第五章交變電流第5節(jié)電能的輸送

日照實驗高級中學(xué)2018日照實驗高級中學(xué)2018級物理導(dǎo)學(xué)案 編寫：宋明文審核：陳猛#1400D?根據(jù)公式1400D?根據(jù)公式P損=R，提高電壓后輸電線上的功率損失增大為原來的400倍C.根據(jù)公式P損=i2r=^R,提高電壓后輸電線上的功率損失減為原來的7.遠(yuǎn)距離輸電時，輸送的電功率為 P,輸送電壓為U，所用導(dǎo)線的電阻率為 p橫截面積為S,總長度為L,輸電線損失的電功率為,UL,輸電線損失的電功率為,U2SA.P'= B.pL2U2SC.P用=P— D.P',用戶得到的電功率為P用，貝UP'、P用的關(guān)系式正確的是（）&如圖所示，發(fā)電站通過升壓變壓器、輸電導(dǎo)線和降壓變壓器把電能輸送到用戶 （升壓變壓器和降壓變壓器都可視為理想變壓器），若發(fā)電機(jī)的輸出功率是100kW，輸出電壓是250V，升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為1:25,（1）求升壓變壓器的輸出電壓和輸電導(dǎo)線中的電流；⑵若輸電導(dǎo)線中的電功率損失為輸入功率的 4%,求輸電導(dǎo)線的總電阻和降壓變壓器原線圈兩端的電壓.9?如圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，發(fā)電機(jī)的輸出電壓=叫：門3?當(dāng)用戶用電器的總電阻減少時 （）A?Ul:U2=U4:U3B.用戶的電壓U4增加輸電線上的損失功率增大用戶消耗的功率等于發(fā)電機(jī)的輸出功率Ui和輸電線的電阻、理想變壓器匝數(shù)均不變，且 ni：n210?在如圖所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說法中正確的有（）A?升壓變壓器的輸出電壓增大B?降壓變壓器的輸出電壓增大C.輸電線上損耗的功率增大D.輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大11?某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示,發(fā)電機(jī)通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電.已TOC\o"1-5"\h\z知輸電線的總電阻為R,降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為 4：1,降壓變壓器副線圈兩端交變電壓 u=2202sin（100nV，降壓變壓器的副線圈與阻值 Ro=11Q的電阻組成閉合電路. 若將變壓器視為理想變壓器，則下列說法中正確的是 （ ）A.通過R0的電流有效值是20AB.降壓變壓器T2原、副線圈的電壓比為 4：1C.升壓變壓器T1的輸出電壓等于降壓變壓器 T2的輸入電壓D.升壓變壓器T1的輸出功率大于降壓變壓器 T2的輸入功率12?圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器 T的原、副線圈匝數(shù)分別為m、n2,在T的原線圈兩端接入一電壓u=Umsinst勺交流電源，若輸送電功率為 P,輸電線的總電阻為2r，不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率為 （ ）Um)2C.4r13?某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓為器原、副線圈匝數(shù)分別為 n「門2,降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為使額定電壓為220V的用電器正常工作，則（ ）200V,輸電線總電阻為r，升壓變壓門3、n4（變壓器均為理想變壓器）?要n2n3>—n1n4n2—<n3n1n4升壓變壓器降壓變壓器C.升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓D?升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率14?