(浙江新高考专用)2019-2020学年高中物理 第五章 交变电流 5 电能的输送讲义 新人教版选修3-2

图2

回路1：P1＝U1I1

回路2：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝I2R线＋P3，

2

I2＝I3

回路3：P4＝U4I4 2.抓住两个联系

(1)理想升压变压器联系回路1和回路2 即＝，＝，P1＝P2.

(2)理想降压变压器联系回路2和回路3 即＝，＝，P3＝P4. 3.掌握一个定律

根据能量守恒定律得P2＝ΔP＋P3.

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

U1n1I1n2

U2n2I2n1

U3n3I3n4U4n4I4n3

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( )

图3

A.用户端的电压为

I1U1

I2

B.输电线上的电压降为U C.理想变压器的输入功率为I1r D.输电线路上损失的电功率为I1U 答案 A

解析 根据理想变压器的工作原理，得I1U1＝I2U2，所以用户端的电压U2＝2

I1U1

，选项A正确；I2

2

输电线上的电压降U′＝I1r＝U－U1，选项B错误；理想变压器的输入功率P1＝I1U－I1r＝I1U1，选项C错误；输电线路上损失的电功率P′＝I1r＝I1(U－U1)，选项D错误.

2

针对训练 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 A

解析 远距离输电先升压，后降压，选项A正确，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.

1.(输电线上功率损失的计算)(2017·诸暨市校级期中)用高压输电技术远距离输电，如果发电厂输出功率为P，输电电压为U，输电线的总电阻为R，则输电线上损失的功率为( ) A.

PUB.

PRUP2RC.2 U答案 C

U2D.2 R解析 因为输送功率为P，输电电压为U，所以输电电流为I＝，根据公式P＝IR得输电线

PU2

P2R上损失的功率为P＝IR＝2，故C正确，A、B、D错误.

U2

2.(输电线上功率损失的计算)(多选)某发电厂原来用电压为U1的交流电输电，后改用变压比为1∶50的升压变压器将电压升高为U2后输电，输送的电功率保持不变.若输电线路的总电阻为R线，则下列说法中正确的是 ( )

P1

A.由公式I＝可知，提高电压后输电线上的电流降为原来的

U250

B.由公式I＝U2

可知，提高电压后输电线上的电流增为原来的50倍 R线

12

C.由公式P＝IR线可知，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的

2500

U22

D.由公式P＝可知，提高电压后输电线上的功率损耗增为原来的2500倍

R线

答案 AC

解析 由＝可知，U2＝50U1，输送功率不变，由公式I＝可知，输电线中的电流降为原112

来的，选项A正确，B错误；由P＝IR线可知，输电线上的功率损耗减为原来的，

50 2 500选项C正确，D错误.

3.(远距离输电线路的分析与计算)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 B

U1n1

U2n2PU2

I1U23

解析 输送功率相同，根据P＝UI得，输电电流与输电电压成反比，所以＝＝，故B正

I2U11

确.

4.(远距离输电线路的分析与计算)(多选)(2017·宁波市十校联考)象山是浙江风力发电的前沿重地，已投资建成多个风电场，其中珠山风电场的输送功率为70MW，发电机的输出电压为

u＝7002sin100πt (V).通过如图5所示的电路向县城输电，其中输送电压为70kV，输电

线总电阻为4Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V.以下说法正确的是( )

图5

A.用户端交流电频率为50Hz

B.在输电线上的损耗功率小于输送功率的5% C.降压变压器原、副线圈匝数比为300∶1

D.若输送电压为7kV，则输电线上损失的功率为4×10W 答案 ACD

解析 变压器不改变交变电流的频率，由ω＝2πf＝100πrad/s知，用户端交流电频率f＝50Hz，选项A正确；输电线的输送电压，即升压变压器副线圈两端的电压U2＝70kV，则输送

6

PΔP4×10326

电流I＝＝10A，故输电线上的损耗功率ΔP＝Ir＝4×10W，则＝×100%≈5.7%，

U2P70×1068

选项B错误；输电线上的损耗电压ΔU＝Ir＝4kV，则降压变压器原线圈两端的电压U3＝U2－

ΔU＝66kV，由＝得，降压变压器原、副线圈匝数比＝300∶1，选项C正确；若输送电压为7kV，则输送电流变为原来的10倍，由损耗功率ΔP＝Ir知，输电线上损失的功率变为原来的100倍，即4×10W，选项D正确.

8

2

U3n3U4n4n3n4

一、选择题

考点一 输电线上功率损失的计算

1.农村进行电网改造，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 C.提高输电电压 答案 C

解析 减少输电损耗的途径：减小输电导线中的电流，即提高输电电压；减小输电线的电阻，即增大输电导线的横截面积，故C正确.

2.(多选)(2018·东阳中学高二上学期期中)远距离输电时，当输送的功率相同时，输送导线上的电阻损失的功率应是( ) A.与输送的电压的平方成正比 B.与输送的电流的平方成正比 C.与输送的电压的平方成反比 D.与输电导线上的电压降的平方成正比 答案 BCD

3.(2018·温州十五校联合体高二第一学期期末)发电站输出功率为4400kW，现采用110kV的高压输电，若要使输电效率不低于90%.则输电线的电阻不得大于( ) A.68.75Ω C.137.5Ω 答案 B

4.(多选)(2018·宁波市高二第一学期期末)某水电站，用总电阻为2.5Ω的输电线输电给500km外的用户，其输出电功率是3×10kW，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2.0×10A B.输电线上由电阻造成的损失电压为15kV

C.若改用5kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×10kW

8

56

B.增大输送电流

D.减小输电导线的横截面积

B.275Ω D.550Ω

U2

D.输电线上损失的功率为ΔP＝，U为输电电压，r为输电线的电阻

r答案 BC