教材习题点拨：第五章第五节电能的输送_word版含解析

选修3-2第五章第5节《电能的输送》课前预习学案一、预习目标预习发电站发出的电能是怎样输送到远方的，初步认识高压输电的原理及各参数的关系。

二、预习内容1、电功率损失和电压损失⑴功率损失：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。

出现功率损失。

△P= 。

⑵、电压损失：远距离输送电能，线路中电阻R 上消耗部分电压。

△U= 。

2、减少功率损失和电压损失的方法：⑴、 ⑵、3、高压输电网络及各物理量间关系：⑴、远距离输电线路图：⑵、常用分析公式：①、输电电流：I2=②、输电导线损失的电功率：P 损=③、输电导线损失的电压：U 损=三、提出疑惑同学们，通过你们的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中疑惑点疑惑内容课内探究学案一、学习目标（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.U 1~升压变压器n 1I 1二、学习过程1、输送电能的过程请同学们思考：1。

发电站发出的电能是怎样输送到远方的呢？（学生自由回答）2.降低输电损耗的途径有哪些？哪些是可行的？3. 远距离输电为什么要用高电压？“思路是：输电→导线（电阻）→发热→损失电能→减小损失”2.请根据下图写出输电系统的“输电电压”、“用户得到的电压”和输电线上“损失的电压”若输电线电阻R，输电功率为P，输电电压U１，则输电导线的电流I2= ，输电导线上的电压降（电压损失）U损=I2R= ，输电导线上的功率损耗P损=I22R = = 。

3. 远距离输电的实例分析例题。

发电机的输出电压为220V，输出功率为44KW，每条输电线电阻为0.2Ω，求用户得到的电压和电功率各是多少？如果发电站先用变压比为1：10的升压变压器将电压升高，经同样输电线路后，再经过10：1的降压变压器降压后供给用户，则用户得到的电压和电功率又各是多少？解题过程：三、反思总结画出输电流程图：流程图：四、当堂检测一台发电机输出的电功率为100kw，输出电压为250v，先欲向远处输电，若输电线总电阻为8Ω，要求输电时输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%，要向用户输送200v电压，求：（1）、试画出这次输电线路的示意图；（2）、输电所需升压变压器和降压变压器的原副线圈的匝数之比分别是多少？（3）、用户得到的电功率是多少？课后练习与提高1、说明书的部分内容如表所示．现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，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，该型导线单位长度的电阻为2.5×10－4Ω/m.安置区家用电器的总功率为44 k W，当这些家用电器都正常工作时，下列说法中正确的是( )型　号AED6500S最大输出功率60 k W输出电压范围220 V～300 VA.输电线路中的电流为20 AB．输电线路损失的电功率为8 000 WC．发电机实际输出电压是300 VD．如果该柴油发电机发的电是正弦交流电，则输出电压最大值是300 V2、如图所示，为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过2远距离输送，再经变电所将高压变为低压．某变电所电压u0＝11 000sin 100πt V的交流电降为220 V供居民小区用电，则变电所变压器( )A．原、副线圈匝数比为50∶1B．副线圈中电流的频率是50 HzC．原线圈的导线比副线圈的要粗D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和参考答案：二、学习过程2 I2=P/U1 U损=I2R=PR/U1 P损=I22R =U额2/R=P2R/U123. 发电站输出的功率P出是一定的,当以220伏的电压输出时,输出电流应该是： I=P出/U出=44000W/220V=200A 两条输电线路的总电阻为0.4Ω,则导线上损失的电功率为： P损=I2r=(200A)2×0.4Ω=16kW 用户得到的电功率为P=P出-P损=44kW-16kW=27kW 在导线上损失的电压为: U损=I2r=200V×0.4Ω＝80V． 用户得到的电压为：U=U出-U损=220V-80V=140V 如果用1：10的变压器将电压升高到2200V后再输送出去，则输出电流为： I=P出/U出=44000W/2200V=20A　 P损=I2r=(20A)2×0.4Ω=160W 用户得到的电功率为P=P出-P损=44kW-160W=43.83kW 在导线上损失的电压为: U损=I2r＝20V×0.4Ω＝8V． 加到用户端变压器上的电压为：U=U出-U损=2200V-80V=2192V 经过变压器降压后输送给用户的电压为：219.2V．三、四、（1）、（2）、n1：n2=1/16 ,n3：n4=190/11(3)、P 用=95KW课后练习与提高1、解析：I 线＝I 0＝＝ A ＝200 A ；线路损失功率P 线＝I R 线＝8 000 W ，线路P 0U 0 4.4×1042202线两端电压U ＝I 线R 线＝40 V ，所以发电机输出电压为260 V ；如果该柴油发电机发的电是正弦交流电，则输出电压最大值是260 V.2答案：B2、解析：u 0＝11 000sin 100πt V 中的11 000指的是电压的最大值，有效值为11 000 22V ，则原、副线圈之间的匝数之比等于两线圈的电压之比，即50∶1，A 正确；由ω＝100π可得频率为50 Hz ，变压器不改变电流的频率，因此，副线圈的频率也是50 Hz ，B 正确；电流与匝数成反比，即原线圈的电流比副线圈电流要小，因此，副线圈的导线要比原线圈粗，C 错误；居民小区各个用电器都是并联的，它们的电流总和等于副线圈中的电流，故D 错误．答案：ABn 1I 1。

