远距离输电(上课和习题)
2019年高考物理双基突破：专题37-远距离输电(精讲)(含解析)
一、远距离输电1．输电过程，如图所示。
2．输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为Q ＝I 2Rt 。
（1）减少输电电能损失的两种方法 ①理论依据：P 损＝I 2R .②减小输电线的电阻：根据电阻定律R ＝ρlS ，要减小输电线的电阻R ，在保证输电距离情况下，可采用减小材料的电阻率、增大导线的横截面积等方法。
③减小输电导线中电流：在输电功率一定的情况下，根据P ＝UI ，要减小电流，必须提高电压。
（2）输电线路功率损失的计算方法① P 损＝P －P ′，P 为输送的功率，P ′为用户所得功率。
②P 损＝I 2线R 线，I 线为输电线路上的电流，R 线为线路电阻。
③P 损＝ΔU 2R 线，ΔU 为输电线路上损失的电压，R 线为线路电阻。
④P 损＝ΔUI 线，ΔU 为输电线路上损失的电压，I 线为输电线路上的电流。
3．电压损失： （1）ΔU ＝U －U ′； （2）ΔU ＝IR 。
4．功率损失： （1）ΔP ＝P －P ′； （2）ΔP ＝I 2R ＝（UP）2R 。
5．输送电流： （1）I ＝PU ；（2）I ＝U －U ′R。
【题1】2013年4月20日8时2分在四川省雅安市芦山县发生7.0级地震后，常州常发集团向灾区人民捐赠一批柴油发电机，该发电机说明书的部分内容如下表所示，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400 m ，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为2.5×10－4Ω，安置区家用电器的总功率为44 kW ，当这些额定电压为220V 的家用电器都正常工作时A ．输电线路中的电流为20 AB ．发电机的实际输出电压为300 VC ．在输电线路上损失的电功率为8 kWD ．如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是300 V 【答案】C【题2】随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益增大，节能变得越来越重要．某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U 1，输电导线总电阻为R ，在某一时段用户需求的电功率为P 0，用户的用电器正常工作的电压为U 2.在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是A ．输电线上损耗的功率为P 20RU 22B ．输电线上损耗的功率为P 20RU 21C ．若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电D ．采用更高的电压输电会降低输电的效率 【答案】C【解析】设发电厂输出功率为P ，则输电线上损耗的功率为ΔP ＝P －P 0，ΔP ＝I 2R ＝P 2RU 21，A 、B 选项错误；采用更高的电压输电，可以减小导线上电流，故可以减小输电导线上损耗的功率，C 项正确；采用更高的电压输电，输电线上损耗的功率减小，则发电厂输出的总功率减小，故可提高输电的效率，D 项错误。
远距离输电练习
A＝25 A。
(2)输电线上损失的电压 U 线，U 线＝I2R＝25×8 V＝200 V，因为升压变压器为理想变压器，输入功率等于输出功率， 所以升压变压器输出的电压 U2 计算如下：因为 P2＝I2U2＝ P1，所以
U2＝PI21＝1002×5 103 V＝4×103 V。
1．(10 分)发电机输出电压为 1.0×103 V 的交变电流， 现在通过一个变压比为 1∶4 的变压器升压，再通过总电阻 为 1.0 Ω 的输电线路向某地输电，在输送的电功率为 800 kW 的情况下(设变压器为理想变压器)。求：
(1)升压变压器的副线圈两端电压为多大？ (2)输电线上通过的电流为多大？ (3)输电线上造成的电压损失为多少？
(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)两个变压器上的匝数比各应等于多少？
答案 (1)4.32×102 A 25 A (2)200 V 4×103 V 1 190
(3)16 11
解析 如图为输送电路图。 (1)降压变压器输出电流 I4，也就是用户得到的电流 I4 ＝UP44＝952×20103 A≈4.32×102 A，输电线上通过的电流为 I2。
(3)电压损失 U 损＝Ir＝200×1 V＝200 V。 (4)损失的电功率占输电总功率的百分比为 PP损＝UP损I＝280000V××102300WA×100%＝5%。
2．(15 分)某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向远处输电， 输电线总电阻为 8 Ω，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。
远距离输电习题
远距离输电(学案)1. 主要问题：电流的热效应导致电能转化为热能损失掉，关键减少 上的电能的损失： P 耗=I 2R 线 2．方法：①减小输电线的 ，如采用电阻率 的材料；加大导线的 。
