2011高二物理学案：2.7 远距离输电(粤教版选修3-2)

《远距离输电》教学设计一．教学目标1、知识与技能(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。

(2) 知道什么是导线上的功率损耗和电压损耗；知道如何减小损耗。

(3) 理解为什么远距离输电要用高压。

(4) 会设计电能输送的示意图，并理解电压损耗和能量损耗的关系。

(5) 培养学生综合全面的分析问题和解决问题的能力。

(6) 培养学生实事求是的科学态度。

2、过程与方法(1) 利用研究性学习小组的调查和学生合作学习相互结合，探索物理规律。

(2) 利用多媒体课件与课堂演示实验相互结合，探究物理规律。

3、情感态度与价值观(1) 通过我国超导研究的介绍，激发学生的爱国热情。

(2) 通过对实际生活中的电能输送问题分析讨论，激发学生探索物理规律的热情。

(3) 通过学生对海高用电情况调查和计算，培养学生从身边事做起养成节约能源的好习惯。

(4) 体验合作探究学习的快乐，调节人际交往能力，协调能力。

二、教学重点设计电能输送的示意图，并理解输电过程中的电压损耗和能量损耗的关系。

三、教学难点输电过程中要保证输送功率不变，理解输电过程中的电压损耗和能量损耗的关系。

三、课时安排1课时四、教具准备可拆式变压器(2台)、导线若干(其中两根阻值约与小电珠相等)、小电珠(2．5V、0.3A)、学生电源五、学生活动设计1．通过自学，学会分析要减少P线可能的方法。

2．通过例题训练、观察演示实验使学生理解远距离输电为什么要采取高压，是如何实现的。

六、教学步骤(一)明确目标了解远距离输电原理，并结合实际分析解决问题。

(二)整体感知这节课是交变电流、变压器、电功率、串并联、欧姆定律等电学知识的综合应用。

解决实际问题的典型例子。

既起到巩固知识、深化知识的作用，又培养学生的分析问题、解决问题的能力，同时从联系实际的应用中提高学生学习物理的兴趣。

(三)重点、难点的学习与目标完成过程1．布置学生进行课前预习，并事先给出预习过程应解决的问题幻灯显示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。

远距离输电-粤教版选修3-2教案一、教学目标1.了解电力输电的概念和分类；2.掌握直流远距离输电的基本原理、特点；3.了解直流输电的主要设备；4.掌握远距离交流输电的主要技术；5.了解现代电力系统的发展和进展。

二、教学内容1. 电力输电的概念和分类（1）电力输电的基本概念电力输电是指将发电厂发出的电力，通过各种输电线路和变电站，传输到用电地点供应电力使用。

电力输电是电力系统的重要组成部分。

（2）电力输电的分类电力输电按照输电距离, 可以分为近距离输电和远距离输电。

2. 直流远距离输电（1）直流输电的基本原理直流输电是指将发电厂发出的直流电通过输电线路进行传输的过程。

直流输电的电力传输距离最远可达3500公里。

直流输电的主要特点有：•传输损耗小；•动态响应性能好；•抗电磁干扰性能好；•对线路的控制性强。

（2）直流输电的主要设备直流输电的主要设备包括：•直流发电机；•直流输电线路；•调压变换器；•逆变器；•直流配电设备，等。

3. 远距离交流输电（1）输电距离的限制交流输电由于存在传输损失，导致输电距离受到了很大的限制。

在输电距离较短的情况下，交流输电的实用性是很高的。

当输电距离增加时，输电功率越大，输电损失也就越大。

（2）交流输电的主要技术为了解决远距离交流输电的问题，目前采用的主要技术包括：•提高输电电压；•采用交流补偿技术（如静态补偿装置、动态无功补偿、柔性交流输电等）。

