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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。
远距离输电(学案)1. 主要问题：电流的热效应导致电能转化为热能损失掉，关键减少 上的电能的损失： P 耗=I 2R 线 2．方法：①减小输电线的 ，如采用电阻率 的材料；加大导线的 。
②提高输电 ，减小输电 。
3．交流电远距离高压输电电路模式如图所示。
4．远距离高压输电的几个基本关系： ①功率关系：②电流、电压关系：③输电电流：④输电导线上损耗的电功率例1．马鞍山市拥有长江黄金水道而具有得天独厚的电力资源，在2010年上海世博会之前分两期兴建了总装机容量为11万千瓦的发电厂。
建成后，若采用110 kV 电压向上海输电。
已知从马鞍山到上海的输电线总电阻为10 Ω。
(1)求输电导线损耗的功率；(2)若为了降低损耗，把输电电压提高为220 kV ，求提高输电电压后比原来少损耗的功率。
例2．发电机的路端电压为220V ，输送电功率44kW ，输电线电阻为0.4Ω，则用户得到的电功率为 V ，用户得到的电功率为 kW 。
若用初、次级线圈匝数之比为1：10的变压器升压，经同样的输电线输电后，再用初、次级线圈匝数之比为10：1的变压器降压后供给用户，则用户得到的电压为 V ，用户得到的电功率为 kW 。
例3．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 2S ρLB ．P 1＝P 2ρLU 2SC ．P 2＝P －U 2S ρLD ．P 2＝P －P 2ρLU 2S课后作业(一)1．如图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( )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少电路的发热损耗的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2、输电线的电阻共计r ，输送的电功率为p ，输电电压为U ，则用户能得到的电功率是：（ ）A. PB.P －(P/U)rC.I 2RD. (P/U)r 3．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U 2，下列计算线路损耗功率的式子中正确的是（ ）(A)U 12／R (B)（U 1－U 2）2／R(C)I 2R (D)I （U 1－U 2）4．用电器的电阻值为R ，与交变电源的距离为L ，输电线的电阻率为ρ，用电器工作时，输电线上电流为L ，电压损失为U ∆，则输电线的横戴面积为：（ ） A ．R L /ρ B ．U LI ∆/ρ C ．LI U /∆ D ．U LI ∆/2ρ5．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 2R6．有一台内阻为1Ω的发电机，供应学校的照明用电，如图所示是输电原理图，两变压器已选定，输电线总电阻为4Ω，全校共有22个教室，每个教室有“220V 、40W”的灯6盏，若保证全部电灯正常发光。
远距离输电基础夯实1.发电厂发电机的输出电压为U1,发电厂至学校的输电线电阻为R,通过导线的电流为I,学校输入电压为U2,下列4个计算输电线损耗的式子中,错误的是()(导学号51130112) A. B.C.I2RD.I(U1-U2)答案：A解析：用来计算输电线电能损耗的公式P=U2/R中的U是输电线上损耗的电压,而不是输电电压.2.(多选)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()A.输电线上的电流变为原来的n倍B.输电线上的电压损失变为原来的1/nC.输电线上的电功率损失变为原来的1/nD.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倍答案：BD解析：在输送功率P一定时,输电线上的电流由公式I=P/U决定,输电线上损失的电压由公式ΔU=IR=PR/U决定,输电线上损失的功率由公式P损=I2R=R=来讨论.3.(多选)小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压,它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压,然后通过输电线路把电能输送到远处用户附近的降压变压器,经降低电压后再输送至各用户.设变压器都是理想的,那么在用电高峰期,随用电器电功率的增加将导致() (导学号51130113)A.升压变压器初级线圈中的电流变小B.升压变压器次级线圈两端的电压变小C.高压输电线路的电压损失变大D.降压变压器次级线圈两端的电压变小答案：CD解析：随用电器电功率的增加,各级电流和功率都会增加,输电线上损耗的电压增加,将导致降压变压器上的电压减小,但这些变化不会影响到升压变压器原、副线圈上的电压.4.