②提高输电 ，减小输电 。
3．交流电远距离高压输电电路模式如图所示。
4．远距离高压输电的几个基本关系： ①功率关系：②电流、电压关系：③输电电流：④输电导线上损耗的电功率例1．马鞍山市拥有长江黄金水道而具有得天独厚的电力资源，在2010年上海世博会之前分两期兴建了总装机容量为11万千瓦的发电厂。
建成后，若采用110 kV 电压向上海输电。
已知从马鞍山到上海的输电线总电阻为10 Ω。
(1)求输电导线损耗的功率；(2)若为了降低损耗，把输电电压提高为220 kV ，求提高输电电压后比原来少损耗的功率。
例2．发电机的路端电压为220V ，输送电功率44kW ，输电线电阻为0.4Ω，则用户得到的电功率为 V ，用户得到的电功率为 kW 。
若用初、次级线圈匝数之比为1：10的变压器升压，经同样的输电线输电后，再用初、次级线圈匝数之比为10：1的变压器降压后供给用户，则用户得到的电压为 V ，用户得到的电功率为 kW 。
例3．用变压器进行远距离输电，输送的电功率为P ，输送的电压为U ，输电导线上的电阻率为ρ，导线横截面积为S ，导线总长为L ，输电线损耗的电功率P 1，用户得到的电功率为P 2则( )A ．P 1＝U 2S ρLB ．P 1＝P 2ρLU 2SC ．P 2＝P －U 2S ρLD ．P 2＝P －P 2ρLU 2S课后作业(一)1．如图所示为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述正确的是( )A ．增加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少电路的发热损耗的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 ．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好2、输电线的电阻共计r ，输送的电功率为p ，输电电压为U ，则用户能得到的电功率是：（ ）A. PB.P －(P/U)rC.I 2RD. (P/U)r 3．发电厂发电机的输出电压为U 1，发电厂至学校的输电线电阻为R ，通过导线的电流为I ，学校的输入电压U 2，下列计算线路损耗功率的式子中正确的是（ ）(A)U 12／R (B)（U 1－U 2）2／R(C)I 2R (D)I （U 1－U 2）4．用电器的电阻值为R ，与交变电源的距离为L ，输电线的电阻率为ρ，用电器工作时，输电线上电流为L ，电压损失为U ∆，则输电线的横戴面积为：（ ） A ．R L /ρ B ．U LI ∆/ρ C ．LI U /∆ D ．U LI ∆/2ρ5．某发电站采用高压输电向外输送电能．若输送的总功率为P 0，输电电压为U ，输电导线的总电阻为R .则下列说法正确的是( )A ．输电线上的电流I ＝U RB ．输电线上的电流I ＝P 0UC ．输电线上损失的功率P ＝(P 0U )2RD ．输电线上损失的功率P ＝U 2R6．有一台内阻为1Ω的发电机，供应学校的照明用电，如图所示是输电原理图，两变压器已选定，输电线总电阻为4Ω，全校共有22个教室，每个教室有“220V 、40W”的灯6盏，若保证全部电灯正常发光。
高中物理 2.7 远距离输电课时训练 粤教版选修3-2
远距离输电基础夯实1.发电厂发电机的输出电压为U1,发电厂至学校的输电线电阻为R,通过导线的电流为I,学校输入电压为U2,下列4个计算输电线损耗的式子中,错误的是()(导学号51130112) A. B.C.I2RD.I(U1-U2)答案：A解析：用来计算输电线电能损耗的公式P=U2/R中的U是输电线上损耗的电压,而不是输电电压.2.(多选)远距离输送一定功率的交变电流,若输电电压提高到原来的n倍,则下列说法中正确的是()A.输电线上的电流变为原来的n倍B.输电线上的电压损失变为原来的1/nC.输电线上的电功率损失变为原来的1/nD.若输电线上的电功率损失不变,输电线路长度可变为原来的n2倍答案：BD解析：在输送功率P一定时,输电线上的电流由公式I=P/U决定,输电线上损失的电压由公式ΔU=IR=PR/U决定,输电线上损失的功率由公式P损=I2R=R=来讨论.3.(多选)小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压,它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压,然后通过输电线路把电能输送到远处用户附近的降压变压器,经降低电压后再输送至各用户.设变压器都是理想的,那么在用电高峰期,随用电器电功率的增加将导致() (导学号51130113)A.升压变压器初级线圈中的电流变小B.升压变压器次级线圈两端的电压变小C.高压输电线路的电压损失变大D.降压变压器次级线圈两端的电压变小答案：CD解析：随用电器电功率的增加,各级电流和功率都会增加,输电线上损耗的电压增加,将导致降压变压器上的电压减小,但这些变化不会影响到升压变压器原、副线圈上的电压.4.一小水电站,输出的电功率为20 kW,输电线总电阻为0.5 Ω,如果先用400 V电压输送,后又改用2 000 V电压输送,则输送电压提高后,输电导线上损失的电功率的变化情况是( )A.