人教版高中物理选择性必修第二册易混易错：电能的输送（原卷版+解析）

第三章交变电流

第四节电能输送

［核心素养•明目标］

核心素养学习目标

物理观念知道远距离输电时输电线的损耗与哪些因素有关，理解高压输电的道理

通过降低输电损耗的分析，体会科学思维的在构建物理模型中的重要作

科学思维

用。

科学探究培养学生运用物理规律和公式分析解决实际问题的能力

科学态度通过对简单的远距离输电线路分析与计算，体会科技对社会发展的推动作

与责任用。

［基础知识深层理解提高］

知识点一：输送电能

1.输送电能的基本要求

(1)可靠：指保证供电线路可靠地工作，故障少.

(2)保质：保证电能的质量一电压和频率稳定.

(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

由公式产损=，r知，有两个途径能减少输电损耗：

(1)减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况下，选用电阻率较小的金属材料，尽可能增大导线的

横截面积.但过粗的导线会耗费太多的金属材料，而且输电线太重、太粗也给铺设工程带来困难.

(2)减小输电线中的电流：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.

3.高压输电

(1)现代远距离输电的电压都很高，目前我国远距离送电采用的电压有110kV、220kV、330kV,输

电干线已经采用500kV和750kV的超高压，西北电网甚至达到1100kV的特高压.

(2)高压输电也不是越高越好.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.

知识点二：电网供电

1.电网

通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的输电网络.

2.电网输电的优点

(1)降低一次能源的运输成本，获得最大的经济效益.

(2)减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡.

(3)合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高.

知识点三：输电线路中的参量关系

把上图简化成如图所示，用户电阻为月用，损耗电阻为，变压器的电压分别是小、员、电流分别

为L、&、［3、L,功率依次为月、P2、P3、月，线圈匝数分别为功、皿、113、%,电路的损耗为〃相、尸损。

1-电压关系

按照变压器的变压规律有：

升压变压器的电压关系：2=2

5%

降压变压器的电压关系：4=殳

升压变压器降压变压器

5n4

在中间这个部分的回路中r是导线电阻，坊是降压变压器获得的电压。于是根据串联分压原理，可以

得到传输过程的电压关系：U/Ur+lh.这样咱就把四个电压联系起来了。

2.电流关系

根据理想变压器的电流规律得：升压变压器的电流关系：g■二公，降压变压器的电流关系：4=—

Anih%

如果把升压变压器看做电源，由于整个电路是串联关系，那么回路中的电流力和流过电阻r的电流

，和A应该处处相等。则传输过程的电流关系：I2=Ir=I3.这样四个部分的电流也都联系起来。

3.功率的关系

由于理想变压器没有功率损耗，因此升压变压器的功率关系：月形，降压变压器的电流关系：P3=P4

在中间这个部分电阻r上会有热损耗8于是传输过程的功率关系：P*Pr+Ps

这样四个功率也联系起来了。在解题过程中，这些公式非常重要，你在花点儿时间好好记住。

［典型例题、易错易混点剖析］

易错易混点1输电线上的电压和功率损失

易错易混点辨析.1.输电线上的电压损失〃一〃=Zr=y.

2.输电线上的功率损失

(l)AP=/r,其中/为输电线上的电流，r为输电线的电阻.

(2)A-A〃•/或△々第，其中△〃为输电线上的电压损失.

3.减少电压损失和功率损失的方法

(1)减小输电线的电阻r,根据右可减小电阻率。，目前一般用电阻率较小的铜或铝作为导线

材料；也可增大导线的横截面积S,但过粗的导线会多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带

来很大的困难.