一小水电站,输出的电功率为20 kW,输电线总电阻为0.5 Ω,如果先用400 V电压输送,后又改用2 000 V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.减小50 WB.减小1 200 WC.减小7.68×106 WD.增大7.68×106 W答案：B解析：输电线上第一次损耗的功率可由公式P1=R算得,输电线上第二次损耗的功率可由公式P2=R算得,输电导线上损失的电功率的变化情况即是它们之差.5.某电站向某地输送一定功率的电能,若将输送电压提高10倍,输电线截面减为原来的一半,则输电线电能损失() (导学号51130114)A.减为原来的B.减为原来的C.减为原来的D.减为原来的答案：B解析：在输送功率P一定时,输电线上损失的功率可由公式P损=I2R=R=来讨论.6.“西电东送”工程中为了减少输电损耗,必须提高输电电压,从洪家渡水电站向华东某地输送功率106 kW的电能,输电电压为100万伏,输电线电阻为100 Ω.若采用超导材料作为输电线,则可以减少的电功率损失为()A.105 kWB.104 kWC.106 kWD.103 kW答案：A解析：输电线上损失的功率可由公式P损=I2R=R算得,若采用超导材料作为输电线,则输电线上将无电功率的损失.7.(多选)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P.那么()A.若U一定,则P与S成反比B.若U一定,则P与S2成反比C.若S一定,则P与U2成反比D.若S一定,则P与U成反比答案：AC解析：输送的电功率一定,输电线的材料一定时,输电线因发热损失的电功率可由公式P损=I2R=R=来讨论.8.(多选)2007年11月8日,工程规模仅次于长江三峡,位居全国第二位、世界第三位的金沙江溪洛渡水电站截流成功,标志着“西电东送”工程又迈出了坚实的一步.下列有关发电与送电的说法中正确的是()A.水电站截流筑坝有利于储蓄水的内能,提高发电能力B.减小输电线的截面积有利于降低输电时的损耗C.提高输电电压有利于减小输电线中的电流D.增大发电机转子的直径有利于提高发电机的输出电压答案：CD解析：水电站截流筑坝是利于储蓄水的重力势能.减小输电线的截面积会增加输电线的电阻,从而增大输电线上的电能损失.提高输电电压会减小输电线中的电流.增大发电机转子的直径会使发电机输出电压的峰值增加,也即增加电压的输出.9.发电厂输出的交流电压为22 kV,输送功率为2.2×106 W,现在用户处安装一降压变压器,用户的电压为220 V,发电厂到变压器间的输电导线总电阻为22 Ω.求: (导学号51130115)(1)输电导线上损失的电功率.(2)变压器原副线圈匝数之比.解(1)输送电流I线=P总/U总=2.2×106 /2.2×104=100 (A)则损失功率为P损=R线=1002×22=2.2×105 (W).(2)变压器原线圈电压U1=U总-U线=U总-I线R线=2.2×104-100×22=19 800 (V)所以原副线圈匝数比=19 800/220=90.能力提升10.一座小型水力发电站,利用流量为20 m3/s、落差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10 Ω,输电线上允许损耗的功率为5%,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、副线圈匝数之比(不计变压器损失,g取10 m/s2).解此输电线路图如下水力发电站的发电功率P==ρQghη=1.0×103×20×10×5×50%=5×105 W输电线上损失的功率ΔP=P×5%=5×105×5%=2.5×104 W,ΔP=I2·r得I=50 A,所以U2==1×104 V,,U3=U2-ΔU=104 V-Ir=(104-500)V=9 500 V,所以.。
高二物理远距离输电试题答案及解析1. 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的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】 C【解析】试题分析:增加输电导线的横截面积能减小电阻，根据输电过程中的电功率P 耗=I 2R ，减小电阻，有利于减少输电过程中的电能损失．故A 正确；根据P=UI 知，输电电压越高，输电电流越小，高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗．故B 正确；输送的电功率越大，则输电线上流过的电流越大，输电过程中的电能损失越大．故C 错误．高压输电必须综合考虑各种因素，电压过高时，感抗和容抗影响较大，不一定是电压越高越好．故D 正确． 【考点】电能的输送．2. 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可减小输电线上能量损失，则在输入功率不变时，使输电电压提高为原来的10倍，输电线上损失的电能将降为原来的 。
【答案】0.01【解析】在输入功率不变，由P=UI ，得I=P/U ，电压提高10倍，则电流减少为原来的，再由P 损=I 2R ，可得P 损将降为原来的，即0.01。