减小50 WB.减小1 200 WC.减小7.68×106 WD.增大7.68×106 W答案：B解析：输电线上第一次损耗的功率可由公式P1=R算得,输电线上第二次损耗的功率可由公式P2=R算得,输电导线上损失的电功率的变化情况即是它们之差.5.某电站向某地输送一定功率的电能,若将输送电压提高10倍,输电线截面减为原来的一半,则输电线电能损失() (导学号51130114)A.减为原来的B.减为原来的C.减为原来的D.减为原来的答案：B解析：在输送功率P一定时,输电线上损失的功率可由公式P损=I2R=R=来讨论.6.“西电东送”工程中为了减少输电损耗,必须提高输电电压,从洪家渡水电站向华东某地输送功率106 kW的电能,输电电压为100万伏,输电线电阻为100 Ω.若采用超导材料作为输电线,则可以减少的电功率损失为()A.105 kWB.104 kWC.106 kWD.103 kW答案：A解析：输电线上损失的功率可由公式P损=I2R=R算得,若采用超导材料作为输电线,则输电线上将无电功率的损失.7.(多选)由甲地向乙地输电,输送的电功率一定,输电线的材料一定.设输电电压为U,输电线横截面积为S,输电线因发热损失的电功率为P.那么()A.若U一定,则P与S成反比B.若U一定,则P与S2成反比C.若S一定,则P与U2成反比D.若S一定,则P与U成反比答案：AC解析：输送的电功率一定,输电线的材料一定时,输电线因发热损失的电功率可由公式P损=I2R=R=来讨论.8.(多选)2007年11月8日,工程规模仅次于长江三峡,位居全国第二位、世界第三位的金沙江溪洛渡水电站截流成功,标志着“西电东送”工程又迈出了坚实的一步.下列有关发电与送电的说法中正确的是()A.水电站截流筑坝有利于储蓄水的内能,提高发电能力B.减小输电线的截面积有利于降低输电时的损耗C.提高输电电压有利于减小输电线中的电流D.增大发电机转子的直径有利于提高发电机的输出电压答案：CD解析：水电站截流筑坝是利于储蓄水的重力势能.减小输电线的截面积会增加输电线的电阻,从而增大输电线上的电能损失.提高输电电压会减小输电线中的电流.增大发电机转子的直径会使发电机输出电压的峰值增加,也即增加电压的输出.9.发电厂输出的交流电压为22 kV,输送功率为2.2×106 W,现在用户处安装一降压变压器,用户的电压为220 V,发电厂到变压器间的输电导线总电阻为22 Ω.求: (导学号51130115)(1)输电导线上损失的电功率.(2)变压器原副线圈匝数之比.解(1)输送电流I线=P总/U总=2.2×106 /2.2×104=100 (A)则损失功率为P损=R线=1002×22=2.2×105 (W).(2)变压器原线圈电压U1=U总-U线=U总-I线R线=2.2×104-100×22=19 800 (V)所以原副线圈匝数比=19 800/220=90.能力提升10.一座小型水力发电站,利用流量为20 m3/s、落差5 m的河水发电.若单相发电机的效率为50%,输出电压为200 V.已知发电站到用户架设的输电线总电阻为10 Ω,输电线上允许损耗的功率为5%,用户所需电压为220 V,求所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数之比(不计变压器损失,g取10 m/s2).解此输电线路图如下水力发电站的发电功率P==ρQghη=1.0×103×20×10×5×50%=5×105 W输电线上损失的功率ΔP=P×5%=5×105×5%=2.5×104 W,ΔP=I2·r得I=50 A,所以U2==1×104 V,,U3=U2-ΔU=104 V-Ir=(104-500)V=9 500 V,所以.。
高二物理远距离输电试题答案及解析
高二物理远距离输电试题答案及解析1. 如图为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述不正确的是( )．A ．增加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的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 ．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好【答案】 C【解析】试题分析:增加输电导线的横截面积能减小电阻，根据输电过程中的电功率P 耗=I 2R ，减小电阻，有利于减少输电过程中的电能损失．故A 正确；根据P=UI 知，输电电压越高，输电电流越小，高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗．故B 正确；输送的电功率越大，则输电线上流过的电流越大，输电过程中的电能损失越大．故C 错误．高压输电必须综合考虑各种因素，电压过高时，感抗和容抗影响较大，不一定是电压越高越好．故D 正确． 【考点】电能的输送．2. 远距离输送交流电都采用高电压输电，我国正在研究比330kV 高得多的电压进行输电，采用高压输电的优点是可减小输电线上能量损失，则在输入功率不变时，使输电电压提高为原来的10倍，输电线上损失的电能将降为原来的 。
【答案】0.01【解析】在输入功率不变，由P=UI ，得I=P/U ，电压提高10倍，则电流减少为原来的，再由P 损=I 2R ，可得P 损将降为原来的，即0.01。
