湖南省邵陽市隆回縣萬和實驗學校高中物理 5.5 電能的輸送學案（無答案）新人教版選修3-2

1、 5.5 電能的輸送 導學案【學習目標】1知道什么是輸電導線上的功率損失和如何減少功率損失2知道什么是輸電導線上的電壓損失和如何減少電壓損失3理解為什么遠距離輸電要用高壓【學習重點和難點】重點：理解減少電能損失的兩條途徑。 難點：遠距離輸電回路的分析?！咀灾鲗W習】一、降低輸電損耗的兩個途徑1輸送電能的基本要求(1)可靠：保證供電線路可靠地工作，少有故障(2)保質(zhì)：保證電能的質(zhì)量 和 穩(wěn)定(3)經(jīng)濟：輸電線路建造和運行的費用低、電能損耗少2降低輸電損耗的兩個途徑(1)輸電線上的功率損失：P ，I為輸電電流，r為輸電線的電阻(2)降低輸電損耗的兩個途徑減小輸電線的 ：在輸電距離一定的情況下，為了減

2、小 ，應當選用 的金屬材料，還要盡可能增加導線的 減小輸電導線中的 ：為減小輸電 ，同時又要保證向用戶提供一定的電功率，就要提高輸電 二、電網(wǎng)供電1遠距離輸電基本原理：遠距離輸電的基本電路，如圖所示在發(fā)電站內(nèi)用 變壓器 ，然后進行遠距離輸電，在用電區(qū)域通過 變壓器降壓降到所需的電壓2電網(wǎng)：通過輸電線、變電站，將許多電廠和廣大用戶連接起來，形成的全國性或地區(qū)性的輸電網(wǎng)絡3電網(wǎng)送電的優(yōu)點(1)降低一次能源的運輸成本，獲得最大經(jīng)濟效益(2)減少 的風險，調(diào)濟不同地區(qū)電力供需的平衡，保障供電的 (3)合理調(diào)度電力，使電力的供應更加可靠，質(zhì)量更高 【精講點撥】一、輸電電壓與損失電壓、輸送功率與損失功率概

3、念分析遠距離輸電原理示意圖及輸電過程(如上圖所示)1輸電(送)電壓是指加在高壓輸電線始端的電壓，即升壓變壓器的輸出電壓U2.2損失電壓是指降落在輸電線路上的電壓，即U=U線=I線R線輸電導線有電阻，電流通過輸電導線時，會在線路上產(chǎn)生電勢降落，致使輸電線路末端的電壓U3比起始端電壓要低，這就是輸電線路上的電壓損失UU2U3.對于交流輸電線路來說，造成電壓損失的原因既有電阻又有感抗和容抗其中電阻造成的電壓損失U=U線=I線R線高中階段在計算中只考慮輸電線路電阻所造成的電壓損失例、隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對能源的需求也日益擴大，節(jié)能變得越來越重要某發(fā)電廠采用升壓變壓器向某一特定用戶供電，用戶通過降壓

4、變壓器用電，若發(fā)電廠輸出電壓為U1，輸電導線總電阻為R，在某一時段用戶需求的電功率為P0，用戶的用電器正常工作的電壓為U2.在滿足用戶正常用電的情況下，下列說法正確的是()A輸電線上損耗的功率為 B輸電線上損耗的功率為C若要減少輸電線上損耗的功率可以采用更高的電壓輸電 D采用更高的電壓輸電會降低輸電的效率二、如何分析遠距離輸電回路1解決遠距離輸電問題時，應首先畫出輸電的電路圖，如圖所示，并將已知量和待求量寫在電路圖的相應位置2電路被劃分為幾個獨立的回路，在每個回路中，變壓器的原線圈是回路的用電器，而相應的副線圈是下一個回路的電源，每個回路均可以應用閉合電路歐姆定律，串、并聯(lián)電路規(guī)律，而變壓器的

5、電壓、電流、功率關(guān)系是聯(lián)系不同回路的橋梁(1)第一個回路： I1I機 ， U1U機 ， P1P機 ， P1U1I1(2)第二個回路：電流關(guān)系：I2I線I3 電壓關(guān)系：U2UU3 功率關(guān)系：P2PP3P3U3I3 ， P2U2I2(3)第三個回路：I4I用， U4U用， P4P用， P4U4I4(4)第一個回路與第二個回路之間 P1P2(5)第二個回路與第三個回路之間 P3P4例、如圖所示，學校有一臺應急備用發(fā)電機，內(nèi)阻為r1，升壓變壓器匝數(shù)比為n1n214，降壓變壓器的匝數(shù)比為n3n441，輸電線總電阻為R線4，全校有22間教室，每間教室安裝“220 V,40 W”的電燈6盞，要求所有的電燈都

