高中物理远距离输电(可编辑修改word版)
高中物理远距离输电
高中物理远距离输电在电力系统中，电能从发电厂输送到用户端需要经过长距离的传输。
由于发电厂和用户之间的距离往往较远，因此需要采取一些措施来确保电能能够安全、高效地传输。
高中物理课程中涉及到的远距离输电原理和基础知识，对于我们了解电力系统的基本概念和解决相关问题具有重要意义。
一、远距离输电的基本原理在远距离输电中，发电厂将产生的电能通过升压变压器升压，然后通过高压输电线路传输到降压变压器，最后将电压降低到用户端所需要的电压等级，输送到用户端。
在这个过程中，升压变压器将电压升高，使得电流减小，从而降低传输过程中的电能损失。
二、远距离输电的优缺点远距离输电的优点主要包括：1、能够将电能输送到较远的距离，覆盖更大的供电范围；2、传输容量大，能够满足大型城市和工业园区的电力需求；3、传输效率较高，能够减少传输过程中的电能损失。
远距离输电的缺点主要包括：1、建设成本较高，需要投入大量资金建设输电线路和配套设施；2、容易受到气候、地理环境等因素的影响，如雷击、冰灾等自然灾害会对输电线路造成损害；3、需要采取措施来保护环境和生态平衡，避免在输电线路建设过程中对环境和生态造成破坏。
三、高中物理课程中的远距离输电知识在高中物理课程中，远距离输电是电磁感应和交流电理论应用的一个重要方面。
学生需要了解变压器的工作原理、交流电的频率和波形、三相交流电的产生和传输等方面的知识。
学生还需要了解输电线路的电阻和电感对传输电流的影响，以及如何采取措施来降低传输过程中的电能损失。
四、结论远距离输电是电力系统中的重要组成部分，对于保障人们的生产和生活用电需求具有重要意义。
高中物理课程中涉及到的远距离输电原理和基础知识是理解电力系统基本概念和解决相关问题的基础。
在未来的学习和工作中，我们还需要进一步深入学习和研究电力系统中的远距离输电技术，为保障电力系统的安全、稳定、高效运行做出贡献。
顾城的《远和近》是一首极富哲理性和情感深度的小诗，它以独特的视角揭示了人际关系中的微妙复杂性和心理距离的深远影响。
高中物理第五章交变电流远距离输电学案新人教选修
2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．在超导托卡马克实验装置中，质量为1m 的21H 与质量为2m 的31H 发生核聚变反应，放出质量为3m 的10n ，并生成质量为4m 的新核。
若已知真空中的光速为c ，则下列说法正确的是（ ）A ．新核的中子数为2，且该新核是32He 的同位素B ．该过程属于α衰变C ．该反应释放的核能为()23412m m m m c +--D ．核反应前后系统动量不守恒2．如图所示，带电荷量为Q 的等量同种正电荷固定在水平面上，在其连线的中垂线（竖直方向）上固定一光滑绝缘的细杆，细杆上套一个质量为m ，带电荷量为q +的小球，小球从细杆上某点a 由静止释放，到达b 点时速度为零，b 间的距离为h ，重力加速度为g 。
以下说法正确的是（ ）A ．等量同种正电荷在a 、b 两处产生的电场强度大小关系a b E E >B ．a 、b 两处的电势差ab mgh U q= C ．小球向下运动到最大速度的过程中小球电势能的增加量等于其重力势能的减少量D ．若把两电荷的位置往里移动相同距离后固定，再把带电小球从a 点由静止释放，则小球速度减为零的位置将在b 点的上方3．如图所示，倾角为30°的斜面固定在水平地面上，斜面上放有一重力为G 的物块A ，有一水平轻弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与物块A 接触。
若物块A 静止时受到沿斜面向下的摩擦力大小为2G ，此时弹簧的弹力大小是（ ）A ．33B ．233G C ．GD ．33G + 4．有一匀强电场，场强方向如图所示，在电场中有三个点A 、B 、C ，这三点的连线恰好够成一个直角三角形，且AC 边与电场线平行。
已知A 、B 两点的电势分别为A =5V ϕ，B =1.8V ϕ，AB 的距离为4cm ，BC的距离为3cm 。
高中物理选择性必修二学案 第三章第四节 远距离输电
第四节远距离输电[学习目标] 1.知道影响输电中电功率和电压损耗的因素，会计算电功率损耗和电压损耗.2.知道高压交流输电的优点，能利用变压器、电路知识对远距离输电线路进行定量计算.3.了解高压直流输电．一、远距离输电中的电功率和电压损耗1．远距离输电中的电功率损耗P损＝P总－P用＝I2r.(其中r为输电线电阻)2．远距离输电中的电压损耗U损＝U－U用＝Ir.(其中r为输电线电阻)二、高压交流输电1．降低输电损耗的两个途径根据P损＝I2r，减少电能损耗的方法有两种：(1)减小输电线的电阻：在输电导线长度一定的情况下，为了减小电阻，应当选用电阻率小、横截面积大的导线．(2)减小输电导线中的电流：为了减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电电压．2．高压交流输电(1)基本原理：在发电站内用升压变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过降压变压器降到所需的电压．(2)输电方案：采用电能输配电网．三、直流输电(1)优点：避免输电线路因电感导致的电能损耗．(2)直流输电示意图．1．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，与输电线电流的平方成正比．(√)(2)由P ＝U 2r可知，输电电压越小，输电线上电功率的损失就越小．( × )(3)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．( √ ) (4)远距离输电时，若升压变压器匝数比为1∶n ，降压变压器匝数比为n ∶1，则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等．( × )2．