【考点】远距离输电3. 在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失．有一个坑口电站，输送的电功率为P ＝500 kW ，当使用U ＝5 kV 的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4 800度．求：(1)这时的输电效率η和输电线的总电阻r .(2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？ 【答案】（1）r ＝20 Ω（2）U ′＝22.4 kV【解析】(1)由于输送功率为P ＝500 kW ，一昼夜输送电能E ＝Pt ＝12 000度，终点得到的电能E ′＝7 200度，因此效率η＝60%.输电线上的电流可由I ＝P /U 计算，为I ＝100 A ，而输电线损耗功率可由P r ＝I 2r 计算，其中P r ＝4 800/24 kW ＝200 kW ，因此可求得r ＝20 Ω. (2)输电线上损耗功率P r ＝()2r ∝，原来P r ＝200 kW ，现在要求P r ′＝10 kW ，计算可得输电电压应调节为U ′＝22.4 kV. 【考点】远距离输电．点评：输电线上的损失功率与其电流的平方成正比，而与输电线两端的电压的平方成反比．4. 电厂发电机的输出电压250V ，输出功率为10kW ，在进行远距离输电时，输电线总电阻为5Ω，则A ．直接输电，用户两端的电压只有50VB ．若要求用户两端的电压为220V ，则应配备原、副线圈匝数比为1：4 （发电厂）和5：1（用户端）的变压器C．若要求输电线损耗的功率仅为总功率的5%，升压变压器原、副线圈匝数比为1：4D．若用10000V的高压输电，输电线的损耗功率仅为总功率的0.05%【答案】ACD【解析】电厂发电机的输出电压250V，输出功率为10kW，输电电流为40A，则导线书号电压为U=IR=200V，所以用户两端的电压只有50V，A对；原、副线圈匝数比为1：4 （发电厂），则电压提升到1000V同时减为10A，则导线电压损耗为50V，用户端输入变压器电压为950V，要想得到220V，线圈匝数比为95:22，所以B错。
高考物理专题54远距离输电(2021年整理)
2．在远距离高压输电线路中，设输送电功率、输电线路上损失的功率、导线长度和材料均相同，若两次输电电压U1:U2=1:k，则此两种情况下导线横截面积S1:S2为
A．1:kB．k：1
C．1:k2D．k2:1
3．如图所示，发电机的输出电压U1和输电线的电阻r均不变，变压器均为理想变压器。随夏季来临，空调、冷风机等大功率电器使用增多，下列说法中正确的
(3）掌握一个守恒
能量守恒关系式P1=P损+P3
如图所示,某小型水电站发电机的输出功率为10 kW，输电电压为400 V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2 kV高压输电,最后用户得到220 V、9.5 kW的电，求：
(1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比 ；
(2）输电线路导线电阻R；
（3）用户降压变压器、原副线圈匝数比 。
A．变压器的输出电压U2增大，且U2>U1
B．变压器的输出电压U4增大，且U4<U3
C．输电线损耗的功率增大
D．输电线损耗的功率不变
4．如图为远距离的简化电路图。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,流入用户端的电流为I2.则
3．远距离输电问题的“三二一"
（1）理清三个回路
（2）抓住两个联系
①理想的升压变压器联系了回路1和回路2,由变压器原理可得：线圈1（匝数为n1）和线圈2(匝数为n2）中各个量间的关系是 ， ，P1=P2；
②理想的降压变压器联系了回路2和回路3，由变压器原理可得：线圈3(匝数为n3
）和线圈4（匝数为n4）中各个量间的关系是 , ，P3=P4。
高中物理 变压器 远距离输电(附答案)高考基础训练题
变压器远距离输电（附答案）1．(淄博模拟)某水利发电站发电机发电后，先通过电站附近的升压变压器升压后，再通过输电线路把电能输送到远处的降压变压器，降压后，再用线路输送到各用户．设发电机输出电压稳定且两变压器均为理想变压器．在用电高峰期，白炽灯不够亮，但用电总功率却增加较大，这时与用电低谷时比较()A ．升压变压器的副线圈两端的电压变小B ．高压输电线路的电压损失变大C ．降压变压器副线圈中的电流变小D ．降压变压器副线圈两端的电压变大2．(苏锡常镇四市教学)在家用交流稳压器中，变压器的原、副线圈分别带有滑动头P 1、P 2，如图13－2－12所示．当变压器的输入电压发生变化时，可上下调节滑动头P 1、P 2的位置，使输出电压稳定在220V ．若输出电压高于220V ，则下列措施正确的是()A ．P 1不动，将P 2向下移B ．P 1不动，将P 2向上移C ．P 2不动，将P 1向下移D ．将P 1向下移，同时将P 2向上移3．(广州测试)如图13－2－13所示，原、副线圈匝数之比为2∶1的理想变压器正常工作时()图13－2－13A ．原、副线圈磁通量之比为2∶1B ．原、副线圈电流之比为1∶2C ．