电能的输送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 ＝ρlS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550 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。

[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．仅仅从减少能量损失的角度看，输送功率一定的情况下，输电电压越高，损失的能量越少。

( )2．在输送功率和输电电压一定，使用同种材料的导线时，越粗的导线损失的电压越小。

( )3．一般情况下高压输电的导线是铜铝合金而不是银，原因是同种情况下，使用银材料，输电线损失的功率大。

( )答案：1.√ 2.√ 3.×[释疑难·对点练]1．输电线路中的几个概念(1)输电电压：是指加在输电线始端的电压，如图中的U 。

注意：输电电压是发电厂输出端电压U ，而不是用户端得到的电压U ′。

(2)损失电压：是指输电线路始端电压U 与末端电压U ′的差值，即损失在输电线路上的电压。

高二物理选修32第五章：5.5电能的输送第 2 页第 3 页三、电网供电1.远距离输电基本原理：在发电站内用__________变压器___________,然后进行远距离输电，在用电区域通过__________变压器降到所需的电压。

2.电网：通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和用户连接起来，形成全国性或区域性的输电网络。

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_________的风险，调剂不同地区电力供应的平衡，保证供电的质量。

（3）合理调度电力，是电力的供应更加可靠、质量更高。

★重点难点解析1．输电线路上的电压损失：输电线始端电压U和末端电压U′的差值是输电线路的电压损失，即ΔU=U-U′，。

2．几个常用的关系式：（1）若发电站输出电功率为P，输出电压为U，用户得到的电功率为P，，用户的电压为U，，输线电第 4 页第 5 页 阻为R 线,则输出电流为：I=线R U U U P U P '-=''= （2） 输电导线损耗的电功率: P损=P-P ˊ=I 2R线=线R U P 22=I （U-U ‘）=IU 线=()2'线R U U - 可知，当输送的电能一定时，输电电压增大到原来的n 倍，输电导线上损耗的功率就减少到原来的21n （3） 输电导线损耗的电压：U 线=U-U ‘=IR 线=线R U P 例1：水电站给远处山村送电的输出功率是100KW ，用2019V 电压输电，线路损失的功率是2.5×104W,如果改用20190V 高压输电,线路上损失的功率是 W.例2．如图，某小型水电站发电机的输出功率为10KW ，输出电压为400V ，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2KV 高压输电，最后用户得到220V 、9.5KW 的电力。

