【推荐】2018-2019学年高中物理第五章交变电流5-5电能的输送强化演练新人教版选修3-2.doc

到的电功率是2.（2018 •延安高二检测）中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高，农 民负担过重，其中客观原因是电网陈旧老化。

近年来进行了农村电网改造 ，为了减少远距离输 电线路上的电能损耗从而降低电费价格，以下措施中切实可行的是 （ ） P【解析】选C 。

提高输送功率，根据1=1,输送电流变大，根据P 损=I 2R 知,损失的功率变大， 故A 错误;应用超导材料做输电线，根据P 损=|2R,损失的功率为0,但成本太高，故B 错误;提高P输电电压，根据1=口，输送电流变小，根据P 损=I 2R,知损失的功率变小，故C 正确；减小输电导 线的横截面积，增大了电阻，根据P 损=12R 知，损失的功率变大，故D 错误。

3. 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 。

在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 （ ）PP A. J B. ' 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P T5.5电能的输送 课堂10分钟达标1.（2018 •延边高二检测）输电线的电阻共计 r,输送的电功率为 P,输电电压为U,则用户能得 A.P C.I 2R【解析】选B 。

利用P 损=I 2R=! R 可以得到输电线上损失的功率为 r,输送给用户的功率即为总功率减去损失的功率 ,即P-r,故B 正确。

A.提高输送功率B.用超导材料做输电线C.提高输电电压D.减小输电线的横截面积上损耗的电功率为 P=(、’)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 1的"',故选A 。

【补偿训练】(多选)在电能输送过程中，输送电功率一定，则在输电线上的功率损失( )A. 随输电线电阻的增大而增大B. 与输送电压的平方成正比C. 与输电线上电压损失的平方成正比D. 与输电电流的平方成正比2 【解析】 选A 、C 、D 。

5 电能的输送[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1．输送电能的基本要求(1)可靠：保证供电线路可靠地工作，少有故障．(2)保质：保证电能的质量——电压和频率稳定．(3)经济：输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小．2．输电线上的功率损失：ΔP＝I2r，I为输电电流，r为输电线的电阻．3．降低输电损耗的两个途径(1)减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，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．二、电网供电1．远距离输电的基本原理：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，获得最大的经济效益．(2)减小断电的风险，调节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．[即学即用]1．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，与输电线电流的平方成正比．( √)(2)由P ＝U 2r可知，输电电压越小，输电线上电功率的损失就越小．( × )(3)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．( √ ) (4)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．( × )2．输电线的总电阻为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________． 答案 U 22∶U 12一、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 (在图中把导线电阻集中画为r )．那么：图1(1)用户两端的电压是多大？(2)用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗？(3)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)U ′＝U －ΔU ＝U －PUr .(2)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．(3)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．功率损失表达式：ΔP ＝I 2r ＝P 2U2r ，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 . [知识深化]1．输电线上的电压损失：ΔU ＝U －U ′＝Ir ＝P Ur . 2．输电线上的功率损失(1)ΔP ＝I 2r ，其中I 为输电线上的电流．(2)ΔP ＝ΔU ·I 或ΔP ＝(ΔU )2r，其中ΔU 为输电线上的电压损失．3．减少电压损失和功率损失的方法(1)减小输电线的电阻r ，根据r ＝ρL S，可减小电阻率ρ，目前一般用电阻率较小的铜或铝作为导线材料；也可增大导线的横截面积S ，但这要多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难．(2)减小输电电流I ，根据I ＝P U，在输送功率P 一定，输电线电阻r 一定的条件下，输电电压提高到原来的n 倍，输送电流可减为原来的1n ，输电线上的功率损耗将降为原来的1n2.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)在(1)情况下，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)1.25×108W 14(3)1 000 A 2×107W125解析 (1)由P ＝UI 得I ＝P U ＝5×108 W2×105 V＝2 500 A(2)输电线上损失的功率ΔP ＝I 2·2r ＝2 5002×2×10 W＝1.25×108W 损失功率与输出功率之比为ΔP P ＝1.25×108W 5×108W ＝14(3)将电压升高至50万伏时，I ′＝P U ′＝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＝2×107W 损失功率与输出功率之比为ΔP ′P ＝2×107W 5×108W ＝125. 例2 (多选)发电厂发电机的输出电压为U 1，发电厂至学校的输电线总电阻为R 线，通过输电线的电流为I ，学校输入电压为U 2，下列计算输电线功率损耗的式子中，正确的是( )A.U 12R 线B.(U 1－U 2)2R 线C ．I 2R 线 D ．I (U 1－U 2)答案 BCD解析 输电线功率损耗P 损＝I 2R 线＝U 线2R 线＝IU 线，其中U 线＝U 1－U 2，故B 、C 、D 正确．P 损＝I 2r ＝(ΔU )2r＝ΔU ·I .式中必须注意，ΔU 为输电线路上的电压损失，而不是输电电压.二、远距离高压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 线2R ＋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. [知识深化]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3 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．(输电线上功率损失的计算)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；输电线上损失的功率ΔP ＝I 2R 线，则损失功率变为正常时的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，知损失的功率不变，D 错误．2．(输电线上功率损失的计算)(多选)在如图5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5A ．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 输2P 输，增大，选项D正确．3．(远距离高压输电的分析与计算)如图6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6A ．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 12r D ．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 12r ＝I 1U 1，选项C 错误；输电线路上损失的电功率P ′＝I 12r ＝I 1(U －U 1)，选项D 错误．4．(远距离高压输电的分析与计算)(多选)如图7为远距离输电示意图，发电机的输出电压U 1和输电线的总电阻r 、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小时( )图7A ．U 1∶U 2＝U 4∶U 3B ．用户的电压U 4增加C ．输电线上的损失功率增大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B 错误，C 正确．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．5．(远距离高压输电的分析与计算)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为500 kW ，路端电压为500 V ，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1.5 Ω，降压变压器的输出电压为220 V ，不计变压器能量损耗，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．答案 (1)2 500 V (2)60 kW (3)10∶1 (4)440 kW 解析 输电线路原理图如图所示(1)升压变压器的副线圈两端电压U 2＝n 2U 1n 1＝2 500 V.(2)输电导线上的电流I 2＝P 2U 2＝P 1U 2＝200 A输电导线上的功率损失P 损＝I 22r 线＝60 kW(3)输电导线上的电压 ΔU ＝I 2r 线＝300 V 降压变压器原线圈的电压U 3＝U 2－ΔU ＝2 200 V ，降压变压器原、副线圈的匝数比为n 3n 4＝U 3U 4＝10∶1(4)用户得到的功率P 用＝P 1－P 损＝440 kW。