⑵减小输电电流根据/=与在输送功率尸一定，输电线电阻r一定的条件下，输电电压提高到

原来的〃倍，输送电流可减为原来的;，输电线上的功率损耗将降为原来的占.

nn

例题1.如图所示，某发电机输出功率是lOOkW,输出电压是250V,从发电机到用户间的输电线总电

阻为次2,要使输电线上的功率扳失为5斩而用户得到的电压正好为22UV,则升压变压器和降玉变压器原、

副线圈匝数比分别是（）

A.1:2219():IIB.1:16200:11C.1:16190:11D.1:22200:11

解析：选C,输电线损失功率为4=1OOX1（）3X5%W=5X103W

=25A,升压变压器原线圈电流/I=§=4OOA

所以输电线电流4=

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3%UIOOOV

输电线损失电压%=//@=200V,降压变压器原线圈电压以=4-〃损=38OOV

故降压变压器原、副线圈匝数比为色=今=詈，ABD错误，C正痛。故选C。

例题2.如图所示为远距禽输电的原理图，升压变压器的原副线圈匝数比为。，降压变压器的原副线圈

匝数比为“，输电线的电阻为R,升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂输出的电压恒为U,

若由于用户的负载变化，使电压表V2的示数增大了AU,则下列判断正确的是（）

发

电

厂

2

A.电流表A1的示数减小了第B.输电线损失的功率减小了（愣JR

R

\n

C.电流表A2的示数减小了义0.输电线损失的功率减小了（言

解析：选A,AC.降压变压器原副线圈两端的电压之比等于人所以有券="即降压变压器原线圈

△U

两端电压增大了bAU,所以输电线上损失的电压减小bAU，故电流表4示数减小了△(=铮即输电线

A

上电流减小了竿，根据电流与匝数成反比知，电流表A2示数减小了方竿=陪(；错误A正确；BD.由

于输电线上电流减小了衅，故输电线损失的功率减小量为"=衅)2R=2仍AU-(邛HR,

AAA

BD错误。故选A。

易错易混点2解决远距离高压输电问题的基本方法

易错易混点辨析：1.首先应画出远距离输电的电路图，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置.

回路1：R=UJ*回路2：〃=△舛"，B=AP+R=E2A线+月，12=及回路3：P4=UL

3.常用关系

⑴功率关系：P\=Pz,P?=&P+P3,P3=P*,⑵电压关系：77=-,的=”

Lh.Zfe(AIk

⑶电流关系：7=~,我=4,7=—.⑷输电电流：/线=今=今=等2

12nx14rhU2Lhnifi

(5)输电线上损耗的电功率：R&J^~=bU・I"

K设

(6)输电线上的电压损失：bU=l£R后也一火

例题3.2017年8月，广东省受台风“天鸽”影响，造成大面积停电。某通讯公司准备的应急供电系

统如图所示，图中£、A分别为理想的升压变压器和降压变压器，k表示输电线电阻，/表示电流，〃表示

线圈两端电压，〃表示级圈的匝数，下列说法正确的是()

A.如果发电机的输出功率为只则-〃/=

B.若%：〃2=%：«3，则有〃=B

C.用户消耗的功率越大，输电线上消耗的功率越小

D.如果发电机的输出功率为R则输电线上消耗的功率为占彳

解析：选D,如果发电机的输出功率为只因理想变压器没有能量损失，故有尸=U/=UJ?,但输电线

上消耗功率，故〃＞，/故A错误；B.因为输电线上有电压损失，所以〃工“，故B错误；C.用户消耗

的功率越大，三个回路中的电流越大，输电线上消耗的功率也越大，故C错误；D.如果发电机的输出功

率为P,则输电线中的电流为八二/,输电线上消耗的功率为4==卷R故D正确。故选D。

例题4.某发电机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，如图所示。发电机到安置区的距离是400m,输电线路中的火线和零线均为"C60型单股铜导线，该

型号导线单位长度的电阻为2.5x107。，安置区家用电器的总攻率为44kW,当这些额定电压为220V的家

用电器都正常工作时，下列说法正确的是()

A.输电线路中的电流为20A

B.发电机的实际输出电压为300V

C.在输电线路上损失的电功率为8kW

I).如果该柴油发电机发出的是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是300V

p

解析:选C,A.当这些额定电压为220V的家用电器都正常工作时，输电线路中的电流为/=^=200A

A错误；B.导线电阻为/?=2.5'10r400'2。=0.约则发电机的实际输出电压为4=U+/R=240V

B错误；C.在输电线路上损失的电功率为%=/2〃=8kW,C正确；D.如果该柴油发电机发出的是正弦

式交变电流，则其输出电压的最大值是仆,=&输=336VD错误。故选C。

易错易混点3影响输电损耗的因素

易错易混点辨析：由公式户找=//•知，有两个途径能减少输电损耗：

(1)减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况下，选用电阻率较小的金属材料，尽可能增大导线的

横截面积.但过粗的导线会耗费太多的金属材料，而且输电线太重、太粗也给铺设工程带来困难.