输电线的总电阻为R ，输送电功率为P .现用电压U 来输电，输电线上的电流为________，输电线上损失的功率为________．如果用2U 电压来输电，则输电线上的电流为________，输电线上损失的功率为________．两次损失的功率之比为________． 答案 P U P 2R U 2 P 2U P 2R4U 24∶1一、远距离输电中的电功率和电压损耗导学探究 如图1所示，假定发电站输出的电压为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)用户两端的电压是多大？(2)用户得到的电能与发电站输出的电能相等吗？(3)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？答案 (1)U ′＝U －U 损＝U －P Ur .(2)不相等，由能量守恒知，发电站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．(3)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． 功率损失表达式：P 损＝I 2r ＝P 2U 2r ，所以降低功率损耗的两个途径为：①减小输电线的电阻r ；②减小输电电流I ，即提高输送电压U . 知识深化1．输电电路的电压损失输电线始端电压U 与输电线末端电压U ′的差值．U 损＝U －U ′＝Ir ＝PUr ，其中I 为输电线上的电流，r 为输电线的电阻． 2．输电电路的功率损失(1)远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损失，损失的电功率P 损＝I 2r . (2)若输电线上损失的电压为U 损，则功率损失还可以表示为P 损＝U 损2r ，P 损＝U 损·I .3．减小电压、功率损失的方法 (1)减小输电线的电阻由R ＝ρlS 可知，距离l 一定时，使用电阻率小的材料，增大导线横截面积可减小电阻．(2)减小输电电流I ，根据I ＝PU ，在输送功率P 一定，输电线电阻r 一定的条件下，输电电压提高到原来的n 倍，输电电流可减为原来的1n ，输电线上的功率损失将降为原来的1n2.三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？(2)在(1)情况下，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？它与输出功率的比值是多少？(3)若将输出电压升高至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？它与输出功率的比值是多少？ 答案 (1)2 500 A (2)1.25×108 W 14(3)1 000 A 2×107 W125解析 (1)由P ＝UI 得I ＝P U ＝5×108 W2×105 V＝2 500 A(2)输电线上损失的功率P 损＝I 2·2r ＝2 5002×2×10 W ＝1.25×108 W 损失功率与输出功率之比为P 损P ＝1.25×108 W 5×108 W＝14(3)将输出电压升高至50万伏时，I ′＝PU ′＝5×108 W 5×105 V ＝1 000 A输电线上损失的功率P 损′＝I ′2·2r ＝1 0002×2×10 W ＝2×107 W 损失功率与输出功率之比为P 损′P ＝2×107 W 5×108 W ＝125.针对训练1 (多选)特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低．我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术．假设从A 处采用550 kV 的超高压向B 处输电，输电线上损耗的电功率为ΔP ，到达B 处时电压下降了ΔU .在保持A 处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1 100 kV 特高压输电．输电线上损耗的电功率变为ΔP ′，到达B 处时电压下降了ΔU ′.不考虑其他因素的影响，则( ) A ．ΔP ′＝14ΔPB ．ΔP ′＝12ΔPC ．ΔU ′＝14ΔUD ．ΔU ′＝12ΔU答案 AD解析 由输电电流I ＝P U 知，输送的电功率不变，输电电压加倍，输电电流变为原来的12，损耗的电功率ΔP ＝I 2r ，故输电电压加倍，损耗的电功率变为原来的14，即ΔP ′＝14ΔP ；输电线上损失电压为ΔU ＝Ir ，即输电电压加倍，损失电压变为原来的12，即ΔU ′＝12ΔU .故A 、D正确．二、高压交流输电导学探究 某发电站向远处输电的示意图如图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、n 1、n 2、n 3、n 4线圈的电阻均忽略不计)．(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 (1)第一个回路：P 1＝U 1I 1第二个回路：U 2＝U 损＋U 3，P 2＝P 损＋P 3＝I 22R 线＋P 3，I 2＝I 3 第三个回路：P 4＝U 4I 4(2)U 1U 2＝n 1n 2、I 1I 2＝n 2n 1、P 1＝P 2；U 3U 4＝n 3n 4、I 3I 4＝n 4n 3、P 3＝P 4. 知识深化解决远距离高压输电问题的基本方法1．首先应画出远距离输电的示意图(如图3)，并将已知量和待求量写在示意图的相应位置．图32．理清三个回路： 回路1：P 1＝U 1I 1回路2：U 2＝U 损＋U 3，P 2＝P 损＋P 3＝I 22R 线＋P 3，I 2＝I 3 回路3：P 4＝U 4I 4. 3．常用关系(1)功率关系：P 1＝P 2，P 2＝P 损＋P 3，P 3＝P 4. (2)电压关系：U 1U 2＝n 1n 2，U 2＝U 损＋U 3，U 3U 4＝n 3n 4.