【考点】远距离输电3. 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%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？ 【答案】（1）r ＝20 Ω（2）U ′＝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，因此效率η＝60%.输电线上的电流可由I ＝P /U 计算，为I ＝100 A ，而输电线损耗功率可由P r ＝I 2r 计算，其中P r ＝4 800/24 kW ＝200 kW ，因此可求得r ＝20 Ω. (2)输电线上损耗功率P r ＝()2r ∝，原来P r ＝200 kW ，现在要求P r ′＝10 kW ，计算可得输电电压应调节为U ′＝22.4 kV. 【考点】远距离输电．点评：输电线上的损失功率与其电流的平方成正比，而与输电线两端的电压的平方成反比．4. 电厂发电机的输出电压250V ，输出功率为10kW ，在进行远距离输电时，输电线总电阻为5Ω，则A ．直接输电，用户两端的电压只有50VB ．若要求用户两端的电压为220V ，则应配备原、副线圈匝数比为1：4 （发电厂）和5：1（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%，升压变压器原、副线圈匝数比为1：4D．若用10000V的高压输电，输电线的损耗功率仅为总功率的0.05%【答案】ACD【解析】电厂发电机的输出电压250V，输出功率为10kW，输电电流为40A，则导线书号电压为U=IR=200V，所以用户两端的电压只有50V，A对；原、副线圈匝数比为1：4 （发电厂），则电压提升到1000V同时减为10A，则导线电压损耗为50V，用户端输入变压器电压为950V，要想得到220V，线圈匝数比为95:22，所以B错。
变压器远距离输电（附答案）1．(淄博模拟)某水利发电站发电机发电后，先通过电站附近的升压变压器升压后，再通过输电线路把电能输送到远处的降压变压器，降压后，再用线路输送到各用户．设发电机输出电压稳定且两变压器均为理想变压器．在用电高峰期，白炽灯不够亮，但用电总功率却增加较大，这时与用电低谷时比较()A ．升压变压器的副线圈两端的电压变小B ．高压输电线路的电压损失变大C ．降压变压器副线圈中的电流变小D ．降压变压器副线圈两端的电压变大2．(苏锡常镇四市教学)在家用交流稳压器中，变压器的原、副线圈分别带有滑动头P 1、P 2，如图13－2－12所示．当变压器的输入电压发生变化时，可上下调节滑动头P 1、P 2的位置，使输出电压稳定在220V ．若输出电压高于220V ，则下列措施正确的是()A ．P 1不动，将P 2向下移B ．P 1不动，将P 2向上移C ．P 2不动，将P 1向下移D ．将P 1向下移，同时将P 2向上移3．(广州测试)如图13－2－13所示，原、副线圈匝数之比为2∶1的理想变压器正常工作时()图13－2－13A ．原、副线圈磁通量之比为2∶1B ．原、副线圈电流之比为1∶2C ．输入功率和输出功率之比为1∶1D ．原、副线圈磁通量变化率之比为1∶14．在某交流电路中，有一正在工作的变压器，原、副线圈的匝数分别为n 1＝600匝、n 2＝120匝，电源的电压为U ＝311sin100πt (V)，原线圈中串联一个额定电流为0.2A 的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则()图13－2－12A ．负载功率不能超过62WB ．副线圈电流的最大值不能超过1AC ．副线圈电流的有效值不能超过1AD ．无论副线圈电流有多大，保险丝总不会被烧毁5．如图13－2－14所示为一理想变压器，电路中的开关S 原来闭合，在原线圈输入电压不变的条件下，要提高变压器的输入功率，可采用的方法是()A ．只增加原线圈的匝数B ．只增加副线圈的匝数C ．只增加用电器R 1的电阻D ．断开开关S 6．如图13－2－15所示，一理想变压器原、副线圈匝数比为3∶1，副线圈上接三个相同的灯泡，均能正常发光，原线圈中再串一个相同的灯泡L ，则()A ．灯L 也能正常发光B ．灯L 比另外三个灯都暗C ．灯L 将会被烧坏D ．不能确定7.(高考四川理综卷)如图13－2－16甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R 1＝20Ω，R 2＝30Ω，C 为电容器，已知通过R 1的正弦交流电如图乙所示，则()图13－2－16A ．交流电的频率为0.02HzB ．原线圈输入电压的最大值为2002VC ．电阻R 2的电功率约为6.67WD ．通过R 3的电流始终为零图13－2－14图13－2－158．(高考江苏卷)如图13－2－17所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u ＝202sin100πt (V)．氖泡在两端电压达到100V 时开始发光，下列说法中正确的有()A ．开关接通后，氖泡的发光频率为100HzB ．