安徽省长丰县高中物理第五章交变电流5.5 电能的输送教案新人教版选修3-2
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电能的输送
采用高压输电。

在输电电流一定的情况下，线
路电阻减为原来的一半，线路中损耗的功率减为原
来的21。

在线路电阻一定的情况下，电压提高一倍，
线路中的电流减为一半,而损耗的功率减为原来的
41
.
7、大型发电机发出的电压不符合远距离输电的要
求，怎么办？而到达目的地的电压也不符合用户的
要求,怎么办?
在发电机处用升压变压器升高电压，在用户处
用降压变压器降低电压。

投影片展示我国远距离高压输电情况及远距离
高压输电的原理。

如下图所示.
设发电机的输出功率为P ，则功率损失为
ΔP =I 22
R
用户得到的功率为P 用=P -ΔP 。

输电线路上的电压损失为：ΔU =I 2R ，则U 3=U 2—
ΔU 。

8、目前,我国常用的远距离输电采用的电压有哪几
种?。

教学资料参考范本【2019-2020】高中物理第五章交变电流5-5电能的输送检测新人教版选修3_2撰写人：__________________部门：__________________时间：__________________课时作业基础达标1．发电厂发电机的输出电压为U1，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U2，则输电线上损耗的电压可表示为( )A．U1 B．U1－IRC．IR D．U2【解析】输电线的电压损失ΔU＝U1－U2＝IR，B错误，C正确；U1为输出电压，U2为用户得到的电压，A、D错误．【答案】C2．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【解析】根据P＝I2R可知，在电流I一定的情况下，减小电阻R可以减少电路上的电能损失，而R＝ρ，所以增大输电线横截面积S【解析】根据P损＝2r可知，热损失功率跟输送电压的平方成反比，故B选项正确．【答案】B5．一台发电机最大输出功率为4000 kW，电压为4000 V，经变压器T1升压后向远方输电．输电线路总电阻R＝1 kΩ.到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V,60 W)．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则( )A．T1原、副线圈电流分别为103 A和20 AB．T2原、副线圈电压分别为1.8×105 V和220 VC．T1和T2的变压比分别为：50和：1D．有6×104盏灯泡(220 V、60 W)正常发光【解析】输电线上消耗的功率P线＝IR＝400 kW，则I2＝＝20 A，又P1＝U1I1，则I1＝＝103 A，故A正确；T1的变压比＝＝，又P＝U1I1＝U2I2，得U2＝2×105 V，输电线上损失电压U线＝I2R＝2×104 V，则T2原线圈的输入电压U3＝U2－U线＝1.8×105 V，又灯泡正常发光，T2的副线圈的电压为220 V，B正确；T2的变压比＝＝，C错误；根据U3I2＝60n，解得n＝6×104 ，D正确．【答案】ABD6．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，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n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4(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( )3．电厂发电机的端电压为250 V，输出功率为10 kW，在进行远距离输电时，输电线总电阻为5 Ω，则( )A．直接输电，用户端的电压只有50 VB．若要求用户端的电压为220 V，则应配备原、副线圈匝数比为：4(发电厂)和：1(用户端)的变压器C．若要求输电线损耗的功率仅为总功率的5%，则用户端的电压为237.5 VD．若用10000 V的高压输电，输电线的损耗功率仅为总功率的0.05%【解析】直接输电时的电流为I＝＝ A＝40 A，所以输电线上的电压损失为ΔU＝IR＝40×5 V＝200 V，所以用户两端得到的电压可求，为：U′＝U－ΔU＝250 V－200 V＝50 V，故A正确；用10000 V的高压输电时，功率损失为：ΔP＝R＝×5 W＝5 W，所以输电线的损耗功率仅为总功率的0.05%，故D正确．【答案】AD4．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＝U2/r，U为输电电压，r为输电线的电阻：：．有条河流，流量 2 m3/s，落差发电机总效率为50%，输出电压为240 V：＝：＝：125.输电线电压损失ΔU损＝I送R＝10×30 V＝300 V.用户端：U1＝U送－ΔU损＝5×103 V－300 V＝4 700 V.据题意可知，U2＝220 V，所以降压变压器的匝数比为：n′2＝：U2＝＝：11.因为理想变压器没有能量损失，所以可正常发光的电灯盏数为N＝＝盏＝470盏．【答案】：125 ：11 470盏11 / 11。