(2)减小输电线中的电流：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.

例题5.远距离输电时，在输送功率不变的条件下，下列说法正确的是（)

A.提高输电电压，能减小输电电流，提高输电效率

B.提高输电电压，势必增大输电导线上的电流

C.提高输电电压，势必增大输电导线上能量的损耗

D.只有增大导线的电阻，才能减小输电电流，提高输电效率

解析：选A,A.输送功率不变时，根据P=可知，电压增大时，输电上的电流减小。由输电线上

损失的功率♦?=尸凡戈可知，电流减小，输电线上损失的功率减小，提高输电效率，A正确：B.根据。二，〃

可知，输送功率不变时，提高电压可以小输电线上的电流，B错误；C.根据输送功率不变时，根据P=Ul

可知，电压增大时，输电上的电流减小。由输电线上损失的功率♦夕=八鸟£可知，电流减小，输电线上

损失的功率减小，减小了输电导线上能量的损耗，C错误；D.输送功率不变，根据户0知，增大导线的

电阻，对电流无影响，D错误。故选A。

例题6.下图为长距离高压输电的示意图。关于长距离输电，下列说法正确的是（）

发电%A1升压变压修

A.减小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.高压输电综合考虑各种因素，输电电压越高越好

解析：选B,A.减小输电导线的横截面积能增大电阻，根据输电过程中损失的电功率时=1%,不

利于减小输电过程中的电能损失，故A错误；B.高压输电是通过减小输电电流，根据输电过程中损失的

电功率扁=1次,有利于减小电路的发热损耗，故B正确；C.输送的电功率越大，输电线上的电流越大,

输电过程中的电能损失越大，故C错误；D.高压输电综合考虑材料成本、技术、经济性等各个方面的因

素，所以不是输电电压越高越好，故D错误。故选B。

易错点4.用户端功率的改变判断输电线物理量的变化

易错点辨析：如果远距离输电的电功率尸不变，输电电压为a输电导线电阻为火找，则输电导线上

发热损失的功率?损=力?线=如，因此输电电压若提高到则户携将减为原来的夕

例题7.如图所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户

供电的示意图，图中变压器均可视为理想变压器，电表均为理想交流电表。设发电厂输出的电压•定，两

条输电线总电阻用凡表示，并且电阻不变。变阻器R相当于用户用电器的总电阻。当用电器增加时，相当

于R变小，则当用电进入高峰时，下列说法错误的是（）

A.电压表V?、V,的读数均不变，电流表A?的读数增大，电流表A3的读数增大

B.电压表V）、K的读数均减小，电流表A?的读数增大，电流表4的读数增大

C.电压表V?、V.：的读数之差与电流表A2的读数的比值不变

D.线路损耗功率增大

解析：选A,AB.根据变压器的变压规律有?二以，?二当在高压传输电路上，有

n

u2-aa

力=5+1小°=5+以&=5+当凡=5+当用,因为发电厂输出的电压一定，所以凡不变，在

用电高峰，R变小，所以6、q减小，所有电流表示数均增大。A错误，符合题意，B正确，不符合题意;

C.电压表V2、&的读数之差与电流表A2的读数的比值表示输电线电阻，故比值不变。C正确，不符合题

意；D.线路电流变大，所以根据。=/2R可知，输电线损耗的功率变大。D正确，不符合题意。故选A。

例题8.如图所示为一远距离输电示意图，发电机的输出电压4和输电线的电阻均不变，变压器均

为理想变压器。随炎热夏季的来施，空调、冷风机等大功率电器使用增多，下列说法中正确的是（）

发

<用

电aTc

户

——

机rc

77）〃2〃3

A.变压器的输出电压〃增大B.变压器的输出电压〃减小

C.输电线上的电流£减小D,输电线损耗的功率减小

U.n.