(3)电流关系：I 1I 2＝n 2n 1，I 2＝I 线＝I 3，I 3I 4＝n 4n 3.(4)输电电流：I 线＝P 2U 2＝P 3U 3＝U 损R 线. (5)输电线上损耗的电功率： P 损＝P 2－P 3＝I 线2 R线＝U 损2R 线＝U 损·I 线． (6)输电线上的电压损失：U 损＝I 线R 线＝U 2－U 3.发电机两端的电压为220 V ，输出功率为44 kW ，输电导线的总电阻为0.2 Ω，如果用原、副线圈匝数比为1∶10的升压变压器升压，经输电线后，再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户，两个变压器均为理想变压器． (1)画出全过程的线路示意图； (2)求用户得到的电压和功率；(3)若不经过变压而直接送给用户，求用户得到的电压和功率． 答案 (1)见解析图 (2)219.6 V 4.392×104 W (3)180 V 3.6×104 W 解析 (1)线路示意图如图所示：(2)由图可知，升压变压器副线圈两端的输出电压U 2＝n 2n 1U 1＝2 200 V ．根据理想变压器P 入＝P 出，则升压变压器副线圈的输出电流I 2＝P 出U 2＝44×1032 200 A ＝20 A ，输电线上的功率损耗和电压损失分别为P 损＝I 22R 线＝202×0.2 W ＝80 W ， U 损＝I 2R 线＝20×0.2 V ＝4 V.所以降压变压器原线圈的输入电压和电流分别为 U 3＝U 2－U 损＝2 200 V －4 V ＝2 196 V ， I 3＝I 2＝20 A.降压变压器副线圈的输出电压和电流分别为 U 4＝n 4n 3U 3＝110×2 196 V ＝219.6 V ，I 4＝n 3n 4I 3＝10×20 A ＝200 A.用户得到的功率为P 4＝U 4I 4＝219.6×200 W ＝4.392×104 W. (3)若直接给用户供电， 线路示意图如图所示则输电电流I ′＝P U 1＝44×103220 A ＝200 A.输电线路上的电压损失U 损′＝I ′R 线＝200×0.2 V ＝40 V. 所以用户得到的电压U 2′＝U 1－U 损′＝220 V －40 V ＝180 V. 用户得到的功率为P ′＝U 2′I ′＝180×200 W ＝3.6×104 W.针对训练2 (多选)如图4所示，某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V ，输出的电功率为50 kW ，用总电阻为3 Ω的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220 V 供用户使用(两个变压器均为理想变压器)．对整个送电过程，下列说法正确的是( )图4A ．输电线上的损失功率为300 WB ．升压变压器的匝数比为1∶100C ．降压变压器的输入电压为4 970 VD ．降压变压器的匝数比为100∶1 答案 AC解析 输电线上的损失功率为P 损＝P ×0.6%＝50 kW ×0.6%＝300 W ，A 项正确；输电线上的电流为I 2＝P 损R＝3003 A ＝10 A ，升压变压器副线圈两端的电压为U 2＝P I 2＝50×10310V ＝5×103 V ，由U 1U 2＝n 1n 2得，n 1n 2＝110，B 项错误；输电线上损失的电压为U 损＝I 2R ＝10×3 V ＝30 V ，降压变压器输入电压为U 3＝5 000 V －30 V ＝4 970 V ，C 项正确；由U 3U 4＝n 3n 4得n 3n 4＝49722，D 项错误．1．(输电线路的功率损耗)(多选)在远距离输电时，输送的电功率为P ，输电电压为U ，所有输电导线的电阻率均为ρ，横截面积均为S ，两地的距离为L ，输电线上损耗的电功率为P 1，用户得到的电功率为P 2.下列关于P 1和P 2的表达式中正确的是( ) A ．P 2＝P (1－2PρLU 2S )B ．P 2＝P －U 2S2ρLC ．P 1＝2P 2ρLU 2SD ．P 1＝U 2SρL答案 AC解析 输电线上的电流I ＝P U ，输电导线的电阻R ＝2ρLS ，输电线上损耗的电功率为P 1＝I 2R ＝2P 2ρL U 2S，用户得到的电功率为P 2＝P －P 1＝P ⎝⎛⎭⎫1－2PρL U 2S ，故A 、C 正确． 2．(输电线路的电压损耗和功率损耗)某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km 外的用户，其输出电功率是3×106 kW ，现用500 kV 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2×105 A B ．输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC ．输电线上损失的功率为P 损＝U 2r ，U 为输电电压，r 为输电线的电阻D ．输电线上损失的功率为9×107 kW 答案 B解析 由P ＝IU 得用500 kV 电压输电时输电线上输送的电流I ＝P U ＝3×1095×105 A ＝6×103 A ，故A 错误；由U 损＝Ir 得输电线上的电压损失U 损＝6×103×2.5 V ＝15×103 V ＝15 kV ，故B 正确；输电线上损失的功率为P 损＝U 损2r ，U 损为输电线上损失的电压，故C 错误；输电线上损失的功率P 损＝I 2r ＝(6×103)2×2.5 W ＝9×107 W ，故D 错误．3．(远距离高压输电的分析与计算)一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输给用户，已知发电机的输出功率为500 kW ，升压变压器原线圈两端的电压为500 V ，升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶5，两变压器间输电线的总电阻为1.5 Ω，降压变压器的输出电压为220 V ，不计变压器能量损耗，求： (1)升压变压器副线圈两端的电压；(2)输电导线上的功率损失及用户得到的功率； (3)降压变压器原、副线圈的匝数比．