输入功率和输出功率之比为1∶1D ．原、副线圈磁通量变化率之比为1∶14．在某交流电路中，有一正在工作的变压器，原、副线圈的匝数分别为n 1＝600匝、n 2＝120匝，电源的电压为U ＝311sin100πt (V)，原线圈中串联一个额定电流为0.2A 的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则()图13－2－12A ．负载功率不能超过62WB ．副线圈电流的最大值不能超过1AC ．副线圈电流的有效值不能超过1AD ．无论副线圈电流有多大，保险丝总不会被烧毁5．如图13－2－14所示为一理想变压器，电路中的开关S 原来闭合，在原线圈输入电压不变的条件下，要提高变压器的输入功率，可采用的方法是()A ．只增加原线圈的匝数B ．只增加副线圈的匝数C ．只增加用电器R 1的电阻D ．断开开关S 6．如图13－2－15所示，一理想变压器原、副线圈匝数比为3∶1，副线圈上接三个相同的灯泡，均能正常发光，原线圈中再串一个相同的灯泡L ，则()A ．灯L 也能正常发光B ．灯L 比另外三个灯都暗C ．灯L 将会被烧坏D ．不能确定7.(高考四川理综卷)如图13－2－16甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R 1＝20Ω，R 2＝30Ω，C 为电容器，已知通过R 1的正弦交流电如图乙所示，则()图13－2－16A ．交流电的频率为0.02HzB ．原线圈输入电压的最大值为2002VC ．电阻R 2的电功率约为6.67WD ．通过R 3的电流始终为零图13－2－14图13－2－158．(高考江苏卷)如图13－2－17所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u ＝202sin100πt (V)．氖泡在两端电压达到100V 时开始发光，下列说法中正确的有()A ．开关接通后，氖泡的发光频率为100HzB ．开关接通后，电压表的示数为100VC ．开关断开后，电压表的示数变大D ．开关断开后，变压器的输出功率不变9．(高考海南卷)一台发电机最大输出功率为4000kW ，电压为4000V ，经变压器T 1升压后向远方输电．输电线路总电阻R ＝1kΩ.到目的地经变压器T 2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220V,60W)．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T 1和T 2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则()A ．T 1原、副线圈电流分别为103A 和20AB ．T 2原、副线圈电压分别为1.8×105V 和220VC ．T 1和T 2的变压比分别为1∶50和40∶1D ．有6×104盏灯泡(220V,60W)正常发光10．交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO ′匀速转动．一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S ＝0.05m 2，线圈转动的频率为50Hz ，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B ＝2πT ．为用此发电机所发出交流电带动两个标有“220V,11kW ”的电机正常工作，需在发电机的输出端a 、b 与电机之间接一个理想变压器，电路如图13－2－18所示，求：图13－2－18(1)发电机的输出电压的有效值为多少？(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少？(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大？图13－2－17答案：(1)1100V(2)5∶1(3)20A11．如图13－2－19所示，理想变压器原线圈中输入电压U1＝3300V，副线圈两端电压U2为220V，输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2，绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数U＝2V．求：图13－2－19(1)原线圈n1等于多少匝？(2)当开关S断开时，电流表A2的示数I2＝5A．则电流表A1的示数I1为多少？(3)当开关S闭合时，电流表A1的示数I1′等于多少？答案：(1)1650匝(2)0.3A(3)0.7A12.某发电厂发电机的输出功率P＝100kW，发电机端电压U＝250V，向远处送电的输电线的总电阻R＝8Ω.要使传输电线上的功率损失不超过输送功率的5%，用户得到的电压又正好是220V，那么：(1)应该怎样安装变压器？画出输电线路的示意图．(2)求出所用的变压器的原、副线圈的匝数比．答案：(1)见解析(2)升压：1∶16降压：190∶11答案：1B2A3BCD4C5B6A7C8AB9ABD。
电能的远距离输送习题
(2)求用户得到的电压和功率； U3＝U2－U 损＝2 196 V， I3＝I2＝20 A.