求；（1）水电站升压变压器原、幅线圈匝数比n 1/n 2；（2）输电线路的导线电 阻R ；（3）用户降压变压器原、幅线圈匝数比n 3/n 4。

高中物理第五章交变电流第5节电能的输送练习（含解析）新人教版选修32第五章 第5节 电能的输送「基础达标练」1．远距离输电时，在输送功率不变的条件下( ) A ．只有增大导线的电阻，才能减小输电电流，提高输电效率 B ．提高输电电压，能减小输电电流，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解析：选B 在输送功率一定的前提下，P 输＝U 输I 输，P 损＝I 输2R 线，η＝P 输－P 损P 输×100%，B 正确．2．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 ．1.6×103kW C ．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 ＝1 000 W ，故节约的电功率为1 kW ，A 项正确．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，在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 1∶S 2为( )A.U 2U 1B.U 1U 2C.⎝ ⎛⎭⎪⎫U 2U12D.⎝ ⎛⎭⎪⎫U 1U22 解析：选C 由输送的电功率P ＝IU ，损失的电功率ΔP ＝I 2R ，得ΔP ＝P 2U 2R .由题意知，P 2U 12R 1＝P 2U 22R 2，由此得R 1R 2＝U 12U 22，因为R ＝ρL S ，所以S 1S 2＝U 22U 12，故C 正确．4．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：选C 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少，根据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 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．5．(多选)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．若在正常供电时，高压线上输电电压为U ，电流为I ，发热功率为ΔP ；除冰时，输电线上的发热功率需变为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3IB ．输电电流为9IC ．输电电压为3UD ．输电电压为13U解析：选AD 输电功率P ＝UI ，输电线电阻为R ，则ΔP ＝I 2R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2R ，除冰时，输电线上的发热功率为9ΔP ，那么输电电流应变为3I ，由于输电功率保持不变，输电电压变为13U ，A 、D 正确．6．(多选)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 由于输电线上有电阻，所以考虑到电压损失，则有升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，根据变压器的电压与匝数之比的关系，可知要让用电器正常工作，必须有n 2n 1>n 3n 4，故A 项正确，B 、C 项错误；考虑到输电线上也有电功率的损失，可知D 项正确．7．(2019·峨山县模拟)随着社会发展，人类对能源的需求日益增加，节能变得愈加重要．甲、乙两地采用电压U 进行远距离输电，输电线上损耗的电功率为输入总功率的k (0<k <1)倍．在保持输入总功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用5U 的电压输电，若不考虑其他因素的影响，输电线上损耗的电功率将变为输入总功率的( )A ．k25 倍B ．k5 倍 C ．5k 倍D ．25k 倍解析：选A 设输送的电功率为P ，当输送电压为U 时，输送电流I ＝PU，输电线上损失的功率ΔP ＝I 2R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2R ，当输送电压为5U 时，在线路上损失的功率变为输入总功率的k25倍，A选项正确．8．发电厂输出的交流电压为2.2×104V ，输送功率为2.2×106W ，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：(1)输电导线上损失的电功率；(2)降压变压器原副线圈匝数之比n 1n 2为多少？解析：(1)输送电流为I 线＝P 总U 总＝2.2×1062.2×104A ＝100 A则损失功率为P 损＝I 线2R 线＝1002×22 W＝2.2×105W. (2)变压器原线圈电压U 1为U 1＝U 总－U 线＝U 总－I 线R 线＝2.2×104 V －100×22 V＝19 800 V所以原副线圈匝数比n 1n 2＝U 1U 2＝901.答案：(1)2.2×105W (2)90∶1「能力提升练」1．为了减少输电线路中电能损失，发电厂发出的电通常是经过升压变电站升压后通过远距离输送，再经过降压变电站将高压变为低压，某降压变电站将电压U 0＝11 0002·sin 100πt V 的交流电降为220 V 供居民小区用电，则下列说法错误的是( )A ．降压变电站原、副线圈匝数比为50∶1B ．输电电流的频率是50 HzC ．降压变电站副线圈的导线比原线圈的要粗D ．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和解析：选D 原电压的有效值为U 1＝11 000 V ，由U 1U 2＝n 1n 2得，n 1n 2＝501，A 正确；变压器不改变交流电的频率，B 正确；由n 1n 2＝I 2I 1得，副线圈的电流大，要想导线发热少，导线要粗一些(电阻小)，C 正确；居民小区各用电器电流总和应该等于副线圈的电流，D 错误．