答案 (1)2 500 V (2)60 kW 440 kW (3)10∶1 解析 输电线路原理图如图所示(1)根据U 1U 2＝n 1n 2可知，升压变压器副线圈两端的电压U 2＝n 2U 1n 1＝2 500 V.(2)输电导线上的电流 I 2＝P 2U 2＝P 1U 2＝200 A 输电导线上的功率损失P 损＝I 22r 线＝60 kW用户得到的功率P 用＝P 1－P 损＝440 kW (3)输电导线上损失的电压 U 损＝I 2r 线＝300 V降压变压器原线圈两端的电压 U 3＝U 2－U 损＝2 200 V降压变压器原、副线圈的匝数比为n 3n 4＝U 3U 4＝10∶1.考点一 远距离输电中的电压损耗和功率损耗1．下列关于减少远距离输电导线上热损耗的说法中，正确的是( )A ．因为热功率P ＝U 2R ，所以应降低输电电压，增大输电导线的电阻，才能减少输电导线上的热损耗B ．因为热功率P ＝IU ，所以应采用低电压、小电流输电，才能减少输电导线上的热损耗C ．因为热功率P ＝I 2R ，所以可采用减小输电线电阻或减小输电电流的方法来减少输电导线上的热损耗D ．以上说法均不正确 答案 C2．远距离输送一定功率的交流电，若输电电压提高到原来的n (n >1)倍，则( ) A ．输电线上的电压损失增大 B ．输电线上的功率损失增大 C ．输电线上的电压损失不变D ．输电线上的功率损失减小为原来的1n 2答案 D解析 在输送功率一定时，由I ＝PU 知，输电电压提高到原来的n 倍，则输电电流变为原来的1n ，根据U 损＝Ir 可知输电线上的电压损失减小为原来的1n，A 、C 错误．由P 损＝I 2r ，输电线上的功率损失减小为原来的1n2，B 错误，D 正确．3．(多选)供电电路电源的输出电压为U 1，线路导线上的电压为U 2，用电器得到的电压为U 3，导线中电流为I ，线路导线的总电阻为R ，若要计算线路上的损失功率，可用的公式有( ) A.U 12R B ．I (U 1－U 3) C ．I 2RD.U 22R答案 BCD解析 U 1不等于线路导线上的电压，A 错误；线路导线上的电压为U 2＝U 1－U 3，导线中电流为I ，线路上的损失功率P ＝U 2I ＝I (U 1－U 3)，B 正确；导线中电流为I ，线路导线的总电阻为R ，线路上的损失功率P ＝I 2R ，C 正确；线路导线上的电压为U 2，线路导线的总电阻为R ，线路上的损失功率P ＝U 22R，D 正确．4．输电线的电阻为r ，输送的电功率为P ，用电压U 输送电能，则用户得到的功率为( ) A ．P B ．P －P 2rU 2C ．P －U 2rD.P 2U2r 答案 B5．用户与发电厂相距L ，输电线上的电流为I ，为使输电线上的电压损失不超过U ，已知输电线的电阻率为ρ，那么输电线的横截面积最小值应是( ) A.ρLI U B.2ρLI U C.U ρLI D.2UI ρL 答案 B解析 根据欧姆定律得R ＝U I ，根据电阻定律得R ＝ρl S ，又l ＝2L ，解得S ＝2ρLI U .故B 项正确，A 、C 、D 项错误．6．降雪很大时，高压线上冻起厚厚的冰霜，导致部分电线负重增大而断裂，有人想出了通过增大输电线上损耗功率来融冰的方案．假设输电电压是220 kV ，当输送功率保持不变时，为使输电线上损耗的功率增大为原来的4倍，输电电压应变为( ) A ．55 kV B ．110 kV C ．440 kV D ．880 kV 答案 B解析 根据输电功率公式P ＝UI 和损耗功率公式P 损＝I 2R 线，有P 损＝(PU)2R 线，要使P 损增大为原来的4倍，则在P 和R 线不变的情况下，可使输电电压U 变为原来的12，所以输电电压应变为110 kV ，故B 正确，A 、C 、D 错误． 考点二 电网输电7．(多选)如图1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I 1，其末端间的电压为U 1.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I 2.则( )图1A ．用户端的电压为I 1U 1I 2B ．理想变压器的输入功率为I 12rC ．输电线路上损失的电功率为I 1UD ．当用户消耗的功率增大时，输电效率将下降 答案 AD解析 根据变压器原理：U 1I 1＝U 2I 2，得U 2＝I 1U 1I 2，A 正确；理想变压器的输入功率为U 1I 1＝UI 1－I 12r ；输电线路上损失的电功率为I 12r ，B 、C 错误；设发电厂的输出功率为P ，输电效率η＝P －(P U )2rP ×100%＝(1－PrU 2)×100%，当用户消耗的功率增大时，输电线上的电流增大，发电厂的输出功率P 增大，η减小，D 正确．8．(多选)如图2所示为远距离输电示意图，线路总电阻为r ，发电厂输出电压不变，三个回路的电流依次为I 1、I 2、I 3，两变压器均为理想变压器，左侧变压器输入电压为U 1，输出电压为U 2；右侧变压器输入电压为U 3，输出电压为U 4，以下选项正确的是( )图2A ．若用户消耗的功率增大，I 2随之增大B ．若用户消耗的功率增大，U 4随之增大C ．U 2＝U 3＋I 2rD ．U 1I 1＝I 22r ＋U 4I 3 答案 ACD解析 若用户消耗的功率增大，则I 3会变大，由变压器匝数比等于电流比的倒数可知，I 2随之增大，输电线电阻r 上的电压变大，则U 3减小，U 4减小，选项A 正确，B 错误；由串联电路的特点可知：U 2＝U 3＋I 2r ，选项C 正确；由能量关系可知：U 1I 1＝I 22r ＋U 3I 2＝I 22r ＋U 4I 3，选项D 正确．