解析：选B,A.升压变压器原副线圈的电压满足力=」，由于发电机的输出电压〃和匝数比不变，

故变压器的输出电压功不变，选项A错误；C.随炎热夏季的来临，空调、冷风机等大功率电器使用增多,

电流〃变大，降压变压器两侧电流满足，=?匝数比不变，可知4变大，选项C错误；BD.2变大，输电

线损耗的电压AU=Y,损耗的功率均变大，降压变压器原线圈的电压a=%-AU可知“减小,

进一步导致〃减小，选项B正确，D错误。故选B。

【针对训练】

一、单选题

1.由于供电电网电压的降低，用电器的功率降低了36%,这时供电电网上电压比原来降低了（）

A.64%B.36%C.20%D.10%

2.“西电东输”是我国实现经济跨地区可持续快速发展的重要保证。它将西部丰富的自然资源水能转

化为电能输送到电力供应紧张的沿海地区，这样既实现了东西部地区双赢的目标，也形成了经济发展与环

境保护双赢的局面。为门底少输电线上的电能损耗，需要米用高压输电。若金沙江流域上的向家坝水电站

输出的功率不变，输出电压提高为原来的2（）倍，则输电导线上的电能损耗将减小为原来的（）

A.—B.---C.---D.---

2（）100200400

3.超导是当今高科技的热点，利用超导体材料可实现无损耗输电。现有一直流电路，输电线的总电

阻为0.4。它提供给用电器的电功率为40kW,电压为800V,若用临界温度以下的超导体电缆替代原来的

输电线，保持供给用电器的功率刑电压不变，那么节约的电功率为（）

A.IkWB.10kWC.1.6kWi）.1600kW

4.小型发电站为某村寨110户家庭供电，输电原理如图所示，图中的变压器均为理想变压器，其中

降压变压器的匝数比为小：/?,=50：1,输电线的总电阻"=10C.某时段全村平均每户用电的功率为200

W,该时段降压变压器的输出电压为22（）V.则此时段（）

A.降压变压器的输入电压为11kVB.发电机的输出功率为22kW

C.输电线的电流为1100AD.输电线上损失的功率约为8.26W

5.图是远距离输电的示意图，卜.列说法正确的是（）

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失的电压

6.如图所示，导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势e=IU&sinlO（）加（V）。导线

框与理想升压变压器相连进行远距离输电，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为25：11,降压变压器