2．某科技小组在实验室中研究远距离输电．由于输电线太长，他将每50米导线卷成一卷，共卷成8卷来代替输电线路．第一次直接将输电线与实验电源及用电器相连，测得输电线上的输电电流和损失的功率为I 1、P 1；第二次采用如图所示的电路输电，其中理想变压器T 1与电源相连，其原、副线圈的匝数比为n 1∶n 2，理想变压器T 2与用电器相连，测得输电线上的输电电流和损失的功率为I 2、P 2.下列说法中正确的是( )A ．第二次实验时因为多接了两个变压器，所以P 2>P 1B ．通过该实验可以证明，提高输电电流能减少远距离输电的能量损失C ．若输送功率一定，则I 2∶I 1＝n 1∶n 2D ．若输送功率一定，则P 2∶P 1＝n 22∶n 12解析：选C 第一次实验输电线上的电流I 1＝P U 1，输电线上损失的功率P 1＝I 12R ＝P 2U 12R ；第二次实验，升压变压器副线圈上的电压U 2＝n 2n 1U 1，输电线上的电流I 2＝P U 2，输电线上损失的功率P 2＝I 22R ＝P 2U 22R ，所以I 2∶I 1＝U 1∶U 2＝n 1∶n 2，P 2∶P 1＝U 12∶U 22＝n 12∶n 22，由于n 1<n 2，P 2<P 1，故C 正确，A 、D 错误；由ΔP ＝I 2r 可知提高输电电流会增加远距离输电的能量损失，故B 错误．3．如图所示为某小型电站高压输电示意图．发电机输出功率恒定，升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U 1和U 2.在输电线路的起始端接入两个互感器，原、副线圈的匝数比分别为10∶1和1∶10，电压表的示数为220 V ，电流表的示数为10 A ，各互感器和电表均为理想的，则下列说法正确的是( )A ．升压变压器原、副线圈的匝数比为n 1n 2＝U 2U 1B ．采用高压输电可以增大输电线中的电流，输电电流为100 AC ．线路输送电功率是220 kWD ．将P 上移，用户获得的电压将降低解析：选C 根据变压器的原理可得升压变压器原、副线圈的匝数比为n 1n 2＝U 1U 2，故A 错误；采用高压输电可以减小输电线中的电流，从而减小输电过程中的电能损失，根据电流互感器原理及匝数比为1∶10，由公式I 送I 副＝n 副n 原＝101，得输电电流为I A2＝10×10 A＝100 A ，故B 错误；根据电压表的示数为220 V ，根据变压公式，U 送U 副＝n 原′n 副′＝101，输电电压为U 2＝10×220 V＝2 200V ，线路输送电功率为P ＝U 2I A2＝220 kW ，故C 正确；将P 上移，则降压变压器的初级线圈减小，故用户获得的电压将升高，故D 错误．4．(多选)如图所示，某小型水电站的发电机输出电压为220 V ，正常情况下输出的总功率P 0＝8.8×104W ，为了减少远距离输电过程中的电能损失，往往采用高压输电．输送电压为u ＝1 1002sin 200πt V ，输电导线的总电阻为r ＝5 Ω，现要使额定电压为220 V 的用电器正常工作，下列说法中正确的是( )A ．输电线上的电流为220 AB ．降压变压器匝数比n 3n 4＝51C ．用电器的额定功率P ＝5.6×104W D ．用电器上交流电的频率是100 Hz解析：选CD 输送电压为u ＝1 1002sin 200πt V ，可知输送电压的有效值为1 100 V ，输电线上的电流：I ＝P U ＝8.8×1041 100＝80 A ，故A 错误；输电线消耗的电压：U 损＝Ir ＝80×5＝400 V ，到达降压变压器的电压：U 3＝U －U 损＝1 100－400＝700 V ，所以降压变压器的匝数比：n 3n 4＝U 3U 4＝700220＝3511，故B 错误；输电线损耗的电功率：P 损＝I 2r ＝802×5＝32 000 W ，到达降压变压器的电功率：P 3＝P －P损＝8.8×104－32 000＝5.6×104W ，理想变压器的输出功率等于输入功率，所以用电器的额定功率也是5.6×104W ，故C 正确；由于输送电压为u ＝1 1002sin 200πt V ，可知输送电压的频率为100 Hz ，所以用电器上交流电的频率是100 Hz ，故D 正确．5．某小型实验水电站输出功率是20 kW ，输电线路总电阻是6 Ω. (1)若采用380 V 输电，求输电线路损耗的功率；(2)若改用5 000 V 高压输电，用户端利用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用户端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≈226.18 V.答案：(1)16.62 kW (2)226.18 V6．某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为100 kW ，输出电压为500 V ，输电导线的总电阻为10 Ω，导线上损耗的电功率为4 kW ，该村的用电电压是220 V.(1)输电电路如图所示，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比；(2)如果该村某工厂用电功率为60 kW ，则该村还可以装“220 V 40 W”的电灯多少盏？ 解析：(1)根据功率公式可知，P 损＝I 22R 线，解得升压变压器的输出电流I 2＝P 损R 线＝20 A ，升压变压器的输入电流I 1＝P U 1＝200 A ，根据理想变压器电流和匝数关系可知，n 1n 2＝I 2I 1＝110，根据欧姆定律可知，U 3＝U 2－I 2R 线＝4 800 V ，根据理想变压器电压和匝数关系可知，n 3n 4＝U 3U 4＝24011.(2)降压变压器中输出功率等于输入功率，P 3＝P 4，其中P 4＝(40n ＋60×103)W ，P 3＝96 kW ，联立解得n ＝900盏．答案：(1)1∶10 240∶11 (2)900盏。

