第五章交变电流第5节电能的输送

日照实验高级中学2018日照实验高级中学2018级物理导学案 编写：宋明文审核：陈猛#1400D•根据公式1400D•根据公式P损=R，提高电压后输电线上的功率损失增大为原来的400倍C.根据公式P损=i2r=^R,提高电压后输电线上的功率损失减为原来的7.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 p横截面积为S,总长度为L,输电线损失的电功率为,UL,输电线损失的电功率为,U2SA.P'= B.pL2U2SC.P用=P— D.P',用户得到的电功率为P用，贝UP'、P用的关系式正确的是（）&如图所示，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），若发电机的输出功率是100kW，输出电压是250V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1:25,（1）求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流；⑵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.9•如图为远距离输电示意图，发电机的输出电压=叫：门3•当用户用电器的总电阻减少时 （）A•Ul:U2=U4:U3B.用户的电压U4增加输电线上的损失功率增大用户消耗的功率等于发电机的输出功率Ui和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变，且 ni：n210•在如图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（）A•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11•某小型水电站的电能输送示意图如图所示,发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电.已TOC\o"1-5"\h\z知输电线的总电阻为R,降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为 4：1,降压变压器副线圈两端交变电压 u=2202sin（100nV，降压变压器的副线圈与阻值 Ro=11Q的电阻组成闭合电路. 若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是 （ ）A.通过R0的电流有效值是20AB.降压变压器T2原、副线圈的电压比为 4：1C.升压变压器T1的输出电压等于降压变压器 T2的输入电压D.升压变压器T1的输出功率大于降压变压器 T2的输入功率12•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m、n2,在T的原线圈两端接入一电压u=Umsinst勺交流电源，若输送电功率为 P,输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为 （ ）Um)2C.4r13•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器原、副线圈匝数分别为 n「门2,降压变压器原、副线圈匝数分别为使额定电压为220V的用电器正常工作，则（ ）200V,输电线总电阻为r，升压变压门3、n4（变压器均为理想变压器）•要n2n3>—n1n4n2—<n3n1n4升压变压器降压变压器C.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14•风力发电作为新型环保能源，近年来得到了快速发展，如图所示的风车阵中发电机输出功率为 100kW,输出电压是250V，用户需要的电压是220V，输电线总电阻为10Q若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：（1）画出此输电线路的示意图；⑵在输电线路中设置的升、降压变压器原、畐U线圈的匝数比;（3）用户得到的电功率.第五章交变电流第5节电能的输送答案例1解析P例1解析P(1)由p=ui得I=u85X10W52X10V=2500A输电线上损失的功率 AP=I22r=25002x2X10W=1.25X108W8损失功率与输出功率之比为△P1.25X10W1损失功率与输出功率之比为—8—P5X10W4(3)将电压升高至50万伏时，I'5X108W55(3)将电压升高至50万伏时，I'5X108W55X10V—1000A输电线上损失的功率△P'—I'22r—10002X2X10W—2X107W损失功率与输出功率之比为△P' 2X107W18P5X10W25'O-塩电机A练习1解析输电线功率损耗2 U线2P损—IR线= —IU线，R线其中U线一UlU2,故B、C、D正确.2提示P损一I2r—旦丄—△UI.必须注意式中△U为输电线路上的电压损失，而不是输电电压.r例2解析(1)线路示意图如图甲所示.⑵由图甲可知，升压变压器副线圈两端的输出电压 U2—鶯山—2200V.据理想变压器P入—P出，则升压P44X103变压器副线圈的输出电流 I2———"2莎A—20A，输电线上的功率损失和电压损失分别为22P损—I2R线—20X0.2W—80W,U损—I2R线—20X0.2V—4V.所以降压变压器原线圈的输入电压和电流分别为u3—u2—U损一2200V—4V—2196V,I3—I2—20A.降压变压器副线圈的输出电压和电流分别为n4 1U4—n；U3—10X2196V—219.6V,14——13—10X20A—200A.n4用户得到的功率为P4—U4I4—219.6X200W—4.392X104W.若直接给用户供电，线路示意图如图乙所示，