4. 现代电力系统的发展和进展现代电力系统的发展和进展已经越来越多地涉及到技术和经济两个领域。

在技术领域中，现代电力系统的发展引入了很多新技术，如计算机控制技术、数字化技术、智能化技术、机器学习技术等。

而在经济领域中，现代电力系统的发展更注重多方面的经济效益，如提高能源利用效率、降低供电成本、推动可持续发展等。

三、教学重点和难点教学重点：1.直流远距离输电的基本原理、特点；2.远距离交流输电的主要技术。

教学难点：1.直流输电的主要设备；2.远距离交流输电的实现技术。

§2.7 远距离输电【学习目标】一、知识目标1．掌握输电过程中输出功率、终端得到功率、线路损耗功率之间的关系及影响线路功率损耗的因素；2．掌握远距离输电过程中，升、降压变压器的应用及有关计算；二、能力目标培养学生分析、综合和应用能力。

三、德育目标1．培养遇到问题要认真、全面分析的科学态度。

2．介绍我国远距离输电概况，激发投身祖国建设的热情。

【学习重点】传输电路中电功率转化及电损耗的计算【知识要点】1．本节内容重点是：输电线上损失电能的原因和输电线上损失的电能的计算。

本节内容难点是：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”三者的区别与联系。

2．远距离输电电路图如图5－5－1所示：若输电线电阻R，输电功率为P，输电电压U，则输电导线的电流I2=P/U1，１=I2R=PR/U1，输电导线上的电压降（电压损失）U损=I22R =U额2/R=P2R/U12输电导线上的功率损耗P损【问题探究】1. 输电线上的功率损失与什么有关？如何减少输电线上的功率损失？输电线上的功率损失P与输电电流I和输电线的电阻R有关，功率损失等于输电电流的平方与输电线电阻的乘积。

减少输电线上功率损失的方法是减少输电导线的电阻和减小输电电流。

2. 什么是输电线路上的电压损失？如何减少电压损失？输电线路始端电压U始与末端电压U末的差值△U=U始-U末称为输电线路上的电压损失，即△U =IR。

减少电压损失的方法有：（1）增大输电导线的横截面积从而减少导线的电阻R，（作用有限）（2）减少输电电流I可大大减少功率损失。

3. 远距离输电为什么要用高电压？当输送功率P 送=UI 保持不变时，提高输电电压U 时，可以减少输电电流I ，若输电线路的电阻R 一定。

则输电线路损失的电功率P =I 2R 就可以相应减少。

4. 远距离高压输电有哪些基本关系？交流电远距离高压输电电路的模式如图1.4-28所示。

基本关系有： （1）功率关系：P 1=P 2，P 3=P 4，P 2=P 损+P 3（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=U 线+U 3，I 2=I 3=I 线（3）输电电流：I 线= P 2U 2 = P 3U 3= U 2-U 3R 线（4）输电导线上损耗的电功率：P 线=I 线U 线=I 线2R 线=（P 2U 2）2R 线【典型例题】例1 在远距离输电时，输送的电功率为P ，输电电压为U ，输电导线的电阻率为ρ，横截面积为S ，总长度为L ，输电线损失的功率为P 损，用户得到的电功率为P 户，则以下关于P 损、P 户的关系式正确的是（ AC ）A . P 损= P 2ρL U 2SB . P 损= U 2S ρLC . P 户=P （1- P ρL U 2S ）D . P 户=P - U 2SρL 解析 据电阻定律有R =ρL S ，据欧姆定律得输电电流I =PU ，则输电线上损失的功率为P 损=I 2R =（P U ）2×ρL S = P 2ρL U 2S ，用户得到的电功率为P 用=P -P 损= P （1- P ρLU 2S ），故AC 选项正确。