5 电能的输送课后篇牢固提升基础牢固1.在电能输送过程中,若输送的电功率必然、输电线电阻必然,则在输电线上耗费的电功率( )A.和输送电线上电压的二次方成正比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.和输送电流成正比剖析输电线上的功率损失ΔP=R,电压损失ΔU=U-U'=I线R线,输电电流I线=,因此ΔP=R线=R 线,可见在输送功率P必然和输电线电阻一准时,ΔP与成正比,ΔP与ΔU2成正比,ΔP与U2成反比。

答案C2.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,经过导线的电流为I,学校获得的电压为U2,则输电线上耗费的电压可表示为( )A.U1B.U1-IRC.IRD.U2剖析输电线的电压损失ΔU=U1-U2=IR,故B错误,C正确;U1为输出电压,U2为用户获得的电压,A、D错误。

答案C3.如图,利用理想变压器进行远距离输电,发电厂的输出电压恒定,输电线路的电阻不变,当用电巅峰到来时( )A.输电线上耗费的功率减小B.电压表V1的示数减小,电流表A1增大C.电压表V2的示数增大,电流表A2减小D.用户端功率与发电厂输出功率的比值减小剖析当用电巅峰到来时,用户耗资的功率变大,则电流表A2读数变大,输电线上的电流变大,输电线上耗费的功率变大,选项A错误;电流表A1增大,由于发电厂的输出电压恒定,则升压变压器的次级电压不变,即电压表V1的示数不变,选项B错误;输电线上的电压损失变大,故降压变压器的初级电压减小,次级电压也减小,即电压表V2的示数减小,选项C错误;用户耗资的功率占发电厂输出功率的比率=1-=1-,由于输电线上的电流增大,则电压损失增大,U1不变,因此用户耗资的功率与发电厂输出功率的比值减小,故D正确。

应选D。

答案D4.照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的,可是我们在夜晚七八点钟用电巅峰时开灯,电灯比深夜时要显得暗些,这是由于此时( )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.干路电流必然,支路比深夜时多,分去了一部分电压剖析此时用电器多,电阻小(由于用电器都是并联的),而变压器输出电压U不变,由I=可知,干路电流大,输电线上损失电压大,电灯两端电压小,故比深夜时暗,故C正确。

