电压变为正常供电的2倍，则此时输电线损失的功率为正常供电时的4倍答案 A解析高压输电时P ＝UI ，I 是输送电路上的电流．用电高峰时，若输送电压不变，则I 为正常时的2倍，A 正确；输电线上的热耗功率ΔP ＝I 2R 线，则热耗功率变为正常时的4倍，B 错误；用电高峰时，若输送电压加倍，则I 不变，与正常时相同，C 错误；由ΔP ＝I 2R 线，知热耗功率不变，D 错误．2．(多选)如图5为远距离输电示意图，发电机的输出电压U 1和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变，且n 1∶n 2＝n 4∶n 3.当用户用电器的总电阻减少时( )图5A ．U 1∶U 2＝U 4∶U 3B ．用户的电压U 4增加C ．输电线上损失的功率增大D ．用户消耗的功率等于发电机的输出功率答案 AC解析根据U 1U 2＝n 1n 2，U 3U 4＝n 3n 4以及n 1∶n 2＝n 4∶n 3，知U 1∶U 2＝U 4∶U 3，故A 正确．用户用电器总电阻减小，则电流增大，所以输电线上的电流增大，根据P 损＝I 2r 知，输电线上损耗的功率增大，根据ΔU ＝Ir 知，输电线上的电压损失变大，发电机的输出电压不变，则升压变压器的输出电压不变，降压变压器的输入电压变小，用户的电压U 4减小，故C 正确，B 错误．用户消耗的功率等于发电机的输出功率与输电线上损失的功率之差，故D 错误． 3．(多选)在如图6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( )图6A ．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答案 CD解析发电厂的输出电压不变，升压变压器的输入电压不变，输出电压不变，选项A 错误；随着发电厂输出功率的增大，输电线中电流增大，输电线上损失的电压(ΔU ＝IR )增大，降压变压器的输入电压减小，降压变压器的输出电压减小，选项B 错误；随着发电厂输出功率的增大，输电线中电流增大，输电线上损耗的功率(ΔP ＝I 2R )增大，选项C 正确；输电线上损耗的功率ΔP ＝I 2R ＝⎝⎛⎭⎪⎫P 输U 输2R ，输电线上损耗的功率占总功率的比例ΔP P 输＝R U 2输P 输，选项D 正确．4．如图7所示为远距离交流输电的简化电路图．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I 1，其末端间的电压为U 1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I 2.则( )图7A ．用户端的电压为I 1U 1I 2B ．输电线上的电压降为UC ．理想变压器的输入功率为I 21rD ．输电线路上损失的电功率为I 1U 答案 A解析根据理想变压器的工作原理，得I 1U 1＝I 2U 2，所以用户端的电压U 2＝I 1U 1I 2，选项A 正确；输电线上的电压降U ′＝I 1r ＝U －U 1，选项B 错误；变压器的输入功率P 1＝I 1U －I 21r ＝I 1U 1，选项C 错误；输电线路上损失的电功率P ′＝I 21r ＝I 1(U －U 1)，选项D 错误．一、选择题(1～5题为单选题，6～10题为多选题)1．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答案 C解析电费高低与线路损耗有关，损耗越大，电费越高，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，即增大输电导线的横截面积，故C 正确．2．输电线路的总电阻为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 －(PU )2·RC ．P －U 2RD ．(P U )2·R答案 B解析用户得到的功率P 得＝P －I 2R ＝P －(PU)2·R ，所以B 正确．3．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 A B ．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 2R ，U 为输电电压，R 为输电线的电阻答案 B解析输电线上输送的电流为I ＝P U ＝3×106×103500×103 A ＝6×103A ，A 项错误；输电线上损失的电压为U 损＝IR ＝6×103×2.5 V ＝1.5×104 V ＝15 kV ，B 项正确；当用5 kV 电压输电时，输电线上损失的功率超过3×106kW ，与实际情况相矛盾，故C 项错误；当用公式ΔP ＝U 2R计算损失的功率时，U 为输电线上损失的电压而不是输电电压，D 项错误．4．图1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n 1、n 2，在T 的原线圈两端接入一电压u ＝U m sin ωt 的交流电源，若输送电功率为P ，输电线的总电阻为2r ，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为( )图1A ．