副浅圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为220V,输入功率为1100K,输电线

路总电阻隹25。，电动机内阻片&8Q,导线框及其余导线电阻不计，电表均为理想电表，则正确的是（）

A.电动机的机械效率为60%B.电流表的示数为10A

C.输电线路损失的电功率为200WD.升压变压器原、副线圈匝数之比为1：5

7.某水电站，用总电阻为5。的输电线给940km外的用户送电，其输出电功率是3X106kW,现用500kV

电压输电，则下列说法正确的是（）

A.输电线上输送的电流大小为1X10:，A

B.输电线上损失电压为300kV

C.该输电系统的输电效率为96%

D.若改用10kV电压输电，则输电线上损失的功率为4.5Xl（TkN

8.在我国北方部分地区经常出现低温雨雪冰冻天气，高压输用线因结冰而造成严重损毁，如图所示。

为消除高压输电线上的冰凌，有人设计了这样的融冰思路：利月电流的热效应除冰。在正常供电时，高压

线上送电电压为4电流为/,热耗功率为AP；若输电功率和输电线电阻不变，除冰时，需要输电线上热

耗功率为9AP,则除冰时（）

B.输电电流为9了

C.输电电压为3〃D.输电电压为

9.某水电站，用总电阻为2.5Q的输电线输电给500km外的用户，其输出电功率是3XlOlW,现用

500kV电压输电，则下列说法正确的是（）

A.输电线上输送的电流大小为2X10%

B.输电线上由电阻造成的损失电压为15kV

U2

C.输电线上损失的功率为AP二〃为输电电压，/为输电线的电阻

r

D.输电线上损失的功率为9X10年、

10.在远距离输电时，输送的电功率为只送电的电压为八所用的导线的电阻率为夕，横截面积为S

线路总长度为乙输电线损失的电功率为AP，用户得到的电功率为P,则AP与尸'的关系正确的为（）

A.”=翳…一薪B-需

U2SPpL、

C.AP=,；i-D

P-pLP'=PI-N韦一号

11.如图为远距离输电示意图，升压变压器刀的原、副线圈匝数比为〃降压变压器4的原、

副线圈匝数比为〃3：〃4=1”，在工的原线圈两端接入一内阻为犬八电动势e=E”sin©的交流电源，两条

输电线的总电阻为，假设用户处的总电阻为凡不考虑其他因素的影响，两变压器均为理想变压器，则

输电线上损失的电功率为（

7；

ffl

A，2（R+2&2r丫B.2（R+%）

k混，k'E%

C，2（R+f丫

12.如图所示是三峡电站向浙江地区送电的简化模型。两变压器均为理想变压器，升压变压器原副线

圈亚数比为占，降压变压器原副线圈匝数比为与，用户端得到的是电压为〃=U,"sin<R、功率为夕的正弦

式交变电流，输电线总电阻为2r，不考虑其他影响下列说法正确的是（）

〃〜〃I〃2

A.升压变压器输出端的电压为亚”;:乎”

B.降压变压器的输入端的电压为为U”

2kl

c.输电线上的电流为",D.输电线上损失的功率为高尚

二、多选题

13.如图甲所示为某发电站远距而输电的原理图,图中的变压器均为理想变压器，输电线的总电阻为

r=10Q,降压变压器所接用户可等效为图中的滑动变阻器，用户增加时相当于滑动触头向下滑动。已知

用户端正常工作的额定电压为%=22OV,降压变压器原副线圈的匝数比为1=S。，升压变压器原线圈所

接交变电流如图乙所示，当用户端正常工作消耗的总功率为？=U0kW时，下列说法正确的是（)