远距离输电-粤教版选修3-2教案一、学习目标1.了解远距离输电的概念和原理。

2.了解直流输电和交流输电的特点和应用场景。

3.掌握远距离输电的计算方法和保护装置的应用。

4.能够合理选择输电线路和变压器的参数。

二、学习重点1.远距离输电的原理和特点。

2.直流输电和交流输电的比较。

3.输电线路和变压器的参数选择。

4.远距离输电的计算方法和保护装置的应用。

三、学习内容3.1 远距离输电的概念和原理远距离输电是指将电能从发电厂经输电线路送到远处用户的过程。

远距离输电的原理是利用输电线路将电能从发电厂送到用户。

如果发电厂和用户之间的距离较远，需要采用高压输电线路，以减小电线损耗。

3.2 直流输电和交流输电的比较直流输电和交流输电都可以用来实现远距离输电，但它们各有特点。

直流输电的特点是线路损耗比较小，输电距离可以达到几千公里甚至上万公里，但是建设成本较高，需要大量的直流变压器等设备。

交流输电的特点是建设成本较低，设备复杂度低，但是输电距离较短，一般不超过几百公里。

3.3 输电线路和变压器的参数选择输电线路和变压器的参数选择是远距离输电的关键。

在选择输电线路和变压器的参数时，需要考虑以下因素：•线路长度和电阻。

•电源电压和负载电压。

•电缆截面积和材料。

•变压器的额定容量和变比。

3.4 远距离输电的计算方法和保护装置的应用远距离输电的计算方法包括电源和负载的电压和电流计算，线路电阻和电抗的计算等。

同时，在远距离输电中，还需要使用保护装置来保护输电线路和变压器，以确保输电的稳定性和安全性。

四、学习方法•理论学习：通过阅读教材、参考书籍等方式了解远距离输电的概念和原理，掌握直流输电和交流输电的特点。

•数学计算：掌握线路电压、电流、电阻和电抗的计算方法，同时了解变压器的参数选择方法。

•实例分析：通过参考一些典型的远距离输电实例，加深对远距离输电的了解和认识。

五、学习评价学生能够熟练掌握远距离输电的理论知识，能够进行电路计算和应用，了解保护装置和线路参数选择等相关知识。

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)。

学案6 远距离输电[学习目标定位] 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．1．电阻定律：在温度不变时，同种材料的导体，其电阻R 与它的长度l 成正比，与它的横截面积S 成反比，导体电阻与构成它的材料有关，即R ＝ρl S. 2．电功率P ＝UI ，热功率P ＝I2R.3．理想变压器原、副线圈的三个关系：P 原＝P 副，U1U2＝n1n2，I1I2＝n2n1.一、从发电站到用户的输电线路远距离输电过程：发电机输出的电压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，再用变压器将电压降低．二、为什么要用高压输电减小电能损失的方法有两种：(1)减小导线的电阻．(2)减小输电导线中的电流，即提高输电的电压．三、直流输电：现代的直流输电，只有输电这个环节使用高压直流，发电、用电及升、降电压仍然是交变电流．一、降低输电损耗的两个途径[问题设计]如图1所示，假定输电线路中的电流是I ，两条导线的总电阻是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原因是什么？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须用高压呢？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原因．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)因为发电厂的输出功率P 是一定的，由P ＝UI 得，要减小输电电流I ，必须提高输出电压U.[要点提炼]输电线上的电压损失和功率损失(设输电线上电阻为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)减小输电线的电阻由R ＝ρl S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)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．[延伸思考] 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 变低，达不到额定电压，因此白炽灯灯光较暗．二、远距离输电电路中的各种关系[问题设计]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．升压变压器 降压变压器图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、n1、n2、n3、n4线圈的电阻均忽略不计)．(2)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：P1＝U1I1第二个回路：U2＝ΔU ＋U3，P2＝ΔP ＋P3＝I2线R ＋P3第三个回路：P4＝U4I4(2)若两个变压器为理想变压器，则有：U1U2＝n1n2、I1I2＝n2n1、P1＝P2；U3U4＝n3n4、I3I4＝n4n3、P3＝P4. [要点提炼]远距离输电问题的分析1．解决远距离输电问题时，应首先画出输电的电路图，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置(参考图2)．2．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．综合运用下面三方面的知识求解(1)能量守恒：P ＝U1I1＝U2I2＝P 用户＋ΔPΔP ＝I22RP 用户＝U3I3＝U4I4.(2)电路知识：U2＝ΔU ＋U3ΔU ＝I2R(3)变压器知识：U1U2＝I2I1＝n1n2U3U4＝I4I3＝n3n4. 