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。

5-5 电能的输送时间：40分钟满分：100分一、选择题(每题6分，共54分)1．远距离输送必定功率的沟通电，若输送电压提升，则() A．输电线上的电压损失增大B．输电线上的电能损失增大C．输电线上的电压损失不变D．输电线上的电能损失减少答案D分析由P＝UI知，输电线的电流为I＝PU，功率必定，当输电电压U提升时，电流I减小，由ΔU＝IR得，输电线上的电压损失减少，再由P线＝I2R线，可知输电线上的电能损失减少，D选项正确。

2．以下对于减小远距离输电导线上热消耗的说法中，正确的选项是()A．因为热功率P＝U2R，所以应降低输送的电压，增大输电导线的电阻，才能减小输电导线上的热消耗B．因为热功率P＝IU，所以应采纳低电压、小电流输电，才能减小输电导线上的热消耗C．因为热功率P＝I2R，所以可采纳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消耗D．以上说法均不正确答案C分析不可以盲目看公式，要注意其物理意义的表达，在求热消耗时：P损＝I2线R线或用P损＝U线I线，也可用P损＝U2线R线，但U一定为输电线两头的电压(即损失电压)。

应选C。

3．输电线的电阻合计为r，输送的电功率为P，用电压U送电，则用户能获得的电功率为( )A ．PB ．P －P 2U 2 rC ．P －U 2r D.P 2U 2 r答案 B分析 输电电流I ＝P U ，输电线上消耗功率为ΔP ＝I 2r ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2r ，用户获得功率为P 用＝P －ΔP ＝P －I 2r ＝P －⎝⎛⎭⎪⎫P U 2r ，故B 正确，A 、C 、D 错误。

4.(多项选择)在我国北方部分地域常常出现低温雨雪冰冻天气，高压输电线因结冰而造成严重损毁，如下图。

为除去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( )A ．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分析 高压线上的热耗功率ΔP ＝I 2R 线① 若热耗功率变成9ΔP ，则9ΔP ＝I ′2R 线②由①②得I ′＝3I ，A 正确。

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5 电能的输送错误!1．下列关于电能输送的说法正确的是( ）A．输送电能的基本要求是可靠、保质、经济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．减小输电导线上电压损失的唯一方法是增大输电线的横截面积D．实际输电时,要综合考虑各种因素,如输电功率大小、距离远近、技术和经济条件等解析: 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,也可以减小输电线电阻,即增大导线横截面积,但不经济．实际输电时，应综合考虑各种因素．答案：AD2．某发电厂原来用11 kV的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到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．据公式I＝错误!，提高电压后输电线上的电流降为原来的错误!B．据公式I＝错误!，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍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错误!D．据公式P＝错误!,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：由I＝错误!得电压损失ΔU＝Ir＝错误!r，因U2＝20U1故ΔU2＝错误!ΔU1，A正确;又因为ΔP＝I2r＝错误!r,故ΔP2＝错误!ΔP1，C正确．答案：AC3．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反比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解析：此题容易犯的错误是将输电电压与损失电压相混,由P＝U2R而选B.正确的思路是由I线＝错误!可知ΔP＝错误!·R线，C对．ΔU＝错误!·R线，A错．ΔP＝错误!，D对．答案：CD4．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解析：变压器输入功率、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．用户的总电阻减小，据P＝错误!，消耗的功率增大，输电线电流增大，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电压加上降压变压器输入电压，D项错误．答案：C5．在远距离输电时,输送的电功率为P，输电电压为U,输电导线电阻率为ρ，截面面积为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P，则P′和P用用的关系式正确的是( ）A．P′＝错误! B．P′＝错误!C．P用＝P－错误!D．P用＝P错误!解析：输电线电阻R＝ρ错误!，输电电流I＝错误!,故输电线上损失的电功率为P′＝I2R ＝错误!2ρ错误!＝错误!,用户得到的电功率为P用＝P－P′＝P错误!。