A.发电厂的输出功率为120kW

2

B.升压变压器原副线圈的匝数比为1=^

C.用户增加时，用户得到的电压升高

D.用户增加时，输电线消耗功率增加

14.如图所示为远距离输电示意图，升压变压器的原、副线圈匝数为力：〃2,一座小型发电站的输出电

压为U,输出的电功率为P，升压变压器原、副线圈两端的电压分别为■、力,输电导线的总电阻为「，

升压变压器和降压变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（）

升压变压器降压变压器

npMPr

A.输电线上的电流大小/二备B.输电线上损失的电压1员=」万

C.输电线上损失的功率缶〃D.用户得到的功率小=尸一需「

15.一个小型水电站，其交流发电机的输出电压4一定，通过理想升压变压器力和理想降压变压器A

向远处用户供电，如图所示。输电线的总电阻为忆7的输入电压和输入功率分别为〃和外，它的输出电

压和输出功率分别为d和月，石的输入电压和输入功率分别为小和月，它的输出电压和输出功率分别为

4和4。下列说法正确的是（）

A.当用户使用的电器增加时，&、&、4均变小

B.输电线的总电阻斤两端的电压等于且随用户使用的电器增加而增大

C.输电线上损失的功率为管，且随用户使用的电器增加而增大

D.要减小线路的损耗，应减小升压变压器的匝数比生，同时应增大降压变压器的匝数比」

fha

16.2021年9月东北地区的高峰拉闸限电事件让我们清醒地认识到，随着人类能源消耗的迅速增加，

如何有效地提高能源利用率是人类所面临的一项重要任务。如图是远距离输电示意图，变压器［、工均为

理想变压器，变压器T?原、副线蜀的匝数之比为11：5,&两端的电压/随时间Z变化规律为：

w4=220V2sin（100^）V,假设负载是电阻为48.4Q电水壶，下列说法正确的是（）

交

流

电

源

A.交流电源输出的交流电收期为50s

B.变压器I副线圈a两端的电压为484V

C.经过1分钟电水壶产生的焦耳热是6XI04J

D.为了减少输电线厂上的电能损失，变压器I应该使用升压变压器

17.“华龙一号”是中国自主研发的第三代核电技术，跻身世界前列，其远距离输电线路简化如图，

变压器为理想变压器，升压变压器原副线圈匝数分别为玛、电压分别别为■、力,电流分别为乙、/2,

降压变压器原副线圈匝数分别为%、%,电压分别别为。3、U，,电流分别为人、〃，输电线的电阻为R,

下列说法中正确的是（）

A.电厂发出的电是直流电

B.f

C.若"二u「则升压变压器与降压变压器的匝数比满足2

叫a

D.夜晚用户增多，输电线上损失的功率增大，用户两端的电压减小

18.如图所示，导线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势e=l11夜sin100R，导线

框与理想升压变压器相连进行远距离输电。输电线路的电流为2A,输电线路总电阻为25C,降压变压器副

线阳接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为220V,电动机内阻为8.8Q,电动机

的机械效率恒为80%,导线框及其余导线电阻不计，不计一切摩擦，则（）

电动机

升压变压器

A.该发电机的电流方向每秒钟改变50次，图示位置线圈的磁通晟变化率为0

B.不计摩擦，线框转动一圈过程中，克服安培力做功24J

C.保持线框转速不变，若电动机突然卡住，输电线上的损耗功率将增加

I）.若线框转速变为25r/s,电动机的机械功率将变为220W

三、非选择题

19.杳史料可知，1882年珍珠街电站采用6台直流发中机，输出总功率为661.5kW,中能输送的最远

距离为1.6km,给用户提供110V的直流电压，最多可满足6000盏16W的爱迪生灯泡使用。

（1）电流在输电线路上损耗的功率占发电机输出功率的百分比是多少？

（2）估算直流发电机的输出电压；

（3）若将输电距离增加一倍，还能否为6000盏16K的爱迪生灯泡正常使用？

20.北京奥运场馆的建设体现了“绿色奥运”的理念.作为北京奥运会主场馆之一的国家体育馆“鸟

巢”拥有9.1万个座位，其扇型屋面和大面积的玻璃幕墙不仅给人以赏心悦目之感，还隐藏着一座年发电

量约为98550k\V-h时的太阳能光伏发电系统，供给体育馆内的照明灯等使川.假如该发电系统的输出功

率为1X10%.

（1）按平均每天太阳照射6h计，该发电系统一年（365天计）能输出多少电能？

（2）假若发电系统的输出电压为250V,现准备向远处输电.所用输电线的总电阻为R线=8C,要求输

电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%.求应选用匝数比多大的升压变压器.

第三章交变电流

第四节电能输送

［核心素养•明目标］

核心素养学习目标

物理观念知道远距离输电时输电线的损耗与哪些因素有关，理解高压输电的道理

通过降低输电损耗的分析，体会科学思维的在构建物理模型中的重要作

科学思维

用。

科学探究培养学生运用物理规律和公式分析解决实际问题的能力

科学态度通过对简单的远距离输电线路分析与计算，体会科技对社会发展的推动作

与责任用。

［基础知识深层理解提高］

知识点一：输送电能

1.输送电能的基本要求

(1)可靠：指保证供电线路可靠地工作，故障少.

(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

由公式P投=，/'知，有两个途径能减少输电损耗：

(1)减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况下，选用电阻率较小的金属材料，尽可

能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，而且输电线太重、太粗也给

铺设工程带来困难.

(2)减小输电线中的电流：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.

3.高压输电

(1)现代远距离输电的电压都很高，目前我国远距离送电采用的电压有110kV、220kV>

330kV,输电干线已经采用500kV和750kV的超高压，西北电网甚至达到1100kV的特

高压.

(2)高压输电也不是越高越好.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.

知识点二：电网供电

1.电网

通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性

的输电网络.

2.电网输电的优点

(1)降低一次能源的运输成本，获得最大的经济效益.

(2)减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡.

(3)合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高.