(n 1n 2)U 2m4rB ．(n 2n 1)U 2m4rC ．4r (n 1n 2)2(PU m )2D ．4r (n 2n 1)2(P U m)2答案 C解析原线圈电压的有效值：U 1＝U m 2，根据U 1U 2＝n 1n 2可得U 2＝⎝⎛⎭⎫n 2n 1 U m 2，又因为是理想变压器，所以T 的副线圈的输出功率等于原线圈的输入功率P ，所以输电线上的电流I ＝PU 2，输电线上损失的电功率为P ′＝I 22r ＝4r ⎝⎛⎭⎫n 1n 22⎝⎛⎭⎫P U m2，所以C 正确，A 、B 、D 错误．5．远距离输电的原理图如图2所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2，电压分别为U 1、U 2，电流分别为I 1、I 2，输电线上的总电阻为R .变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是( )图2A.I 1I 2＝n 1n 2B ．I 2＝U 2RC ．I 1U 1＝I 22RD ．I 1U 1＝I 2U 2答案 D解析根据理想变压器的工作原理得I 1U 1＝I 2U 2、I 1I 2＝n 2n 1.U 2不是加在R 两端的电压，故I 2≠U 2R.而I 1U 1等于R 上消耗的功率I 22R 与下一级变压器的输入功率之和．选项D 正确．6．如图3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3A ．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少电路的发热损耗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解析依据输电原理，电路中的功率损耗ΔP ＝I 2R 线，而R 线＝ρlS ，增大输电导线的横截面积，可减小输电线的电阻，从而能够减小输电过程中的电能损失，选项A 正确；由P 输＝UI 知，在输送功率P 输一定的情况下，输送电压U 越大，则输电电流I 越小，则电路中的功率损耗越小，选项B 正确；若输送电压一定，输送功率P 输越大，则电流I 越大，电路中损耗的电功率越大，选项C 错误；因为输电电压越高，对于安全和技术的要求也越高，因此并不是输电电压越高越好，高压输电必须综合考虑各种因素，选项D 正确． 7．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，而在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，而在输电环节是交流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答案 AC解析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． 8．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 ′.则下列说法中正确的是( )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答案 ABD解析送电电流为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；用户功率为P 用＝IU ′，P 用＝PU ′U ，D 正确，C 错误．9．某小型水电站的电能输送示意图如图4所示，发电机通过升压变压器T 1和降压变压器T 2向用户供电．已知输电线的总电阻为R ，降压变压器T 2的原、副线圈匝数之比为4∶1，降压变压器副线圈两端交变电压u ＝2202sin(100πt ) V ，降压变压器的副线圈与阻值R 0＝11 Ω 的电阻组成闭合电路．若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是( )图4A ．通过R 0的电流有效值是20 AB ．降压变压器T 2原、副线圈的电压比为4∶1C ．升压变压器T 1的输出电压等于降压变压器T 2的输入电压D ．升压变压器T 1的输出功率大于降压变压器T 2的输入功率答案 ABD解析降压变压器副线圈两端交变电压有效值为22022＝220 V ，负载电阻为11 Ω，所以通过R 0的电流的有效值是20 A ，故A 正确；因为降压变压器T 2的原、副线圈匝数之比为4∶1，所以原、副线圈的电压之比为4∶1，故B 正确；由于输电线有电阻导致降压变压器T 2的输入电压低于升压变压器T 1的输出电压，故C 错误；升压变压器T 1的输入与输出功率相等，降压变压器T 2的输入与输出功率也相等，但升压变压器T 1的输出功率大于降压变压器T 2的输入功率，原因是输电线上电阻消耗功率，故D 正确．10. 某小型水电站的电能输送示意图如图5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( )图5A.