2017-2018学年高中物理 模块专题复习 专题七 电能的输送学案 新人教版选修3-2

专题七 电能的输送一、输电线路上的损失1.功率损失设输电电流为I，输电线电阻为R线，则输电线上的功率损失为PI2R线，所以减小输电线上功率损失有两个思路：(1)减小输电线的电阻R线：由R线知，在l保持不变的情况下，可以减小，增大S.(2)减小输电电流I：由PUI得，在输送功率一定的情况下，提高输电电压，可减小输电电流.2.电压损失输电线路始端电压U跟末端电压U的差值，称为输电线路上的电压损失，UUUIR线R线，所以减少输电线上电压损失有两个方法：(1)减小输电线的电阻；(2)提高输送电压.复习过关1.(多选)在电能输送过程中，若输送的电功率一定，则在输电线上损耗的功率()A.随输电线电阻的增大而增大B.和输送电压的平方成正比C.和输送电压的平方成反比D.和输电线上电流强度的平方成正比答案ACD2.夏季来临，空调、冷风机等大功率用电器使用增多，用户消耗的功率增大.如图1所示，已知发电厂的输出电压U1和输电线的电阻、理想变压器匝数比均不变，则下列说法正确的是()图1A. 变压器的输出电压U2增大，且U2U1B. 变压器的输出电压U4增大，且U4U3C. 输电线损耗的功率占总功率的比例减小D. 输电线损耗的功率增大答案D解析由于发电厂的输出电压U1和输电线的电阻、理想变压器匝数比不变，变压器的输出电压U2不变，A项错误；大功率用电器使用增多，用户消耗的功率增大，输电线电流I2增大，输电线损耗的功率P损IR增大，输电线损耗的电压U损I2R增大，降压变压器的输入电压U3U2U损减小，降压变压器的输出电压U4减小，B项错误，D项正确；由可知，输电线损耗的功率占总功率的比例增大，C项错误.3.(多选)某发电站采用高压输电向外输送电能.若输送的总功率为P0，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.输电线上的电流为B.输电线上的电流为C.输电线上损失的功率为D.输电线上损失的功率为答案BD解析根据PUI得，输电线上的电流I，只有当U是输电线上损失的电压时，可以用电流I得出输电线上的电流，然而此处U为输电电压，故A错误，B正确；输电线上损耗的功率PI2R，故C错误，D正确.4.某水电站，用总电阻为2.5 的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3106 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2.0105 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9108 kWD.输电线上损失的功率为P，U为输电电压，R为输电线的电阻答案B解析输电线上电流I6103 A，A错.输电线上由电阻造成的损失电压U损IR61032.5 V1.5104 V，B正确.若改用5 kV电压输电，则输电线上损失功率PI2RR22.5 W91011 W，可见输电线损失功率超过输出功率，不符合实际情况，C错误.输电线损失功率P，U为输电线上的电压降，而不是输电电压，故D错误.二、远距离输电问题的分析1.远距离高压输电的几个基本关系(以图2为例)：图2(1)功率关系：P1P2，P3P4，P2P损P3.(2)电压、电流关系：，U2UU3，I2I3I线.(3)输电电流：I线.(4)输电线上损耗的功率.P损I线UIR线2R线.当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减少到原来的.2.远距离输电问题的分析步骤：(1)画出输电线路图，将已知量和未知量标在图中相应位置.(2)将输电线路划分为几个独立回路.(3)根据串并联电路特点、欧姆定律、电功率公式等确定各部分回路物理量之间关系.(4)根据升压、降压，原、副线圈的电压、电流关系和功率关系列式求解.复习过关5.如图3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，发电厂的输出电压及输电线的电阻均不变.在用电高峰期，随着发电厂输出功率的增大，下列说法正确的有()图3A.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不变答案C解析发电厂输出功率的增大，升压变压器的输出电压不变，由于输电线电流增大，输电线损失电压增大，降压变压器的输出电压减小，选项A、B错误，C正确；输电线上损耗的功率占总功率的比例增大，选项D错误.6.(多选)某小型水电站的电能输送示意图如图4所示，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电.已知输电线的总电阻为R，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为41，降压变压器副线圈两端交变电压u220sin(100t) V，降压变压器的副线圈与阻值R011 的电阻组成闭合电路.若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是()图4A.通过R0电流的有效值是20 AB.降压变压器T2原、副线圈的电压比为41C.升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压D.升压变压器T1的输出功率大于降压变压器T2的输入功率答案ABD解析降压变压器副线圈两端交变电压有效值为220 V，负载电阻为11 ，所以通过R0电流的有效值是20 A，A正确；降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为41，所以T2原、副线圈的电压比为41，B正确；升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压加上输电线上损失的电压，C错误，D正确.7.如图5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，用电阻为3 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5A.输电线上的损失功率为300 WB.升压变压器的匝数比为1100C.输电线上的电流为100 AD.降压变压器的输入电压为4 700 V答案A解析输电线上的损失功率为0.6%50 kW300 W，选项A正确.由I2r300 W可得输电线上电流I10 A，升压变压器副线圈电压为5 000 V，升压变压器的匝数比为110，选项B、C错误.输电线损失电压为Ir30 V，降压变压器的输入电压为4 970 V，选项D错误.8.一台发电机最大输出功率为4 000 kW，输出电压的有效值为4 000 V，经变压器T1升压后向远方输电.输电线路总电阻R1 k.到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V,60 W).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T1和T2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，求：(1)T1和T2的变压比分别为多少？(2)有多少盏灯泡可正常发光？答案(1)(2)6104盏解析画出远距离输电线路示意图，如图所示.(1)T1原线圈上的电流I1，可得I11 000 A输电线路上消耗的功率为PIR400 kW，可得输电线上的电流为I220 AT1的变压比为T1副线圈两端的电压为U2200 kV输电线上的电压损失为UI2R20 kV所以，降压变压器T2原线圈两端电压为U3U2U180 kV故T2的变压比为.(2)据降压变压器T2的功率关系，有U3I260n，解得n6104盏.6