知识点三：输电线路中的参量关系

把上图简化成如图所示，用户电阻为斤用，损耗电阻为，变压器的电压分别是见也、齿、

Z电流分别为L、12、13、L,功率依次为P1、P2、P3、P4,线圈匝数分别为m、3m、

电路的损耗为〃接、P/。

1.电压关系

按照变压器的变压规律有：

升压变压器的电压关系：支=2

U2%

升压变压器降压变压器

降压变压器的电压关系：

a%

在中间这个部分的回路中r是导线电阻，"是降压变压器获得的电压。于是根据串联

分压原理，可以得到传输过程的电压关系：必这样咱就把四个电压联系起来了。

2.电流关系

根据理想变压器的电流规律得：升压变压器的电流关系：降压变压器的电流

关系：?=区

14

如果把升压变压器看做电源，由于整个电路是串联关系，那么回路中的电流〃和流过

电阻r的电流〃和A应该处处相等。则传输过程的电流关系：这样四个部分的电

流也都联系起来。

3.功率的关系

由于理想变压器没有功率损耗，因此升压变压器的功率关系：Pt=P2,降压变压器的电流

关系：P3=P《

在中间这个部分电阻r上会有热损耗月二江「，于是传输过程的功率关系：P2=Pr^

这样四个功率也联系起来了。在解题过程中，这些公式非常重要，你在花点儿时间好

好记住。

［典型例题、易错易混点剖析］

易错易混点1输电线上的电压和功率损失

易错易混点辨析.1.输电线上的电压损失〃一^=〃=)

3.输电线上的功率损失

(l)A^=/r,其中/为输电线上的电流，r为输电线的电阻.

②/或其中△〃为输电线上的电压损失.

3.减少电压损失和功率损失的方法

(1)减小输电线的电阻，根据r=。/可减小电阻率。，目前一般用电阻率较小的铜

或铝作为导线材料；也可漕大导线的横截面积S但过粗的导线会多耗费金属材料，增加成

本，同时给输电线的架设带来很大的困难.

(2)减小输电电流/.根据/=与在输送功率尸一定,输电线电阻r一定的条件下,输

电电压提高到原来的〃倍，输送电流可减为原来的占输电线上的功率损耗将降为原来的匕

nn

例题1.如图所示，某发电机输出功率是lOOkW,输出电压是250V,从发电机到用户间

的输电线总电阻为8C,要使输电线上的功率损失为5与,而用户得到的电压正好为220V,

则升压变压器和降压变压器原、副线圈匝数比分别是()

A.1:22190:11B.1:16200:11C.1:16I9():ll1).1:22200:11

解析：选C,输电线损失功率为七=100xl0i5%W=5xl()3W

所以输电线电流乙=口=25A,升压变压器原线圈电流人=今=4(X)A

故升压变压器原、副线圈匝数比3=?=1,升压变压器副线圈两端电压

n24In

6=24=4000丫

输电线损失电压%=//总=2(X)V,降压变压器原线圈电压=3800V

故降压变压器原、副线圈匝数比为£=£=詈,ABD错误'C正痛。故选C。

例题2.如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器的原副线圈匝数比为“，降压变

压器的原副线圈匝数比为沙，输电线的电阻为R，升压变压器和降压变压器均为理想变压器,

发电厂输出的电压恒为U,若由于用户的负载变化，使电压表V2的示数增大了△〃，则下

列判断正确的是（）

发

电

厂

A.电流表A1的示数减小了当

B.输电线损失的功率减小了

A

C.电流表A2的示数减小了四

I）.输电线损失的功率减小了

<bR）

解析：选A,AC.降压变压器原副线圈两端的电压之比等于b,所以有瑞二人即降压

变压器原线圈两端电压增大了办U,所以输电线上损失的电压减小必U,故电流表自示

数减小了A/广”:即输电线上电流减小了”;，根据电流与匝数成反比知，电流表A2示

f\A

数减小了〃竿;年C错误A正确；BD.由于输电线上电流减小了竿,故输电线损失

的功率减小量为AP=/2R-U-畔）2R=2/MU-（畔）2R,BD错误。故选A。

!\1\

易错易混点2解决远距离高压输电问题的基本方法

易错易混点辨析：1.首先应画出远距离输电的电路图，并将己知量和待求量写在电路

图的相应位置.

发

电

站

升压变压器降压变压器

2.理清三个回路：

回路1：R=UJ\、回路2：〃=△什〃，月线+月，入=&回路3:p《

—UJA.