其中ΔP ＝I22R ，ΔU ＝I2R 往往是解题的切入点．一、输电线上功率损失的计算例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？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 ＝I2·2r＝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(3)将电压升高至50万伏时，I′＝P U′＝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 ＝2×1075×108＝125答案 (1)2 500 A (2)1.25×108 W 14(3)1 000 A 2×107 W 125二、远距离输电问题例2 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0.2 Ω，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，则：(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)示意图如图所示(2)升压变压器的输出电压U2＝n2n1U1＝101×220 V＝2 200 V 根据升压变压器输出功率等于输入功率知，升压变压器输出电流为I2＝P U2＝44×1032 200A ＝20 A 输电线路上的电压损失和功率损失分别为UR ＝I2R ＝20×0.2 V＝4 VPR ＝I22R ＝202×0.2 W＝80 W降压变压器上的输入电流和输入电压分别为I3＝I2＝20 AU3＝U2－UR ＝2 200 V －4 V ＝2 196 V降压变压器上的输出电压和输出电流分别为U4＝n4n3U3＝110×2 196 V＝219.6 V I4＝n3n4I3＝10×20 A＝200 A用户得到的功率为P4＝I4U4＝200×219.6 W＝4.392×104 W(3)若不采用高压输电，用220 V 低压直接供电时，电路如图所示，则输电电流I ＝P U1＝44×103220A ＝200 A ，输电线路上的电压损失UR′＝IR ＝200×0.2 V＝40 V 所以用户得到的电压为U4′＝U1－UR′＝220 V －40 V ＝180 V用户得到的功率为P4′＝IU4′＝200×180 W＝3.6×104 W答案 (1)见解析图 (2)219.6 V 4.392×104 W(3)180 V 3.6×104 W1．(输电线上功率损失的计算)(单选)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 4 B.P 2C ．2PD ．4P 答案 A解析 在超高压输电中，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. 2．(输电线上功率损失的计算)(双选)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′＝U2S ρLB ．P′＝P2ρL U2SC ．P 用＝P －U2S ρLD ．P 用＝P(1－P ρL U2S) 答案 BD解析 输电线电阻R ＝ρL S， 输电电流I ＝P U， 故输电线上损失的电功率为：P′＝I2R ＝(P U )2ρL S ＝P2ρL U2S用户得到的功率为：P 用＝P －P′＝P(1－P ρL U2S)． 故选B 、D.3．(远距离输电问题)(双选)在如图3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3A ．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 ＝I2R)增大，选项C 正确；输电线上损耗的电功率ΔP ＝I2R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫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 U2输P 输，选项D 正确．题组一 减小输电损失的途径1．(单选)中央电视台《焦点访谈》多次报导某些边远落后农村电价过高，农民负担过重，其客观原因是电陈旧老化．近来，农村进行电改造，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，即可提高输电电压；二、减小输电线的电阻，即增大导线的横截面积，故C 正确．2．(双选)如图1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1A ．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 ．高压输电一定是电压越高越好，所以我们要尽可能地提高输送电压答案 AB解析 依据输电原理，电路中的功率损耗ΔP ＝I2R 线，而R 线＝ρl/S ，增大输电导线的横截面积，可减小输电线的电阻，则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；若输电电压一定，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 错误．所以该题正确选项为A 、B.题组二 输电线上功率损失的计算3．(单选)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 ．PB ．P －(P U)2·R C ．P －U2R D ．(P U)2·R 答案 B解析 用户得到功率P 得＝P －I2R ＝P －(P U)2·R，所以B 正确． 4．(单选)发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至用户的输电导线的总电阻为R ，通过输电导线的电流为I ，输电线末端的电压为U2，下面选项不能表示输电导线上损耗的功率的是 ( )A.U21R B.