则输电电流I'3P44X10=U1= 220A=200A.输电线路上的电压损失△U'=rR线=200X0.2V=40V.所以用户得到的电压u2'=U1-AU?=220V—40V=180V.用户得到的功率为P'=U2‘I'=180X200W=3.6X104W.练习2解析输电线上损失功率为卩损=PX0.6%=50kWX0.6%=300W,A项正确；输电线上的电流为A=10A,升压变压器副线圈两端的电压为350XA=10A,升压变压器副线圈两端的电压为350X1010-3V=5X10V,由P损=|2rP损=|2r知，输电线上损耗的功率增大，根据 AU=IrU1不变，则升压变压器的输出电压 U2不变，降压变压器的输入电压U3变小，用户的电压U4减小，故B错误,心P损山2丿「PC正确.-p=P=up2r，输送电压U2不变，线TOC\o"1-5"\h\zn1 1-=,B项错误；输电线上损失的电压为U损=I2R=10X3V=30V，降压变压器输入电压为U3=5000Vn2 10—30V=4970V,C项正确.由也=色得，史~22.6,D项错误.U4n4 n4第五章交变电流第5节电能的输送课后练习答案解析根据P=UI可得1=U，则输电线路上损失的功率 AP=i2r= 输送电压提高到原来的 10倍，则损失的功率变为原来的丄,B正确.100解析输电功率P=UI,U为输电电压，I为输电线路中的电流，输电线路损失的功率为 P损=|2R,R为输电线路的电阻，即p损=u2r,当输电功率一定时，输电线路损失的功率减小为原来的 4则输电电压为原来的2倍，即为440kV,故选项C正确.解析根据^=n^ U4= 以及n1 ： n2=n4： n3,知U1： U2=U4 ： U3,故A正确.用户用电器总功率增大时，输送功率变大，输电线上的电流增大，根据知，输电线上的电压损失变大；发电机的输出电压路电阻r不变，所以损耗功率占总功率比例增大，故 D正确.W损4800解析 （1）输电线上损失的功率 P损=三=24kW=200kW输电线上的电流1=-=100A由输电线上损失的功率 P损=I2r得输电线的总电阻r=20Q输电线上损失的电压U损=Ir=2000V

(2)由题意知损失功率由P损’=I'2r得输电线上的电流I'P损'=PX(2)由题意知损失功率由P损’=I'2r得输电线上的电流I'P损'=PX1.6%=8kW=20AP输送电压U'=p-=25kV输电线上损失的电压U损’=I'r=400V.5.解析输电线路原理图如图所示(1)升压变压器副线圈两端的电压n2Uj=2500V.ni(2)输电导线上的电流P21早=200AU2输电导线上的功率损失2P损=12r线=60kW用户得到的功率P用=Pi—P损=440kW输电导线上的电压△U=Dr线=300V降压变压器原线圈两端的电压U3=U2—AU=2200V降压变压器原、畐U线圈的匝数比为n3=也=10：1.n4U4第五章交变电流第5节电能的输送课后提高练习答案1.C2.C22 P输2 AU损ACD解析：由损失功率公式卩损=IR线=R线='U输, R线解析：设输送功率为 P,则P0=(f)2R线，0.01P0=£)2R线，所以U=10U0.225•解析：高压线上的热耗功率为 A=IR线①若热耗功率变为9A，则9AP=I2R线②一一1由①②得I'=3I,A对.又输送功率不变， P=UI=U1',得U'=-U，所以D对•答案ADAC解析：输电线上电流为1=P，也可以用1=晋来表示，其中AU为输电线上电阻R两端的电压，而U R22不是输送电压，故A正确，B错误；输电线上的功率损失为 卩损=l2R=^R,C正确；如果用P损=U，则U RU应为R两端的电压AU，故D错误.2BD解析：输电线电阻R=£,输电电流1=£，故输电线上损失的电功率为 P'=I2R=(P)2pS=PgL

用户得到的功率为p用=p—p=p(i—Up).8(1)6250V16A(2)15.625Q6000VU1n1II3n3 _, AC解析：根据亍二一，7；-=以及山：门2=%：n3,知U1:6=U4:U3，故A正确.U2n2U4n4用户用电器总电阻减小，则电流增大，所以输电线上的电流增大，根据 P损=i2r知，输电线上损耗的功率增大，根据AU=IR知，输电线上的电压损失变大，发电机的输出电压不变，则升压变压器的输出电压不变，降压变压器的输入电压变小，用户的电压 U4减小，故C正确，B错误•用户消耗的功率等于发电机的输出功率与输电线上损失的功率之差，故 D错误.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(AJ=(AJ=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(A=I2线上损耗的功率(A=I2R)增大，选项C正确；输电线上损耗的功率AP=IR=U输R,输电线上损耗的功率占总功率的比例AP R芮率占总功率的比例AP R芮=甘P输，选项D正确.11.ABD解析：降压变压器副线圈两端交变电压有效值为11.ABD解析：降压变压器副线圈两端交变电压有效值为R0的电流的有效值是20A，故A正确；因为降压变压器220、2.2V=220V，负载电阻为11Q所以通过T2的原、畐U线圈匝数之比为 4：1,所以原、畐U线圈的电压之比为4：1,故B正确；由于输电线有电阻导致降压变压器 T2的输入电压低于升压变压器T1的输出电压，故C错误；升压变压器T1的输入与输出功率相等，降压变压器 T2的输入与输出功率也相等,但升压变压器T1的输出功率大于降压变压器 T2的输入功率，原因是输电线上电阻消耗功率，故 D正确.C解析：原线圈电压的有效值： U1=黑，根据U1=半可得U2=謄丿U2，又因为是理想变压器，所以PT的副线圈的输出功率等于原线圈的输入功率 P，所以输电线上的电流1=-，输电线上损失的电功率为P=I22r=4r*2Up2，所以C正确，A、B、D错误.AD解析：由于输电线上的电压损失，故升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，故选项C错误；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~虫，山=虫，因为U1=200V<U4=220V，U2>U3=U2—U线，故生>広，A正确.n1U4n4 n1n4解析(1)如图所示(