开关接通后，电压表的示数为100VC ．开关断开后，电压表的示数变大D ．开关断开后，变压器的输出功率不变9．(高考海南卷)一台发电机最大输出功率为4000kW ，电压为4000V ，经变压器T 1升压后向远方输电．输电线路总电阻R ＝1kΩ.到目的地经变压器T 2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220V,60W)．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T 1和T 2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则()A ．T 1原、副线圈电流分别为103A 和20AB ．T 2原、副线圈电压分别为1.8×105V 和220VC ．T 1和T 2的变压比分别为1∶50和40∶1D ．有6×104盏灯泡(220V,60W)正常发光10．交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO ′匀速转动．一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S ＝0.05m 2，线圈转动的频率为50Hz ，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B ＝2πT ．为用此发电机所发出交流电带动两个标有“220V,11kW ”的电机正常工作，需在发电机的输出端a 、b 与电机之间接一个理想变压器，电路如图13－2－18所示，求：图13－2－18(1)发电机的输出电压的有效值为多少？(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少？(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大？图13－2－17答案：(1)1100V(2)5∶1(3)20A11．如图13－2－19所示，理想变压器原线圈中输入电压U1＝3300V，副线圈两端电压U2为220V，输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2，绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数U＝2V．求：图13－2－19(1)原线圈n1等于多少匝？(2)当开关S断开时，电流表A2的示数I2＝5A．则电流表A1的示数I1为多少？(3)当开关S闭合时，电流表A1的示数I1′等于多少？答案：(1)1650匝(2)0.3A(3)0.7A12.某发电厂发电机的输出功率P＝100kW，发电机端电压U＝250V，向远处送电的输电线的总电阻R＝8Ω.要使传输电线上的功率损失不超过输送功率的5%，用户得到的电压又正好是220V，那么：(1)应该怎样安装变压器？画出输电线路的示意图．(2)求出所用的变压器的原、副线圈的匝数比．答案：(1)见解析(2)升压：1∶16降压：190∶11答案：1B2A3BCD4C5B6A7C8AB9ABD。
随堂练习一、单项选择题（共12小题；共48分）1. 长江三峡水利枢纽是当今世界上最大的水利工程，它的装机总功率为 2×107 kW ，是西部开发的特大重点工程，也是西电东送的能源基地之一。
若用总电阻为 10 Ω 的输电线将 5×105 kW 功率的电能从三峡输送到用电区域，输电电压 5×102 kV ，输电导线上损失的功率为 A. 1×104 kW B. 1×105 kW C.2.5×104 kW D. 2.5×105 kW2. 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A. U 1:U 2B. U 12:U 22C. U 22:U 12D. U 2:U 13. 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，其客观原因是电网陈旧老化，近来进行农村电网改造，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4. 远距离输电时，在输出电功率不变的条件下A. 只有增大导线的电阻，才能减小电流，提高输电效率B. 提高输电电压，能减小电流，提高输电效率C. 提高输电电压势必增大输电导线上能量损耗D. 提高输电电压势必增大输电导线上的电流5. 水电站向小山村输电，输送电功率为 50 kW ，若以 1100 V 送电，则线路损失为 10 kW ，若以 3300 V 送电，则线路损失可降为A. 3.3 kWB. 1.1 kWC. 30 kWD. 11 kW 6. 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 ，学校输入电压为 U 2，下列四个计算输电线损耗的式子中，错误的是A. U 12RB. (U 1−U 2)2RC. I 2RD. I(U 1−U 2)7. 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 。