－RC ．I2RD ．I(U1－U2)答案 A解析 输电线上功率损耗ΔP ＝I2R ＝ΔU2R＝I·ΔU ，而ΔU ＝U1－U2，本题选A 正确． 5．(单选)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( )A ．U1∶U2B ．U21∶U22C ．U22∶U21D ．U2∶U1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＝I2R ＝(P U )2R ＝P2R U2，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．所以两次输电线上损失的功率之比P 损1∶P 损2＝U22∶U21，选项C 正确．6．(双选)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 ＝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＝I2R ＝P2U2R ，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＝U2R，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 ＝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＝I2R ＝P2U2R ，C 正确；如果用P 损＝U2R，则U 应为R 两端的电压ΔU ，故D 错误．题组三 远距离输电问题7．(双选)某小型水电站的电能输送示意图如图2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( )图2A.n2n1>n3n4B.n2n1<n3n4C ．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，故选项D 正确.U2U1＝n2n1，U3U4＝n3n4，因为U1＝200 V<U4＝220 V ，U2>U3＝U2－U 线，故n2n1>n3n4，选项A 正确． 8．(单选)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答案 D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，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.9．(双选)一台发电机最大输出功率为4 000 kW ，电压为4 000 V ，经变压器T1升压后向远方输电，输电线路总电阻R 线＝1 k Ω，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1∶50和40∶1D ．有5×104盏灯泡(220 V 、60W)正常发光答案 AB解析 根据题意画出输电线路示意图如图所示．对升压变压器有P1＝U1I1，可知I1＝103 A ，由输电线上消耗的功率ΔP ＝I22R 线＝400 kW 可知，输电线上电流为I2＝20 A ，A 项正确；T1的变压比为n1∶n2＝I2∶I1＝1∶50；根据P1＝U2I2得U2＝2×105 V，输电线上电压U 线＝I2R 线＝20 000 V ，则变压器T2的输入电压为U3＝U2－U 线＝1.8×105 V，又灯泡正常发光，可知T2的输出电压U4为220 V ，B 项正确；T2的变压比为n3∶n4＝U3∶U4＝1.8×105∶220，C 项错误；降压变压器的输入功率等于输出功率U3I3＝60 W·n，解得n ＝6×104，D 项错误．10．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生产和照明用户，发电机输出功率是120 kW ，输出电压是240 V ，升压变压器原、副线圈的匝数之比为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)29011解析 (1)根据理想变压器的变压规律U1U2＝n1n2得输电电压 U2＝n2n1U1＝251×240 V＝6 000 V 输电电流I2＝P U2＝120×1036 000A ＝20 A 输电线上损失的功率ΔP ＝I22r ＝202×10 W＝4 000 W.(2)输电线上损失的电压ΔU ＝I2r ＝20×10 V＝200 V降压变压器原线圈两端的电压U3＝U2－ΔU ＝6 000 V －200 V ＝5 800 V根据理想变压器的变压规律得：n3n4＝U3U4＝5 800 V 220 V ＝29011. 11．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)．(1)画出上述输电全过程的线路图；(2)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，求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流；(3)在(2)中条件下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；(4)计算降压变压器的输出功率．答案 (1)见解析图 (2)6 250 V 16 A(3)15.625 Ω 6 000 V (4)96 kW解析 (1) 或(2)对升压变压器，据公式U2U1＝n2n1，有 U2＝n2n1U1＝251×250 V ＝6 250 VI2＝P2U2＝P1U2＝100 0006 250A ＝16 A (3)P 损＝I22R 线，P 损＝0.04 P1所以：R 线＝0.04P1I22＝4 000162 Ω＝15.625 Ω因为ΔU＝U2－U3＝I2R线所以U3＝U2－I2R线＝(6 250－16×15.625) V＝6 000 V(4)P4＝P1－P损＝0.96P1＝0.96×100 000 W＝96 000 W＝96 kW.。