3.常用关系

⑴功率关系：R=B,PiP+月，R=R,⑵电压关系：与吟7r

fh

添

⑶电流关系：7=~,心=/战=4,7=—.⑷输电电流：/我=今=今=?日

12D\ThthlhK设

(5)输电线上损耗的电功率：△片内-R=/或2RU^~=AU・I鞍.

(6)输电线上的电压损失：、U=l0R3=lh-也.

例题3.2017年8月，广东省受台风“天鸽”影响，造成大面积停电。某通讯公司准备

的应急供电系统如图所示，图中小力分别为理想的升压变压器和降压变压器，〃表示输电

线电阻，/表示电流，V表示线圈两端电压，〃表示线圈的匝数，下列说法正确的是()

A.如果发电机的输出功率为P,贝ij=

B.若〃］：%=/：%,则有〃=以

C.用户消耗的功率越大，输电线上消耗的功率越小

P-

I).如果发电机的输出功率为只则输电线上消耗的功率为R

解析：选D,如果发电机的输出功率为只因理想变压器没有能量损失，故有

P=U/=U/2,但输电线上消耗功率，故尸＞故A错误；B.因为输电线上有电压损失,

所以故B错误；C.用户消耗的功率越大，三个回路中的电流越大，输电线上消耗

P

的功率也越大，故C错误；D.如果发电机的输出功率为月则输电线中的电流为八=7,

»2

输电线上消耗的功率为匕=《R=777K故D正确。故选D。

“2

例题4.某发电机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，如图所示。发电机到安置区的距离是400m,输电线路中的火线和零线均

为。C60型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为2.5xl(T*c,安置区家用电器的总

功率为44kW,当这些额定电压为220V的家用电器都正常工作时，下列说法正确的是()

型号曲6500S

A.输电线路中的电流为20A

B.发电机的实际输出电压为300V

C.在输电线路上损失的电功率为8kW

D.如果该柴油发电机发出的是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是300V

解析:选C,A.当这些额定电压为220V的家用电器都正常工作时，输电线路中的电流

为/=W=200A

A错误；B.导线电阻为R=2.5xl()7x400x2C=0.2C则发电机的实际输出电压为

。输=U+/R=240V

B错误；C.在输电线路上损失的电功率为4=/R=8kW,C正确；D.如果该柴油发电机

发出的是正弦式交变电流，则其输出电压的最大值是输=336VD错误。故选C。

易错易混点3影响输电损耗的因素

易错易混点辨析：由公式产携=_Ar知，有两个途径能减少输电损耗：

(1)减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况下，选用电阻率较小的金属材料，尽可

能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，而且输电线太重、太粗也给

铺设工程带来困难.

(2)减小输电线中的电流：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.

例题5.远距离输电时，在输送功率不变的条件下，下列说法正确的是()

A.提高输电电压，能减小输电电流，提高输电效率

B.提高输电电压，势必增大输电导线上的电流

C.提高输电电压，势必增大输电导线上能量的损耗

D.只有增大导线的电阻，才能减小输电电流，提高输电效率

解析：选A,A.输送功率不变时，根据P=可知，电压增大时，输电上的电流减小。

由输电线上损失的功率♦「=/?腾可知，电流减小，输电线上损失的功率减小，提高输电效

率，A正确；B.根据P=可知，输送功率不变时，提高电压可以小输电线上的电流，B

错误；C.根据输送功率不变时，根据尸="可知，电压增大时，输电上的电流减小。由

输电线上损失的功率♦尸=/2乌戈可知，电流减小，输电线上损失的功率减小，减小了输电

导线上能量的损耗，C错误；D.输送功率不变，根据户以知，增大导线的电阻，对电流无

影响，D错误。故选A。

例题6.下图为长距离高压输电的示意图。关于长距离输电，下列说法正确的是（）

低压变电站

A.减小输电导线的横截面枳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.高压输电综合考虑各种因素，输电电压越高越好

解析：选B,A.减小输电导线的横截面积能增大电阻，根据输电过程中损失的电功率

4二八（不利于减小输电过程中的电能损失，故