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电压损失，故升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，故选项C 错误；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，故选项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．二、非选择题11. 风力发电作为新型环保能源，近年来得到了快速发展，如图6所示的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 ，输电线总电阻为10 Ω.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：图6(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．答案 (1)见解析图 (2)1∶20 240∶11 (3)96 kW解析 (1)如图所示(2)输电线损失的功率P 损＝P ×4%＝100 kW ×4%＝4 kW.输电线电流I 2＝ P 损R 线＝ 4×10310A ＝20 A. 升压变压器输出电压U 2＝P I 2＝100×10320V ＝5×103 V. 升压变压器原、副线圈匝数比：n 1n 2＝U 1U 2＝250 V 5 000 V ＝120. 电压损失U 损＝I 2R 线＝20×10 V ＝200 V .降压变压器原线圈两端电压U 3＝U 2－U 损＝4 800 V .降压变压器原、副线圈匝数比n 3n 4＝U 3U 4＝4 800 V 220 V ＝24011. (3)用户得到的电功率P 用＝P －P 损＝96 kW.12. 某发电站通过燃烧煤来发电．发电站通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给工厂和照明用户，发电机输出功率是120 kW ，输出电压是240 V ，升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶25，输电线的总电阻为10 Ω，用户需要的电压为220 V ．则：(1)输电线上损失的电功率为多少？(2)降压变压器原、副线圈的匝数比为多少？答案 (1)4 000 W (2)290∶11解析 (1)根据理想变压器的变压规律U 1U 2＝n 1n 2得输电电压U 2＝n 2n 1U 1＝251×240 V ＝6 000 V输电电流I 2＝P U 2＝120×1036 000A ＝20 A 输电线上损失的电功率 ΔP ＝I 22r ＝202×10 W ＝4 000 W.(2)输电线上损失的电压 ΔU ＝I 2r ＝20×10 V ＝200 V降压变压器原线圈两端的电压U 3＝U 2－ΔU ＝6 000 V －200 V ＝5 800 V 根据理想变压器的变压规律得 n 3n 4＝U 3U 4＝5 800 V 220 V ＝29011.。

高中物理第二章第七节远距离输电课件粤教版选修3-2

B．由公式 P＝UR2得，输电导线的电阻越大，输电导线上的功率损失越小
拓展二高压输电示意图及几个基本关系
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，用户得到的电功率 P 用是多少？
1．远距离输电示意图．
1．(多选)如图为某小型水电站的电能输送示意图，A 为升压变压器，其输入功率为 P1，输出功率为 P2，输出电压为 U2；B 为降压变压器，其输入功率为 P3，输入电压为 U3.A、B 均为理想变压器，输电线的总电阻为 r，则下列关系式正确的是( )
2．高压直流输电． (1)直流输电电路构成．
(2)输电过程：在发电站区域经变压器升压，由换流设备将交流变为直流，用高压直流进行远距离传输，在用户区域由换流设备再将直流变为交流，经变压器降压送给用户．直流输电系统只在输电环节是直流发电环节和用电环节是交流．
拓展一远距离输电的电能损失分析
1．远距离输电时，为什么输电电压越高，输电电流就越小？
提示：输电电压与输电电流满足 P＝UI，保证向用户提供一定的电功率时，输电电压越高，输电电流就越小．
1．输电线路电压、电功率损失分析．
(1)对几个电压的理解．输送电压：输电线始端电压，如图中的 U2.
1．远距离输电时，若保证电能的输送功率不变，则 ()
A．由公式 P＝UR2得，输电电压越高，输电导线上的功率损失越大
2．(多选)远距离输电线路的示意图如图所示，若发电机的输出电压不变，那么当用户用电的总功率增大时 ()
A．升压变压器的原线圈中的电流保持不变 B．降压变压器的输出电压升高 C．降压变压器的输出电压降低 D．输电线上损失的功率增大
3．如图所示，交流发电机向理想变压器 M1 提供 e ＝220 2sin 100πt (V)的交变电压，升压变压器原、副线圈匝数之比为 1∶10，远距离输电导线总电阻 R＝2Ω，输送功率为 10 kW，则输电线上损失的功率为多少？