广东省佛山市顺德区均安中学高中物理 2.7 远距离输电导学案粤教版选修3-2【自学目标】1、掌握输电过程中降低输电损耗的两个途径；2、知道远距离输电线路的基本构成；3、会对简单的远距离输电线路进行定量计算。

【自学重难点】重点：理解输电线上的功率、电压的损失，知道如何减少功率、电压的损失；难点：会对简单的远距离输电线路进行定量计算。

一、知识回顾1、变压器的构造：、、闭合铁芯圈。

2、变压器的工作原理：原线圈加上交变电压产生交变，它产生的交变磁通量通过副线圈而在副线圈产生。

3、理想变压器的电压与匝数的关系: ，电流与匝数的关系：。

提示：分析变压器电路的动态变化问题，要分清变量和不变量且注意下面三个决定关系：输入电压U1决定输出电压U2；输出功率P2决定输入功率P1；输出电流I2决定输入电流I1.4、电阻定律：在温度不变时，同种材料的导体，其电阻R与它的长度L成，与它的横截面积S成，导体电阻与构成它的材料有关，即R＝。

5、电功率P＝，热功率P＝。

二、探究学习（认真阅读课本P60—P63，并完成下列内容）1、探究降低输电损耗的两个途径[问题设计]人们常把各种形式的能(如水能、燃料化学能、核能等)先转化为电能再进行利用，因为电能可以通过电网很方便的传输到远方。

电能从发电厂到远方用户的传输过程，可用下图表示，其中U是发电厂输出时的电压，r表示输电线的总电阻，I表示输电线上的电流。

提示：通常在导线较短（如几米，几十米）的情况下，我们可以忽略导线的电阻。

但是当导线较长（如几千米，甚至几百千米）时，其自身电阻就很大不可以再忽略不计。

（1）、在输电导线中损失的电压U损是多少？用户得到的电压U用又是多少？（2）、在输电导线损失的功率P损是多少？用户得到的功率P用又是多少？（3）、由U损、 P损的公式，有哪两种方法可以减少电压和功率的损失？2、探讨：为什么要进行高压输电（1）、减少导线电阻R，有哪些措施？采用这些措施是否可行？（2）、在保证用户得到的电功率一定的前提下，怎样减小输电电流I？答案：在用户功率一定的条件下，由P＝U用I可知，要减小输电线中的电流I，必须提高，再由U用＝知，须提高输电电压。

