高中物理 第五章 交变电流 第5节 电能的输送课件 新人教版选修321.ppt

第五章交变电流 第5讲电能的输送 内容索引 知识探究 题型探究 达标检测 知识探究 1 一 降低输电损耗的两个途径 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 用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗 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 答案 一 降低输电损耗的两个途径 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 降低功率损耗有哪些途径 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 功率损失的表达式 p i2r r 所以降低功率损耗的两个途径为 减小输电线的电阻r 减小输电电流i 即提高输送电压u 答案 图1 1 电压损失 输电线始端电压u与末端电压u 的差值 u ir 2 功率损失 电流的热效应引起功率损失 p 3 减少电压 功率损失的方法 1 减小电阻 由r 可知 距离l一定时 使用电阻率的材料 导体横截面积可减小电阻 2 提高输送电压 由p ui可知 当输送功率一定时 电压可以减小电流 即采用高压输电 u u i2r 小 增大 升高 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 与输电电流的平方成正比 2 由p 可知 输电电压越小 输电线上的损失就越小 3 由p i2r可知 减小输电线的电阻和降低输电电流可减小输电损失 4 高压输电是通过提高电压 减小输电电流来减少电路发热损耗的 二 远距离输电电路中的各种关系 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 n1 n2 n3 n4线圈的电阻均忽略不计 第一个回路 p1 u1i1第二个回路 u2 u u3 p2 p p3 ir p3第三个回路 p4 u4i4 答案 图2 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 图2 1 功率关系 p1 p2 p3 p线 i2 u i22r 2 电压关系 u2 3 电流关系 n1i1 n3i3 n4i4 i2 p4 p线 p3 u3 u p2 n2i2 判断下列说法的正误 1 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 2 电厂与用户离得越远 用户得到的交流电的频率比电厂发出的交流电的频率小得越多 3 远距离输电时 输送电压越高越好 2 题型探究 输电线路上的功率损失 主要是输电线电阻发热造成的损失 常用计算公式 1 p i2r其中i为输电线路上的电流 一 输电线上功率损失的计算 例1 多选 远距离输送交变电流都采用高压输电 采用高压输电的优点是a 可节省输电线的材料b 可根据需要调节交变电流的频率c 可减少输电线上的能量损失d 可加快输电的速度 答案 解析 远距离输电时往往输送的电功率一定 根据p ui知 输送电压u 损失一定的情况下 输电线电阻可略大些 导线可做得细一些或选择电阻率略大的材料 非铜材料 若输电线确定 即r确定 则可减少输电线上的能量损耗 故选项a c正确 交变电流的频率是一定的 不需调节 输电的速度是一定的 故选b d错误 例2三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 答案 解析 2500a 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 答案 解析 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 解析 注意以下两组物理量的区别 1 输电电压u与输电线上降落的电压 u 2 输电功率p与输电线上损失的功率 p 二 高压输电线路1 输送电压 输电线始端电压 即升压变压器副线圈两端电压 2 用户电压 最终用户得到的电压 若不考虑用户与降压变压器间电线上的电阻 则为降压变压器副线圈两端电压 3 损失电压 输电线上的电压 等于输电线始端电压与末端电压的差值 例3如图3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i1 其末端间的电压为u1 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i2 则 答案 解析 图3 针对训练 2015 湖州高二质检 如图4所示是远距离输电的示意图 下列说法正确的是 图4 a a是升压变压器 b是降压变压器b a是降压变压器 b是升压变压器c a的输出电压等于b的输入电压d a的输出电压等于输电线上损耗的电压 答案 解析 远距离输电先升压 后降压 选项a正确 选项b错误 由于输电线上有电压损耗 故a的输出电压等于b的输入电压与输电线上损耗的电压之和 选项c d错误 达标检测 3 1 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时的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 解析 1 2 3 4 1 2 3 4 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 输电线上的热耗功率 p i2r线 则热耗功率变为正常时的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 p i2r线 则热耗功率不变 d错误 2 2016 杭州余杭区高二第一学期期末 远距离输电中 发电厂输送的电功率相同 如果分别采用输电电压为u1 110kv和输电电压为u2 330kv输电 则两种情况中 输电线上通过的电流之比i1 i2等于a 1 1b 3 1c 1 3d 9 1 答案 1 2 3 4 解析 3 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 答案 解析 1 2 3 4 a 升压变压器的输出电压增大