風(fēng)力發(fā)電作為新型環(huán)保能源，近年來得到了快速發(fā)展，如圖所示的風(fēng)車陣中發(fā)電機(jī)輸出功率為 100kW,輸出電壓是250V，用戶需要的電壓是220V，輸電線總電阻為10Q若輸電線因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的4%，試求：（1）畫出此輸電線路的示意圖；⑵在輸電線路中設(shè)置的升、降壓變壓器原、畐U線圈的匝數(shù)比;（3）用戶得到的電功率.第五章交變電流第5節(jié)電能的輸送答案例1解析P例1解析P(1)由p=ui得I=u85X10W52X10V=2500A輸電線上損失的功率 AP=I22r=25002x2X10W=1.25X108W8損失功率與輸出功率之比為△P1.25X10W1損失功率與輸出功率之比為—8—P5X10W4(3)將電壓升高至50萬伏時，I'5X108W55(3)將電壓升高至50萬伏時，I'5X108W55X10V—1000A輸電線上損失的功率△P'—I'22r—10002X2X10W—2X107W損失功率與輸出功率之比為△P' 2X107W18P5X10W25'O-塩電機(jī)A練習(xí)1解析輸電線功率損耗2 U線2P損—IR線= —IU線，R線其中U線一UlU2,故B、C、D正確.2提示P損一I2r—旦丄—△UI.必須注意式中△U為輸電線路上的電壓損失，而不是輸電電壓.r例2解析(1)線路示意圖如圖甲所示.⑵由圖甲可知，升壓變壓器副線圈兩端的輸出電壓 U2—鶯山—2200V.據(jù)理想變壓器P入—P出，則升壓P44X103變壓器副線圈的輸出電流 I2———"2莎A—20A，輸電線上的功率損失和電壓損失分別為22P損—I2R線—20X0.2W—80W,U損—I2R線—20X0.2V—4V.所以降壓變壓器原線圈的輸入電壓和電流分別為u3—u2—U損一2200V—4V—2196V,I3—I2—20A.降壓變壓器副線圈的輸出電壓和電流分別為n4 1U4—n；U3—10X2196V—219.6V,14——13—10X20A—200A.n4用戶得到的功率為P4—U4I4—219.6X200W—4.392X104W.若直接給用戶供電，線路示意圖如圖乙所示，

則輸電電流I'3P44X10=U1= 220A=200A.輸電線路上的電壓損失△U'=rR線=200X0.2V=40V.所以用戶得到的電壓u2'=U1-AU?=220V—40V=180V.用戶得到的功率為P'=U2‘I'=180X200W=3.6X104W.練習(xí)2解析輸電線上損失功率為卩損=PX0.6%=50kWX0.6%=300W,A項正確；輸電線上的電流為A=10A,升壓變壓器副線圈兩端的電壓為350XA=10A,升壓變壓器副線圈兩端的電壓為350X1010-3V=5X10V,由P損=|2rP損=|2r知，輸電線上損耗的功率增大，根據(jù) AU=IrU1不變，則升壓變壓器的輸出電壓 U2不變，降壓變壓器的輸入電壓U3變小，用戶的電壓U4減小，故B錯誤,心P損山2丿「PC正確.-p=P=up2r，輸送電壓U2不變，線TOC\o"1-5"\h\zn1 1-=,B項錯誤；輸電線上損失的電壓為U損=I2R=10X3V=30V，降壓變壓器輸入電壓為U3=5000Vn2 10—30V=4970V,C項正確.由也=色得，史~22.6,D項錯誤.U4n4 n4第五章交變電流第5節(jié)電能的輸送課后練習(xí)答案解析根據(jù)P=UI可得1=U，則輸電線路上損失的功率 AP=i2r= 輸送電壓提高到原來的 10倍，則損失的功率變?yōu)樵瓉淼膩A,B正確.100解析輸電功率P=UI,U為輸電電壓，I為輸電線路中的電流，輸電線路損失的功率為 P損=|2R,R為輸電線路的電阻，即p損=u2r,當(dāng)輸電功率一定時，輸電線路損失的功率減小為原來的 4則輸電電壓為原來的2倍，即為440kV,故選項C正確.解析根據(jù)^=n^ U4= 以及n1 ： n2=n4： n3,知U1： U2=U4 ： U3,故A正確.用戶用電器總功率增大時，輸送功率變大，輸電線上的電流增大，根據(jù)知，輸電線上的電壓損失變大；發(fā)電機(jī)的輸出電壓路電阻r不變，所以損耗功率占總功率比例增大，故 D正確.W損4800解析 （1）輸電線上損失的功率 P損=三=24kW=200kW輸電線上的電流1=-=100A由輸電線上損失的功率 P損=I2r得輸電線的總電阻r=20Q輸電線上損失的電壓U損=Ir=2000V