9．(多选)如图3为远距离输电的示意图，若电厂的输出电压u 1＝2202sin 100πt (V)，则下列表述正确的是( )图3A ．U 1<U 2，U 3>U 4B ．U 1＝220 VC ．若U 2提高为原来的10倍，输电线上损失的功率为原来的1100D ．用户得到的交变电流频率为25 Hz 答案 ABC解析 电厂发出的电，经过升压变压器升压，后经过降压变压器降压输送给用户，所以U 1<U 2，U 3>U 4，选项A 正确；根据正弦式交变电流的有效值与最大值的关系，可知U 1＝22022 V ＝220 V ，选项B 正确；若U 2提高为原来的10倍，则输电电流为原来的110，根据P 损＝I 2R 线可知，输电线上损失的功率为原来的1100，选项C 正确；输电过程中交变电流的频率不变，所以用户得到的交变电流的频率仍为50 Hz ，选项D 错误．10．(多选)图4为某小型电站高压输电示意图．发电机输出功率恒定，升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U 1和U 2.下列说法正确的是( )图4A ．采用高压输电可以增大输电线中的电流B ．升压变压器原、副线圈匝数比n 1n 2＝U 1U 2C ．输电线损耗的功率为U 22rD ．将P 上移，用户获得的电压将增大 答案 BD解析 发电机输出功率恒定，根据P ＝UI 可知，采用高压输电可以减小输电线中的电流，故A 错误；升压变压器原、副线圈匝数比等于输入电压和输出电压比，则n 1n 2＝U 1U 2，故B 正确；输电线损耗的功率为P 损＝(PU 2)2r ，故C 错误；将P 上移，降压变压器的原线圈匝数减少，由变压器的电压与匝数的关系可知，用户获得的电压将增大，故D 正确．11.如图5所示为远距离输电示意图，电厂的发电机输出功率为100 kW ，输出电压U 1＝500 V ，升压变压器原、副线圈的匝数比为n 1∶n 2＝1∶20，输电线电阻为40 Ω，用户需要的电压U 4＝220 V ，变压器均为理想变压器．则( )图5A ．输电线上的输送电流为250 AB ．输电线上损失的电压为280 VC ．输电线上损失的电功率为4 kWD ．降压变压器的原、副线圈的匝数比为n 3∶n 4＝48∶11 答案 C解析 根据理想变压器原、副线圈两端的电压与匝数成正比，得U 1U 2＝n 1n 2，所以U 2＝U 1·n 2n 1＝10 000 V ，发电机的输出功率为100 kW ，所以有P 2＝P 1＝100 kW ，输电线中电流为I 2＝P 2U 2＝10 A ，选项A 错误；输电线上的电压损失U ′＝I 2r ＝400 V ，选项B 错误；输电线上损失的电功率为P ′＝I 22r ＝4 kW ，选项C 正确；U 3＝U 2－U ′＝9 600 V ，降压变压器原、副线圈的匝数比为n 3n 4＝U 3U 4＝48011，选项D 错误．12．如图6所示，某学校有一台应急备用发电设备，内阻不计．升压变压器原、副线圈的匝数比为n 1∶n 2＝1∶4，降压变压器原、副线圈的匝数比为n 3∶n 4＝4∶1，输电线总电阻为r ＝4 Ω，其他导线电阻可忽略不计．全校有22间教室，每间教室安装“220 V 40 W ”的电灯6盏，要求所有的电灯都正常发光，求：图6(1)输电线上的电流大小； (2)升压变压器的输入电压． 答案 (1)6 A (2)226 V解析 (1)所有电灯正常发光时消耗的功率为P 总＝40×6×22 W ＝5 280 W ＝P 4 由于灯正常发光，故降压变压器副线圈两端的电压U 4＝220 V 所以降压变压器原线圈两端的电压为 U 3＝n 3n 4U 4＝41×220 V ＝880 V则输电线上的电流为I 线＝P 3U 3＝P 4U 3＝5 280880 A ＝6 A(2)输电线上损失的电压为U 损＝I 线r ＝6×4 V ＝24 V 则升压变压器副线圈两端的电压为 U 2＝U 3＋U 损＝880 V ＋24 V ＝904 V 则升压变压器原线圈两端的电压为 U 1＝n 1n 2U 2＝14×904 V ＝226 V.13.风力发电作为新型环保能源，近年来得到了快速发展，如图7所示的风车阵中发电机输出功率为100 kW ，输出电压是250 V ，用户需要的电压是220 V ，输电线总电阻为10 Ω.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，求：图7(1)画出此输电线路的示意图；(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．答案(1)见解析图(2)1∶20240∶11(3)96 kW解析(1)输电线路示意图如图所示(2)输电线因发热而损失的功率为P损＝P×4%＝100 kW×4%＝4 kW.输电线电流I2＝P损R线＝4×10310A＝20 A.升压变压器输出电压U2＝PI2＝100×10320V＝5×103 V.升压变压器原、副线圈匝数比：n1 n2＝U1U2＝250 V5 000 V＝120.输电线上电压损失U损＝I2R线＝20×10 V＝200 V. 降压变压器原线圈两端电压U3＝U2－U损＝4 800 V.降压变压器原、副线圈匝数比：n3 n4＝U3U4＝4 800 V220 V＝24011.(3)用户得到的电功率P用＝P－P损＝96 kW.。
高中物理-远距离输电
远距离输电前面我们学习了电磁感应现象和交流电发电机，我们就可以大量地生产电能，以供民用和企业生产使用。
比如，葛洲坝电站通过发电机把水的机械能转化为电能，发电功率可达271.5万千瓦。
可这么多的电能当然要输到用电的地方去，下面我们来研究电能的输送有关知识。
电能的输送问题：发电站发出的电能是怎样输送到远方的呢？如：葛洲坝电站发出的电是怎样输送到武汉、上海等地的呢？答案是，通过电线输送的。
而且是，通过架设很高的（考虑危险性）、很粗的高压电线输送的，这是为什么呢？因为电能的输送电能损失很大。