(3)若不经过变压而直接送到用 户，求用户得到的电压和功 率．
U4＝nn43U3＝＝219.6 V， I4＝nn43I3＝200 A. 用户得到的功率为 P4＝U4I4＝4.392×104 W.Βιβλιοθήκη 例2 风力发电作为新型环保新能
源，近几年来得到了快速发展，如
图所示，风车阵中发电机输出功率
100 kW，输出电压是250 V，用户
需要的电压是220 V，输电线电阻为
10 Ω.若输电线因发热而损失的功率
为输送功率的4%，试求：
(2)P 损＝I22R 线，I2＝20 A
(1)画出此输电线路的示意图； P＝U2I2，U2＝5 000 V
又因为 U1I1＝U2I2，所以 I1＝UU2I12＝4I2＝24 A. 对发电机 E＝U1＋I1r＝250 V.
(3)η＝PP出1 ×100%＝97%.
例3、有一台内阻为1 Ω的发 电机，供给一个学校照明用 电，如图所示为简化的输电 线路．升压变压器的匝数比 为1∶4，降压变压器的匝数 比为4∶1，输电线的总电阻R 线＝4 Ω.全校共有22个班，每 班有“220 V,40 W”的电灯6 盏．若保证全部正常发光， 求： (1)发电机输出功率是多大？ (2)发电机电动势是多大？ (3)输电效率是多少？ (4)若使用灯数减半且正常发 光，发电机输出功率是否减 半？
(2)在输电线路中设置的升、降压
变压器原、副线圈的匝数比； (3)用户得到的电功率是多少．
升压变压器匝数比nn12＝5205000＝210
U3＝U2－U 损＝U2－I2R 线＝4 800 V.
降压变压器匝数比nn34＝4282000＝21410.
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A.原线圈交流电的频率为50 Hz B.副线圈输出电压为55 V C.流过副线圈的电流是5 A D.变压器输入、输出功率之比为4∶1
下列各个量，其中所指有效值的是 （ ） ABD A．交流电压表的示数． B．保险丝的熔断电流． C．电容器的击穿电压． D．家庭用的 交变电压．
一只低压教学电源输出的交变电压瞬时值 U=10 sin314t，关于该电源的规格和使用，以 AD 下说法正确的是（ ） A.这只电源可以使“10V，2W”的灯泡正常发光 B.这只电源的交变电压的周期是314s C.这只电源在t=0.01s时电压达到最大值 D.“10V 2μ F”电容器不能接在这只电源上
某发电站的输出功率为104 kW，输出电压为4 kV， 通过理想变压器升压后向80 km远处供电。已知 输电导线的电阻率为ρ=2.4×10-8 Ω·m，导线横截 面积为1.5×10-4 m2，输电线路损失的功率为输出 功率的4%，求： （1）升压变压器的输出电压； （2）输电线路上的电压损失。
5、有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为4∶1，原 线圈接在一个交流电源上，交流电的变化规律如图9所 示。副线圈所接的负载电阻是11 Ω 。则下列说法不正 确的是（ ）
课堂练习：
2．下列关于减小远距离输电导线上热损耗的说法中，
正确的是（ ） C A．因为热功率 电导线电阻，才能减小输电导线上的热损耗。
U2 P ，所以应降低输送电压，增大输 R
B．因为热功率P=IU，所以应采用低电压、小电流
输电，才能减小输电导线上的热损耗。
C．因为热功率P=I2R，所以可采用减小输电线电阻
探究：为什么远距离输电要用高压？
• 3：电压损失如何计算？ U U 送 U 用 Ir
r 电 源
U损 U送 U用
用 户
4、功率损失怎么计算？
输电线上的功率损失为： P损=I2r
探究：为什么远距离输电要用高压？
• 假如你是电力工程师，你将考虑什么 方法减少远距离输电电能的损失？
r 电 源
或减小输送电流的方法来减小输电导线上的热损耗。
D．以上说法均不正确。
课堂练习：
3．发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学
校的输电导线的总电阻为R，通过导线的电流为I，
学校得到的电压为U2，则输电导线上损耗的功率可
表示为（ BCD ）
A．U 1 R
2
2 ( U U ) B． 1 2 R
C．I2R