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。

第五章 交变电流5 电能的输送A 级 抓基础1．输电线路的电阻为R ，发电站输出电功率为P ，输电电压为U ，则用户得到的功率为( )A ．PB ．P －⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2·R C ．P －U 2R D.⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2·R 解析：用户得到功率P 得＝P －I 2R ＝P －⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2·R ，所以B 正确． 答案：B2．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.P 2 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P4，故选A.答案：A3．(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 U RB．输电线上损失电功率为（U－U′）2RC．用户得到的功率为U′2 RD．用户得到的功率为U′U P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：ABD4．(多选)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＝PU，提高电压后输电线上的电流降为原来的120B．根据公式I＝UR，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍C．根据公式P损＝I2R＝P2U2R，提高电压后输电线上的功率损失减为原来的1 400D ．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倍解析：输电线上电流为I ＝P U ，也可以用I ＝ΔU R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 2U2R ，C 正确；如果用P 损＝U 2R，则U 应为R 上的分压ΔU ，故D 错误． 答案：AC5．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 UB.2ρLI UC.U I ρLD.2UL I ρ解析：输电线电流I ＝U R ，R ＝ρ·2L S，所以最小横截面积 S ＝ρ·2L R ＝2ρLI U. 答案：B6．(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7．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：D8．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＝UR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：C9．发电机输出功率为40 kW，输出电压400 V，用变压比(原、副线圈匝数比)为1∶5的变压器升压后向远处供电，输电线的总电阻为5Ω，到达用户后再用变压器降为220 V，求：(1)输电线上损失的电功率；(2)降压变压器的变压比．解析：(1)发电机输出的电压为400 V，经升压变压器后电压为U＝51×400 V＝2.0×103V，由P＝UI得输电线上的电流I＝PU＝40×1032.0×103A＝20 A.输电线上的功率损失：ΔP＝I2·R＝202×5 W＝2.0×103 W.(2)输电线上的电压损失：ΔU＝I·R＝20×5 V＝100 V.加在降压变压器原线圈两端的电压：U1＝U－ΔU＝2.0×103 V－100 V＝1.9×103 V.降压变压器副线圈两端的电压(用户所需的电压) U2＝220 V.降压变压器的变压比n1n2＝U1U2＝1.9×103220＝9511.10．发电机的输出电压为220 V，输出功率为44 kW，输电导线的电阻为0.2Ω，如果用原、副线圈匝数之比为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；(2)求用户得到的电压和功率；(3)若不经过变压而直接将电送到用户，求用户得到的电压和功率．解析：(1)线路示意图如图所示．(2)如图，升压变压器次级线圈的输出电压：U2＝n2n1·U1＝101×220 V＝2 200 V.据升压变压器输出电功率等于输入电功率知，升压变压器次级线圈输出电流I2＝PU2＝44×1032 200A＝20 A.输电线路上的电压损失和功率损失分别为：U R＝I2R＝20×0. 2 V＝4 V，P R＝I22R＝202×0.2 W＝80 W，加到降压变压器初级线圈上的输入电流和电压为：I 3＝I 2＝20 A ，U 3＝U 2－U R ＝2 200 V －4 V ＝2 196 V .降压变压器次级线圈的输出电流和电压为：U 4＝n 4n 3·U 3＝110×2 196 V ＝219.6 V ， I 4＝n 3n 4·I 3＝10×20 A ＝200 A. 用户得到的功率为：P 4＝I 4U 4＝200×219.6 W ＝4.392×104 W.(3)若不采用高压输电，线路损失电压为U ′R ＝I 1R ＝40 V ，用户得到的电压U ′＝U 1－U ′R ＝180 V ，用户得到的功率为P ′＝U ′I 1＝36 kW.教师个人研修总结在新课改的形式下，如何激发教师的教研热情，提升教师的教研能力和学校整体的教研实效，是摆在每一个学校面前的一项重要的“校本工程”。

第五节：电能的输送一、知识讲解： 1..输电线路中的几个概念（1）输电电压：是指加在输电线始端的电压（从发电厂出来的电压）。

（2）损失电压：是指输电线路始端电压U 与末端电压U'的差值，即是损失在输电线路上的电压。

（因为输电线上有电阻，要消耗部分电压）（3）输送功率：是指输电线始端输入的功率（发电厂输出来的功率）。

（4）损失功率：是指由于输电线发热而消耗的功率，即输送功率与用户实际得到功率的差值。

2.输电线上电压、电功率损失的分析设输送电功率为P ，输电电压为U ，输电线的总长度为L ，横截面积为S ，电阻率为ρ，则输电电流I =U P ，输电线电阻R=ρSL. （1）电压损失∆U=I R=U P .ρSL（2）电功率损失∆P=I 2R=（U P ）2 .ρSL3.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，为了减小输电线的电阻，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。

（发电厂向外输送的是功率，P一定，由P=U I可知，U越大，I就越小，这也是最有效的办法）二、课后训练1．（多选）当远距离高压输送一定电功率时，输电线上损耗的功率与电路中的（BC ）A．输送电压的平方成正比B．输送电压的平方成反比C．输电线中电流的平方成正比D．导线中电流的平方成反比2．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=U2/R，应降低输电电压，增大导线电阻B．由P=I U，应低电压小电流输电C．由P=I2R，应减小导线电阻或减小输电电流D．上述说法均不对3．（多选）以下关于电能输送的说法正确的是（AD ）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，是要采用高压输电C．减小输电导线上功率损失的唯一方法，是增大导线的横截面积D．实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如输送功率大小、距离远近、技术和经济条件等4．输电导线的总电阻为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( C )A．U1∶U2 B．U21∶U22 C．U22∶U21 D．U2∶U15.（多选）某电站用1 kV交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R ，现若用变压器将电压升高到20 kV 送电，下列说法正确的是（ BD ）A ．因UI R =，所以输电线上的电流增为原来的20倍 B ．因P I U =，所以输电线上的电流减为原来的120C ．因2U P R=，所以输电线上损失的功率增为原来的400倍D ．若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线的直径减为原来的1206．如图为远距离输电线路的示意图。