电能为何损失呢？电能的输送电能损失如果不考虑升压变压器与降压变压器的使用，电能按照发电厂的电压进行输送，那么，最基本的输送电能模式如图所示：由于发电厂和用电端距离很远，比如陕北榆林发电供京津冀地区使用，线路特别长。
我们根据电阻与电阻率关系式：可知，总的电阻非常大，因此会有很大的能量（功率）损失，转化为电线上的焦耳热。
不难得出损耗的功率为：根据欧姆定律可知，输电线上还会有很大的电压降低。
输电要用导线，导线当然有电阻，如果导线很短，电阻很小可忽略，而远距离输电时，导线很长，电阻大不能忽略。
电流通过很长的导线要发出大量的热，如：河南平顶山至湖北武昌的高压输电线电阻约400欧，如果通的电流是100安，每秒钟导线发热就是400万焦耳。
这些热都散失到大气中，白白损失了电能。
所以，输电时，必须设法减小导线发热损失。
为什么采用高压输电问题：如何减小导线发热（能量消耗）呢？由焦耳定律的公式Q=I²Rt，减小发热Q有以下三种方法：一是减小输电时间t，二是减小输电线电阻R，三是减小输电电流I。
哪种方法能被实际使用呢？第一种方法等于停电，没有实际价值。
第二种方法从材料、长度、粗细三方面来说都有实际困难。
适用的超导材料还没有研究出来。
排除了前面两种方法，就只能考虑第三种方法了。
从焦耳定律公式Q=I²Rt可以看出，第三种办法是很有效的：电流减小一半，损失的电能就降为原来的四分之一。
高中物理选修3-2远距离输电..
答案： ABD
例3、（浙江卷）某水电站，用总电阻为2.5 Ω 的输 电线输电给500km外的用户，其输出电功率是 3×106KW。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2×105A 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 9×108KW D. 输电线上损失的功率为Δ P＝U2/r，U为输电电压， r为输电线的电阻
【答案】B
三. 远距离输电的结构
解远距离输电问题的基本方法: 中间突破, 两头发展 . 升压变压器 降压变压器 R线/2
I2
I3
I4
U1
I1
n1
n2 U2
U3
R线/2 P2 = P3 + P损
n3
n4
U4
用户
P1/ n2
P3 = P4
U 3 / U 4 = n 3 / n4
【答案】A
是不是输电电压越高越好？
电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建 设费用越高。实际输送电能时，要综合考虑，如输送 功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，要依 照不同情况选择合适的输电电压。并不是越高越好！
例2、（2009年广东物理）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．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越 好
远距离输电在输送功率不变的情况下,一般采用 高压输电，即:P=UI恒定, 提高输出电压,减小电 流(I=P/U), 达到减小电能和电压损耗的目的.
【电路】高中物理电路经典例题(word版可编辑修改)
∙【电路】高中物理电路经典例题(word版可编辑修改)∙∙∙编辑整理：∙∙∙∙∙尊敬的读者朋友们：∙这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（【电路】高中物理电路经典例题(word版可编辑修改)）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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∙如图所示，把两相同的电灯分别拉成甲、乙两种电路，甲电路所加的电压为8V，乙电路所加的电压为14V。
调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的电功率分别为P甲和P乙，下列关系中正确的是（ a ）A．P甲＞ P乙B．P甲＜P乙C．P甲 = P乙D．无法确定P=知，电路的总功率减小，1。
∶1 D.(-1P1=I2R2=消耗的功率R1=(-1所以，故选项灯泡的电阻闭合电路欧姆定律典型例题［例1] 电动势和电压有些什么区别？[答] 电动势和电压虽然具有相同的单位，但它们是本质不同的两个物理量。
（1)它们描述的对象不同:电动势是电源具有的，是描述电源将其他形式的能量转化为电能本领的物理量，电压是反映电场力做功本领的物理量.（2）物理意义不同：电动势在数值上等于将单位电量正电荷从电源负极移到正极的过程中，其他形式的能量转化成的电能的多少；而电压在数值上等于移动单位电量正电荷时电场力作的功,就是将电能转化成的其他形式能量的多少。
它们都反映了能量的转化，但转化的过程是不一样的。
［例2］电动势为2V的电源跟一个阻值R=9Ω的电阻接成闭合电路，测得电源两端电压为1.8V,求电源的内电阻（见图）。
[分析］电源两端的电压就是路端电压，由于外电路仅一个电阻，因此也就是这个电阻两端的电压.可由部分电路欧姆定律先算出电流，再由全电路欧姆定律算出内电阻。
高中物理【变压器 远距离输电】知识点、规律总结
二、电能的输送 如图所示，若发电站输出电功率为 P，输电电压为 U，用户得到的电功率为 P′，用 户的电压为 U′，输电线总电阻为 R.
3．掌握一个能量守恒定律 发电机把机械能转化为电能，并通过导线将能量输送给线圈 1，线圈 1 上的能量就 是远程输电的总能量，在输送过程中，先被输送回路上的导线电阻损耗一小部分，剩余 的绝大部分通过降压变压器和用户回路被用户使用消耗，所以其能量关系为 P1＝P ＋ 线损 P 用户．
考点四 三种特殊的变压器
(1)无漏磁，故原、副线圈中的 Φ、ΔΔΦt 相同．
(2)线圈无电阻，因此无电压损失，U＝E＝nΔΔΦt .