第七节 远距离输电一、从发电站到用户的输电线路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．实验表明：在输电导线的电阻不变的前提下，提高输电的电压，减小输电电流，可以达到减少输电过程中的功率损耗、更有效地输送电能的目的．预习交流1我国城镇和农村电网的低压改造已基本结束，低压改造使我国广大城乡居民获得了实惠．农村电网改造前，某些村庄经常出现以下现象（离变压器较远的用户）：（1）电灯不亮，达不到额定功率，换额定功率越大的灯泡越是不亮；（2）日光灯不能启动；（3）洗衣机转动力度小等．尤其是过节时现象更明显，这是为什么呢？输送电能的高压线答案：因为电能在输送中存在电压损失和电能损失．低压输电线较细，电阻较大，导线的电压降较大，致使用户末端电压远低于额定电压（有时甚至不高于160 V ）．到了过节的时候，各家用电器增多，所有用电器都并联，总电阻会更小，线路电流更大，输电导线上分得的电压变多，致使用户电压降低，就会出现上述现象．经过低压改造后，换上了合格的输电导线，以上现象就不明显了．二、为什么要采用高压输电1．电功率损失：输电导线上有电阻，当电流通过时，由于电流的热效应会引起电功率的损失．可以考虑通过减小输电导线的电阻或减小输送电流来减少电功率的损失．2．高压输电：减小电阻要增粗导线，增粗导线又带来两个不利：其一，耗费更多的金属材料；其二：会使导线太重，给架线带来很大困难．只有采用小电流输电才会避免上述问题，在保证输送功率不变的情况下，减小电流必须靠提升电压来实现．预习交流2现在大功率输电采用直流输电好还是交流输电好？答案：直流输电，直流输电比交流输电损耗少．一、输电线上的电压损失假定两条输电线的总电阻为r ，在如图所示的输电示意图中等效画为r ，输送的功率为P ，发电厂输出的电压为U 1，则输电线上损失的电压为多少．怎样减小输电线上损失的电压呢？答案：由1P U I =得1P I U =， 所以1Pr U Ir U ∆== 因此减小输电线电阻、提高输电电压可以减小输电线上损失的电压．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电压比为（ ）．A ．U 1/U 2B ．2212/U UC ．2221/U UD ．U 2/U 1答案：D解析：输电线上的电流为I ＝P U ，输电线上损失的电压为U 损＝IR ＝PR U ，可见在输送功率不变的情况下，损失的电压与输电电压成反比，故D 项正确．1．输电线上的电压损失输电线路始端电压U 与输电线路末端电压U ′的差值．ΔU ＝U －U ′＝IR （R 为输电线路电阻）．2．减小输电线路电压损失的两种方法（1）减小输电线路电阻由R ＝ρl S可知，间距一定时，使用电阻率小的材料、增大导体横截面积均可减小电阻．（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．3．输电线路的构成主要有：发电机、升压变压器、输电导线、降压变压器、用电器，如图所示．二、输电线上的电功率损失1．探究如何减少输电线路的功率损失．答案：根据P 损＝I 2r 可知，减小输电线的电阻和输电线中的电流可减少输电线路的功率损失．2．通过上一问题的探究，你认为哪一途径对降低输电线路的功率损耗更为有效？答案：根据P 损＝I 2r 得，在输电电流一定的情况下，如果线路的电阻减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的12；根据P 损＝I 2r 得，在线路电阻一定的情况下，如果输电电流减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的14．通过比较，很显然，减小输电电流对于降低输电线路的功率损耗更为有效．3．假定输电线路中的电流为I ，两条输电线的总电阻为r （如图所示），输送的功率为P ，发电厂输出的电压为U1，则输电线上损失的电压为Ir ，用户得到的电压为U1-Ir ．那么怎样计算输电线路损失的功率呢？用户得到的功率又是多少呢？答案：2P I r =损 2P P P P I r=-=-用损如图所示，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）水电站升压变压器原、副线圈匝数比n 1/n 2；（2）输电线路导线电阻R ；（3）用户降压变压器原、副线圈匝数比n 3/n 4．答案：（1）1∶5 （2）20 Ω （3）95∶11解析：（1）升压变压器原、副线圈匝数比为n 1n 2＝U 1U 2＝4002 000＝15． （2）导线电阻R 与输送电流和输电线上损失的电功率有关，有P 损＝I 2R ，而输送电流又决定于输出电压及输送功率，有I ＝P /U 2，所以R ＝P 损/I 2＝P 损/（P U 2）2＝10 000－9 500(10 000/2 000)2Ω＝20 Ω． （3）设降压变压器原线圈上电压为U 3U 3＝U 2－IR ＝（2 000－5×20）V ＝1 900 V所以降压变压器原、副线圈匝数比为n 3n 4＝U 3U 4＝1 900220＝9511．1．输送功率是指升压变压器输出的功率，损失功率是指由于输电线发热而消耗的功率．两者关系是ΔP ＝P －P ′（P 为输送功率，P ′为用户所得功率）．2．除了利用ΔP ＝P －P ′计算输电线路上的功率损耗外．