5 电能的输送A 级 抓基础1．中国已投产运行的1 000 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1 000 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.P2 C ．2P D ．4P 解析：由P ＝UI 可知由500 kV 的超高压输电变为1 000 kV 特高压输电时．输电线电流变为原来的12，再根据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. 答案：A2．(多选)某电站不经变压器直接向用户输送电能，若输电功率为P ，输电电压为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 ．输电线上损失电压为P URB ．输电线上损失电功率为（U －U ′）2RC ．用户得到的功率为U ′2RD ．用户得到的功率为U ′UP 解析：根据输送电压U ＝U 线＋U ′，输送电流I ＝PU 即可判断A 、B 、D 正确，C 错误．答案：ABD3．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，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，A 、B错误．用户用电器总电阻减小，据P ＝U 2R，消耗功率增大，输电线中电流增大，线路损失功率增大，C 正确．升压变压器的输出电压等于输电线路上损失的电压加上降压器输入电压，D 错误．答案：C4．某用电器距离供电电源为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( )A.ρL U B.2ρLI U C.U I ρLD.2UL I ρ 解析：输电线电流I ＝UR ，R ＝ρ·2L S，所以最小横截面积 S ＝ρ·2L R ＝2ρLI U. 答案：B5．(多选)要使额定电压为220 V 的用电器正常工作(变压器均为理想变压器)，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：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＝220 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．答案：ADB 级 提能力6．某农村水力发电站的发电机的输出电压稳定，它发出的电先通过发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．经变压器降压后．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 ．①②B ．②③C ．③④D ．②④解析：用电高峰期，用户端总电阻由于并联白炽灯增多而减小，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.答案：D7．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，这是因为此时( )A ．总电阻比深夜时大，干路电流小，每盏灯分到的电压就小B ．总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小C ．总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失的电压大D ．干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电压解析：此时用电器多，负载大，电阻小(因为用电器都是并联的)而变压器输出电压U 不变，由I ＝U R可知，干路电流大，输电线上损失电压大，电灯两端电压小，故比深夜暗，故C 正确．答案：C8．某小型实验水电站输出功率是20 kW ，输电线总电阻是6 Ω.(保留四位有效数字)(1)若采用380 V 的电压输电，求输电线损耗的功率．(2)若改用5 000 V 高压输电，用户利用n 1∶n 2＝22∶1的变压器降压，求用户得到的电压． 解析：(1)输电线上的电流为I ＝P U ＝20×103380A ≈52.63 A 输电线路损耗的功率为P 线＝I 2R ＝52.632×6 W ≈16 620 W ＝16.62 kW. (2)改用高压输电后，输电线上的电流变为I ′＝P U ′＝20×1035 000A ＝4 A 用户在变压器降压前获得的电压U 1＝U ′－I ′R ＝(5 000－4×6) V ＝4 976 V根据U 1U 2＝n 1n 2，用户得到的电压为U 2＝n 2n 1U 1＝122×4 976 V ≈226.2 V. 9．学校有一台应急备用发电机，内阻为r ＝1 Ω，升压变压器的匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻为R ＝4 Ω，全校共22个教室，每教室用“220 V 40 W ”的灯6盏，要求所有灯都正常发光，则：(1)发电机的输出功率多大？(2)发电机的电动势多大？(3)输电线上损耗的电功率多大？解析：(1)所有灯都正常工作时的总功率P 2＝22×6×40 W ＝5 280 W ， 用电器总电流I 3＝P 2U 4＝24 A ，输电线上的电流I 2＝I 34＝6 A ， 降压变压器上的输入电压U 3＝4U 4＝880 V ，输电线上的电压损失U R ＝I 2R ＝24 V ，因此，升压变压器的输出电压U 2＝U R ＋U 3＝904 V ，输入电压U 1＝U 24＝226 V ， 输入电流I 1＝4I 2＝24 A ，所以发电机的输出功率P 1＝U 1I 1＝5 424 W.(2)发电机的电动势E ＝U 1＋I 1r ＝250 V.(3)输电线上损耗的电功率P R ＝I 22R ＝144 W.。