(2)由題意知損失功率由P損’=I'2r得輸電線上的電流I'P損'=PX(2)由題意知損失功率由P損’=I'2r得輸電線上的電流I'P損'=PX1.6%=8kW=20AP輸送電壓U'=p-=25kV輸電線上損失的電壓U損’=I'r=400V.5.解析輸電線路原理圖如圖所示(1)升壓變壓器副線圈兩端的電壓n2Uj=2500V.ni(2)輸電導(dǎo)線上的電流P21早=200AU2輸電導(dǎo)線上的功率損失2P損=12r線=60kW用戶得到的功率P用=Pi—P損=440kW輸電導(dǎo)線上的電壓△U=Dr線=300V降壓變壓器原線圈兩端的電壓U3=U2—AU=2200V降壓變壓器原、畐U線圈的匝數(shù)比為n3=也=10：1.n4U4第五章交變電流第5節(jié)電能的輸送課后提高練習(xí)答案1.C2.C22 P輸2 AU損ACD解析：由損失功率公式卩損=IR線=R線='U輸, R線解析：設(shè)輸送功率為 P,則P0=(f)2R線，0.01P0=￡)2R線，所以U=10U0.225?解析：高壓線上的熱耗功率為 A=IR線①若熱耗功率變?yōu)?A，則9AP=I2R線②一一1由①②得I'=3I,A對.又輸送功率不變， P=UI=U1',得U'=-U，所以D對?答案ADAC解析：輸電線上電流為1=P，也可以用1=晉來表示，其中AU為輸電線上電阻R兩端的電壓，而U R22不是輸送電壓，故A正確，B錯誤；輸電線上的功率損失為 卩損=l2R=^R,C正確；如果用P損=U，則U RU應(yīng)為R兩端的電壓AU，故D錯誤.2BD解析：輸電線電阻R=￡,輸電電流1=￡，故輸電線上損失的電功率為 P'=I2R=(P)2pS=PgL

用戶得到的功率為p用=p—p=p(i—Up).8(1)6250V16A(2)15.625Q6000VU1n1II3n3 _, AC解析：根據(jù)亍二一，7；-=以及山：門2=%：n3,知U1:6=U4:U3，故A正確.U2n2U4n4用戶用電器總電阻減小，則電流增大，所以輸電線上的電流增大，根據(jù) P損=i2r知，輸電線上損耗的功率增大，根據(jù)AU=IR知，輸電線上的電壓損失變大，發(fā)電機(jī)的輸出電壓不變，則升壓變壓器的輸出電壓不變，降壓變壓器的輸入電壓變小，用戶的電壓 U4減小，故C正確，B錯誤?用戶消耗的功率等于發(fā)電機(jī)的輸出功率與輸電線上損失的功率之差，故 D錯誤.CD解析：發(fā)電廠的輸出電壓不變，升壓變壓器的輸入電壓不變，輸出電壓不變，選項 A錯誤；隨著(AJ=(AJ=IR)增大，降壓變壓器的輸入電壓減小，降壓變壓器的輸出電壓減小，選項B錯誤；隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，輸電線中電流增大，輸電線上損耗的功率(A=I2線上損耗的功率(A=I2R)增大，選項C正確；輸電線上損耗的功率AP=IR=U輸R,輸電線上損耗的功率占總功率的比例AP R芮率占總功率的比例AP R芮=甘P輸，選項D正確.11.ABD解析：降壓變壓器副線圈兩端交變電壓有效值為11.ABD解析：降壓變壓器副線圈兩端交變電壓有效值為R0的電流的有效值是20A，故A正確；因為降壓變壓器220、2.2V=220V，負(fù)載電阻為11Q所以通過T2的原、畐U線圈匝數(shù)之比為 4：1,所以原、畐U線圈的電壓之比為4：1,故B正確；由于輸電線有電阻導(dǎo)致降壓變壓器 T2的輸入電壓低于升壓變壓器T1的輸出電壓，故C錯誤；升壓變壓器T1的輸入與輸出功率相等，降壓變壓器 T2的輸入與輸出功率也相等,但升壓變壓器T1的輸出功率大于降壓變壓器 T2的輸入功率，原因是輸電線上電阻消耗功率，故 D正確.C解析：原線圈電壓的有效值： U1=黑，根據(jù)U1=半可得U2=謄丿U2，又因為是理想變壓器，所以PT的副線圈的輸出功率等于原線圈的輸入功率 P，所以輸電線上的電流1=-，輸電線上損失的電功率為P=I22r=4r*2Up2，所以C正確，A、B、D錯誤.AD解析：由于輸電線上的電壓損失，故升壓變壓器的輸出電壓大于降壓變壓器的輸入電壓，故選項C錯誤；由于輸電線上的功率損耗，故升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率， 故選項D正確~蟲，山=蟲，因為U1=200V<U4=220V，U2>U3=U2—U線，故生>広，A正確.n1U4n4 n1n4解析(1)如圖所示(