高中物理 第5章 交变电流 第5节 电能的输送教材习题点拨素材 新人教版选修3-2.doc

电能的输送教材习题点拨教材问题全解思考与讨论1计算输电线路损失的功率根据p损i2r。2在输电电流一定的情况下，电阻减为一半，根据p损i2r知，损失的功率减为一半；在电阻一定的情况下，电流减为一半，根据p损i2r，损失的功率减为原来的四分之一。3通过比较，认为减小电流更有效。4计算用户消耗的功率可以用以下几个方法：p用i用u用，p用pp损，若用户为纯电阻也可以用p用。5在保证用户的功率的前提下，提高输电电压才能减小输电电流。教材习题全解1输送4 800 kw的电功率，采用110 kv高压输电，输电导线中的电流是多少？如果用110 v电压输电，输电导线中的电流是多少？我们在初中曾经做过类似的题目，那时是用直流的知识来处理的。在纯电阻的交流电路中，同样有uir和pui，想想看，这里的u和i的含意与初中有什么不同？答案：43.6 a4.36104 a点拨：在不考虑感抗和容抗的影响时，电功率pui，所以i，其中p4 800 kw4 800103 w，当u110 kv110103 v，导线中电流i a43.6 a；当u110 v时，导线中的电流i a4.36104 a，可见，大功率输电是不可能用低电压的。2以下是一段关于输电线损失功率的推导。将电能从发电站送到用户，在输电线上会损失一部分功率。设输电电压为u，则功率损失为p损ui(1)而uir(2)将(2)式代入(1)式，得到p损(3)由(3)式可知，要减小功率损失p损，就应当用低压送电和增大输电线的电阻r。这段推导错在哪里？答案：推导错在把输电电压和输电线上损失的电压混淆。点拨：输电过程中，在输电线上由电阻造成损失的功率p跟输电线中的电流i和输电线上的电压损失u成正比，即p损iu，其中uir，r为输电导线的电阻题中把电压损失uuu同输电电压u混淆了，因而得出了错误的结论。3从发电站输出的功率为200 kw，输电线的总电阻为0.05 ，用110 v和11 kv两种电压输电。试估算两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失。答案：分别是91 v和0.91 v点拨：输电线上由电阻造成的电压损失uir，而i，所以电压损失为ur，其中p为输电功率，u为输电电压当用110 v电压输电时，输电线上的电压损失为u10.05 v91 v，当用11 kv电压输电时，输电线上的电压损失为u20.05 v0.91 v。4如果用220 v和11 kv两种电压来输电，设输送的电功率、输电线上的功率损失、导线的长度和电阻率都相同，求导线的横截面积之比。答案：2 5001点拨：设输送的电功率为p，输送电压为u送电距离为l，导线横截面积为s，电阻率为.则每根导线损失的电功率p损i2r，由于piu，r所以，p损()2，现在，输送电功率相同，导线电阻率和长度l也相同在输电电压u和导线横截面积s不同时，如果要求导线上损失的电功率相同，则应有us1us2，所以2 500。5某个小水电站发电机的输出功率为100 kw，发电机的电压为250 v。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8 ，在用户端用降压变压器把电压降为220 v。要求在输电线上损失的功率控制为5 kw(即用户得到的功率为95 kw)。请你设计两个变压器的匝数比。为此，请你计算：(1)降压变压器输出的电流是多少？输电线上通过的电流是多少？(2)输电线上损失的电压是多少？升压变压器输出的电压是多少？(3)两个变压器的匝数比各应等于多少？答案：(1)432 a25 a(2)200 v4 000 v(3)点拨：(1)由题意知，p5 kw，p100 kw，因为pir，得i线25 a，用户得到的功率p用pp95 kw，i用432 a。(2)输电线上损失的电压ui线r200 v，设升压变压器原线圈电