(3)根据Un＝ΔΔΦt 得，套在同一铁芯上的线圈，无论是原线圈，还是副线圈，该比例都
成立，则有Un11＝Un22＝Un33＝…
2．关于理想变压器的四点说明 (1)变压器不能改变直流电压． (2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率． (3)理想变压器基本关系中的 U1、U2、I1、I2 均为有效值． (4) P 入＝P 出，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于输出功率之和．
1．输出电流 I＝UP＝UP′′＝U－RU′.
2．电压损失 (1)ΔU＝U－U′. (2)ΔU＝__I_R___ . 3．功率损失 (1)ΔP＝P－P′. (2)ΔP＝__I_2R____＝UP2R .
4．减少输电线上电能损失的方法 (1)减小输电线的电阻 R.由 R＝ρSl 知，可加大导线的_横__截__面__积___、采用_电__阻__率__小___ 的材料做导线． (2)减小输电线中的电流．在输电功率一定的情况下，根据 P＝UI，要减小电流，必 须提高_输__电__电__压___．
高中物理之电能的输送(远距离输电)知识点
高中物理之电能的输送（远距离输电）知识点1电路中电能损失电线上的功率损耗为P=I2R①可以通过两个途径减小输电损失。
减小输电线的电阻，应选用电阻率小的金属材料，还要尽可能的增大导线的横截面积。
②减小输电线中的电流。
，U必须是降在导线上的电压，电压不能用输电电压来计算。
2远距离输电一定要画出远距离输电的示意图来，包括发电机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻。
并按照规范在图中标出相应的物理量符号。
一般设两个变压器的初、次级线圈的匝数分别为也应该采用相应的符号来表示。
从图中应该看出功率之间的关系是电压之间的关系电流之间的关系可见其中电流之间的关系最简单，中只要知道一个，另两个总和它相等。
因此电流往往是这类问题的突破口。
输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。
分析和计算时都必须用，而不能用。
分析输电线上的功率损失，由此得出结论：⑴减少输电线功率损失的途径是提高输电电压或增大输电导线的横截面积，当然选择前者。
⑵若输电线功率损失已经确定，那么升高输电电压能减小输电线截面积，从而节约大量金属材料和架设电线所需的钢材和水泥，还能少占用土地。
需要引起注意的是课本上强调：输电线上的电压损失，除了与输电线的电阻有关，还与感抗和容抗有关。
当输电线路电压较高、导线截面积较大时，电抗造成的电压损失比电阻造成的还要大。
规律方法一、解决变压器问题的常用方法解题思路1电压思路.变压器原、副线圈的电压之比为U1/U2=n1/n2;当变压器有多个副绕组时U1/n1=U2/n2=U3/n3=……解题思路2功率思路.理想变压器的输入、输出功率为P入=P出，即P1=P2；当变压器有多个副绕组时P1=P2+P3+……解题思路3电流思路.由I=P/U知，对只有一个副绕组的变压器有I1/I2=n2/n1;当变压器有多个副绕组时n1I1=n2I2+n3I3+……解题思路4（变压器动态问题）制约思路（1）电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n1/n2）一定时，输出电压U2由输入电压决定，即U2=n2U1/n1，可简述为“原制约副”。
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一、 输电过程(如图所示)第四节 远距离输电二、输送电流 P U －U ′ (1)I＝ ；(2)I ＝ . U R三、输电导线上的能量损失和电压损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为 Q ＝I 2Rt .1、电压损失 ：(1)ΔU ＝U －U ′；(2)ΔU ＝IR .P2、 功率损失：(1)ΔP ＝P －P ′；(2)ΔP ＝I 2R ＝( )2R U3、 降低输电损耗的两个途径l (1) 减小输电线的电阻，由电阻定律 R ＝ρ 可知，在输电距离一定的情况下，为了减小电阻， S应采用电阻率小的材料，也可以增加导线的横截面积．(2) 减小输电导线中的输电电流，由 P ＝UI 可知，当输送功率一定时，提高输电电压，可以减小输电电流．四、 远距离输电的处理思路对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”，或按从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析．五、 远距离高压输电的几个基本关系(以图为例)(1)功率关系：P 1＝P 2，P 3＝P 4，P 2＝P 损＋P 3.U 1 n 1 I 2 U 3 n 3 I 4 (2)电压、电流关系： ＝ ＝ ， ＝ ＝ ，U 2＝ΔU ＋U 3，I 2＝I 3＝I 线．U 2 n 2 I 1 U 4 n 4 I 3P 2 P 3 U 2－U 3 (3) 输电电流：I 线＝ ＝ ＝ . U 2 U 3R 线 P 2(4) 输电线上损耗的电功率：P损U 2在远距离输电问题中，计算线路功率的损耗时 应用 P 损＝I 线2 R 线，其原因是 I 线可以由公式 P 输 U 线2 入＝I 线U 输入求出，而 P 损＝U 线I 线和 P 损＝ 则不常用，其原因是在一般情况下，U 线不易求出， R 线且易将 U 线和 U 输入相混而造成错误． 典例分析：例 1、中国已投产运行的 1 000 kV 特高压输电，是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原来用 500 kV 的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用 1 000 kV 特高压输电，不考虑其他因素的影响．则( )A．送电电流变为原来的2 倍B．输电线上降落的电压将变为原来的2 倍1 1C．输电线上降落的电压将变为原来的D．输电线上损耗的电功率将变为原来的2 2 例2、在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S，总长度为l，输电线损失的电功率为P′，用户得到的电功率为P 用，则下列关系式中正确的是( )U2S P2ρl U2S Pρl A．P′＝B．P′＝C．P 用＝P－D．P 用＝P(1－) ρl U2S ρl U2S例 3、远距离输送一定功率的交变电流，若输送电压升高为原来的n 倍，关于输电线上由电阻造成的电压损失和功率损失的说法中，正确的是( )A．输电线上的电功率损失是原来的1/n；B．输电线上的电功率损失是原来的1/n2；C．输电线上的电压损失是原来的1/n；D．输电线上的电压损失是原来的n 倍例4、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例 5、一座小型发电站的输出功率是 20 kW，输电线路总电阻是5 Ω.