还可用下列方法计算：（1）ΔP ＝I 2R ，I 为输电线路上的电流，R 为线路电阻；（2）ΔP ＝ΔU 2R，ΔU 为输电线路上损失的电压，R 为线路电阻； （3）ΔP ＝ΔUI ，ΔU 为输电线路上损失的电压，I 为线路上的电流．3．计算输电线上的损失功率时，将输电线当成纯电阻．三、远距离输电系统1．在输送功率不变的情况下，怎样才能减小输电电流？答案：P ＝UI ，则I ＝P U ，所以在输送功率不变的情况下，可以通过提高输送电压来减小输电电流．2．提高输电电压，则减小输电线上的电流，这是否与欧姆定律相矛盾？答案：不矛盾．欧姆定律I ＝U R是对纯电阻元件成立的定律，而“提高输电电压，则减小输电线上的电流”是从输电角度，由P ＝UI ，且P 一定的条件下得出的结论，两者间没有必然的联系．3．思考讨论远距离输电有哪些基本环节．答案：远距离输电的基本环节为： 发电厂(站)→升压变压器→高压输电线路→降压变压器→用户4．在远距离输电中，如何计算输电线上的电压损失？答案：计算输电线上的电压损失，通常有以下两种方法：（1）输电线始端电压U 与末端电压U ′的差值，即U 损＝U －U ′；（2）输电线上的电流I 与输电线的电阻r 的乘积，即U 损＝Ir ．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 ．高压输电时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：C解析：根据P ＝I 2R 知在电流I 一定的条件下，电阻R 越小，输电线路上的电能损失就越小．又R ＝ρlS，故增大输电线的横截面积S 有利于减小输电过程中的能量损失，即选项A 正确；在输送功率P 0一定时，损耗功率P ＝I 2R ＝P 20U 2R ，即损耗功率与输电电压的平方成反比，因此在输电电压一定时，输送的电功率越大，电能损失也越大，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．1．输电电压是指加在高压输电线始端的电压U ，损失电压是指降落在输电线路上的电压ΔU ＝IR ．2．无论从减小输电线路上功率损失，还是减小电压损失来看，都要求提高输电电压，以减小输电电流．1．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多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，输电导线上功率损失越大D ．由公式P ＝UI 知，输电导线上的功率损失与电流成正比答案：C 解析：输电线上损失的功率P 损＝I 2R 线＝U 2损R 线，U 损指输电线上的分压，而不是输电电压． 2．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1 000 kV 的特高压输电，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 2C ．2PD ．4P 答案：A解析：由P ＝UI 可知当输出电压由500 kV 升高到1 000 kV 时，电路中的电流将减为原来的一半；由P ＝I 2R 可知电路中损耗的功率将变为原来的14． 3．远距离输电时，输送的电功率为P ，输电电压为U ，输电线的横截面积为S ，线路损失的功率为ΔP ，若将电压提高到10U ，则（ ）．A ．不改变输电线路时，线路上的功率损失为0.01ΔPB ．不改变输电线路时，用户端的电压为原来的10倍C ．线路功率损失仍为ΔP 时，输电线的横截面积可减少为0.1SD ．不改变输电线路且线路损失功率仍为ΔP 时，输送的功率可增加到10P答案：AD解析：若将电压提高到10U ，则线路上的功率损失P 损＝（P 10U ）2R ＝P 2100U 2R ＝0.01ΔP ，A 项正确；若不改变输电线路时，用户端的电压大于原来的10倍，B 项错误；线路功率损失仍为ΔP 时，有P 损＝（P 10U ）2R ′＝（P U ）2R ，故R ′＝100R ，即ρL S ′＝100ρL S，所以S ′＝0.01S ，C 项错误；若不改变输电线路且线路损失功率仍为ΔP 时，即输电线路中的电流保持不变，而其输电电压提高到10U ，所以输送的功率可增加到10P ，D 项正确．4．发电厂发电机的输出电压是U 1，发电厂至学校的输电导线总电阻为R ，导线中的电流为I ，学校得到的电压为U 2，则关于输电线上损失的功率，下列表达式错误的是（ ）．A ．U 12RB ．(U 1－U 2)2RC ．I 2RD ．I （U 1－U 2） 答案：A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，故选项A 错误．选项B 中的U 1－U 2是输电线上的电压，因此，选项B 正确．选项C 、D 中的电流I 是输电线中的电流，故选项C 、D 正确．5．某发电站的输出功率P ＝104 kW ，输出电压U 1＝4 kV ，通过理想变压器升压后向远处供电，已知输电导线的总电阻为R ＝10 Ω，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求变压器的匝数比．答案：225解析：发电站的输出电流I 1＝P U 1＝1074×103A ＝2.5×103 A ，输电线路损失的功率P 损＝4%P ＝I 22R ，则I 2＝4%P R ＝4%×10710A ＝2×102 A ，变压器的匝数比n 1n 2＝I 2I 1＝2×1022.5×103＝225．。