（3）用5000V高压输电，用户端利用n1∶n2 ＝22∶1的变压器降低，求用户得到的电压。
某水电站，用总电阻为2.5的输电线输电给 500km外的用户，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2x105A 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9x108KW D．输电线上损失的功率为， ，U为输 电电压，r为输电线的电阻
U 损 Ir
• 电压损失； U 损 U 送 U 用 Ir
r 电 源
U损 U送
P送 P损 P用
U用
用 户
功率损失：P损=I2r
U送也称发电站输出的电压 P送也称发电站输出的电功率
某小型实验水电站输出功率是20kW，输电 线总电阻为6Ω。 (1)若采用380V输电，求输电线路损耗的功 率。 (2)若改用5000V高压输电，求输电线路损耗 功率。
5.由交流电动势瞬时值表达式e= 10 sin4π t(V)，可知（ ） A.此交流电的频率是4π (Hz) B.此交流电的周期是0.5s C.当t=0.5s时，此交流电动势有最大值 D.当t=0时，产生此交流电的线圈平面与中性面重 合10
5.B一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的 固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间变化如图所 示，下面说法正确的是 A.t1时刻通过线圈的磁通量为零 B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 C.t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 D.每当e改变方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为 最大
P入
F
P出
r线
P3
U 3 n3
P4
U
1
n1
n2 U 出
n4 U 4
R用
功率关系：
P入 P 出
P 3 出 P 损P
P3 P4
U 3 n3 U 4 n4
U1 n1 电压关系： U出 n2
U出 U 损 U 3
U出为发电站输出的电压 P出为发电站输出的电功率
P损 I r
2
4.一小水电站，输出的电功率为20kW，输 电线总电阻为0.5，如果先用400V电压输送， 后又改用2000V电压输送，则输送电压提高 后，输电导线上损失的电功率的变化情况 是 A.减少50W B.减少1200W C.减少7.68×106W D.增大7.68×106W
课堂练习：
1．远距离输送一定功率的交变电流，若输电电压 提高到原来的n倍，则下列说法中正确的是（ D） A．输电线上的电流变为原来的n倍 B．输电线上的电压损失变为原来的1/n2 C．输电线上的电功率损失变为原来的1/n D．若输电线上的电功率损失不变，输电线路长度 可变为原来的n2倍
D．I（U1-U2）
课堂练习：
4、某交流发电机输出功率为5×105 W，输出 电压为U=1.0×103 V，假如输电线的总电阻R=10Ω， 在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户 使用电压U0=380 V. (1)画出输电线路的示意图（标明各部分的符号）
第七节 远距离输电
探究：为什么远距离输电要用高压？
• 1：为什么需要远距离输电？ • 2：从发电站到用户输电过程中，会有 电能的损失吗？损失在哪里？
三、输电线上的电压损失
在输电过程中，电源输送的电压是 否全部加在用户上？
r
电 源
U损
U送
U用
用 户
造成电压损失的因素: 输电线电阻造成电压损失 输电线上功率损失的主要原因是由于输电线有电阻，会 有一部分电能转化为热能而损失掉。
U损
U送
U用
用 户
输电线上的功率损失为： P损=I2r
四、交流高压输电的基本环节及电路图
升压变压器
发电站
用户
降压变压器
高压输电
探究：为什么远距离输电要用高压？
• 3：电压损失如何计算？ U U 送 U 用 Ir
r 电 源
U损 U送 U用
用 户
4、功率损失怎么计算？
输电线上的功率损失为： P损=I2r