(1)若输电电压是 400 V，输电线路损耗的功率是多少？(2)若改用 5000 V 高压输电，用户端利用n1∶n2＝22∶1的变压器降压，用户得到的电压是多少？例6、一台发电机输出的电功率为 100kw，输出电压为 250v，先欲向远处输电，若输电线总电阻为8Ω，要求输电时输电线上损失的电功率不超过输送电功率的 5%，要向用户输送 200v 电压，求：（1）试画出这次输电线路的示意图；（2）输电所需升压变压器和降压变压器的原副线圈的匝数之比分别是多少？（3）用户得到的电功率是多少？课堂针对练习：1、在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么( )A．输电线路上损失的电压与输送电流成正比B．输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大C．输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比D．输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比2、通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U 保持不变，输电线路的总电阻为R.当副线圈与原线圈的匝数比为k 时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈P2的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2，则P1和分别为( )P1PR 1 P 1 PR 1 P 1A. ，B．( )2R， C. ，D．( )2R，kU n kU n kU n2kU n23、某发电厂原来用 11kV 的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到 220kV 输电，输送的电功率都是P，若输电线路的电阻为R，则下列说法中正确的是（）A.据公式I =P /U ，提高电压后输电线上的电流降为原来的 1/20B.据公式I =U / R ，提高电压后输电线上的电流增为原来的 20 倍C.据公式P =I 2R ，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的 1/400D.据公式P =U 2 / R ，提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的 400 倍4、为消除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰．若在正常供电时，高压线上送电电压为U，电流为I，热耗功率为P；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9P，则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)( )1 A．输电电流为3I B．输电电流为9I C．输电电压为3U D．输电电压为U35、有一台内阻为1Ω的发电机，供给一个学校用电，升压变压器的匝数比1 : 4 ，降压变压器的匝数比4 :1，输电线总电阻是4Ω，全校共有 22 个教室，每个教室有“220V 40W”的电灯 6 盏，若要保证全部电灯正常发光，则：（1）发电机的输出功率应是多大？（2）发电机的电动势是多大？（3）输电效率是多大？6、在离用电单位的较远处建了一座小型的水电站，发电机输出功率为 5kW，输出电压为 220V，输电线的电阻12Ω，允许输电线路损耗功率为输送功率的 6%，用电单位所需的电压为 220V，根据上述条件：（1）画出供电的电路示意图；（2）计算所用的升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比各是多少？（设变压器为理想变压器）课后巩固练习：1、关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是( )10 A. 由功率 P ＝U 2/R ，应降低输电电压，增大导线电阻B. 由 P ＝IU ，应低电压小电流输电C. 由 P ＝I 2R ，应减小导线电阻或减小输电电流D. 上述说法均不对2、一小水电站，输出的电功率为 20kW ，输电线总电阻为0.5Ω ，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. 减小 50WB. 减少 1200WC. 减少7.68 ⨯106 WD. 增大7.68 ⨯106 W3、发电厂发电机的输出电压为 U 1，发电厂至用户的输电导线的总电阻为 R ，通过输电导线的电流为 I ，输电线末端的电压为 U 2，下面选项表示输电导线上损耗的功率的是( ) U 12 U 1－U 2 2 A. B . C ．I 2R D ．I (U 1－U 2) R R4．远距离输电，原来用电压 U 0 输电，在输电线上损失的电功率为 P 0，现在要使输电线上损失的电功率减少到原来的 1/10，则输电电压应为( )A ．100 U 0B . U 0C ．U 0/10D ．U 0/1005、水电站向小山村输电，输送电功率为 50 kW ，若以 1100 V 送电，则线路损失为 10 kW ，若以3300 V 送电，则线路损失可降为( )A ．3.3 kWB ．1.1 kWC ．30 kWD ．11 kW6、某水电站，用总电阻为 2.5 Ω的输电线输电给 500 km 外的用户，其输出电功率是 3×106 k W ，现用 500 kV 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 2.0×105 AB. 输电线上由电阻造成的损失电压为 15 kVC. 若改用 5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为 9×108 kWD ．输电线上损失的功率为ΔP ＝U 2/r ，U 为输电电压，r 为输电线的电阻7、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 U=380V.(1)画出输电线路的示意图（标明各部分的符号）（2） 所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少？（使用的变压器是理想变压器）8、小型水利发电站的发电机输出功率为 24.5 kW ，输出电压为 350 V ，输电线总电阻为 4Ω，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的 5%，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为 220 V ，所以在用户处需安装降压变压器．输电电路图如图所示，求：(1) 输电线上的电流．(2) 升压变压器的原、副线圈的匝数之比． (3)降压变压器的原、副线圈的匝数之比．。