6、正常發(fā)光，求：(1)輸電線上損耗的電功率P損多大？(2)發(fā)電機的電動勢E多大？【典例剖析】例1、某小型實驗水電站輸出功率是20 kW，輸電線路總電阻是6 .(1)若采用380 V輸電，求輸電線路損耗的功率和用戶得到的電壓(2)若改用5 000 V高壓輸電，用戶端利用n1n2221的變壓器降壓，求用戶得到的電壓【跟蹤發(fā)散】 (2010福建理綜)中國已投產(chǎn)運行的1 000 kV特高壓輸電是目前世界上電壓最高的輸電工程假設甲、乙兩地原來用500 kV的超高壓輸電，輸電線上損耗的電功率為P.在保持輸送電功率和輸電線電阻都不變的條件下，現(xiàn)改用1 000 kV特高壓輸電，若不考慮其他因素的影響，則輸電線上

7、損耗的電功率將變?yōu)?)AB C2P D4P例2、一座小型水電站，水以3 m/s的速度流入水輪機，而以1 m/s 的速度流出，流出水位比流入水位低1.6 m，水的流量為1 m3/s，如果水流損失的機械能有75%供給發(fā)電機求：(g取10 m/s2)(1)若發(fā)電機效率為80%，則發(fā)電機的輸出功率為多大；(2)若發(fā)電機的輸出電壓為240 V，輸電線的總電阻 ，允許損失的電功率為輸出功率的5%，用戶所需電壓為220 V，則在送電過程中所用的升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比各是多少【跟蹤發(fā)散】某發(fā)電站的輸出功率為104 kW，輸出電壓為4 kV，通過理想變壓器升壓后向80 km遠處用戶供電已知輸電

8、線的電阻率2.4108 m，導線橫截面積為1.5104 m2，輸電線路損失的功率為輸出功率的4%，求：(1)升壓變壓器的輸出電壓；(2)輸電線路上的電壓損失【達標檢測】1下列關(guān)于電能輸送的說法正確的是()A輸送電能的基本要求是可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟B減小輸電導線上功率損失的唯一方法是采用高壓輸電C減小輸電導線上電壓損失的唯一方法是增大輸電線的橫截面積D實際輸電時，要綜合考慮各種因素，如輸電功率大小、距離遠近、技術(shù)和經(jīng)濟條件等2遠距離輸送一定功率的交流電，若輸電線電阻一定，下列說法正確的是()A輸電線上的電壓損失跟輸電電壓成正比 B輸電線上的功率損失跟輸電電壓成正比C輸電線上的功率損失跟輸電電壓的平方

9、成反比D輸電線上的功率損失跟輸電線上的電壓損失的平方成正比3某發(fā)電站采用高壓輸電向外輸送電能若輸送的總功率為P0，輸電電壓為U，輸電導線的總電阻為R.則下列說法正確的是()A輸電線上的電流I B輸電線上的電流IC輸電線上損失的功率P()2R D輸電線上損失的功率P4在遠距離輸電時，輸送的電功率為P，輸電電壓為U，輸電導線電阻率為，截面面積為S，導線的總長度為L.輸電線上損耗的電功率為P，用戶得到的電功率為P用，則P和P用的關(guān)系式正確的是()APBP CP用P DP用P5(2010浙江理綜)某水電站，用總電阻為2.5 的輸電線輸電給500 km外的用戶，其輸出電功率是3106 kW.現(xiàn)用500

10、kV電壓輸電，則下列說法正確的是()A輸電線上輸送的電流大小為2.0105 AB輸電線上由電阻造成的損失電壓為15 kVC若改用5 kV電壓輸電，則輸電線上損失的功率為9108 kWD輸電線上損失的功率為PU2/r，U為輸電電壓，r為輸電線的電阻6某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示，發(fā)電機通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電已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41，降壓變壓器副線圈兩端交變電壓u220 sin 100 t V，降壓變壓器的副線圈與阻值R011 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電流的有效值是20 AB

11、降壓變壓器T2原、副線圈的電壓比為41C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7如下圖為遠距離輸電線路的示意圖：若發(fā)電機的輸出電壓不變，則下列敘述中正確的是()A升壓變壓器原線圈中的電流與用戶用電設備消耗的功率無關(guān)B輸電線中的電流只由升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比決定C當用戶用電器的總電阻減少時，輸電線上損失的功率增大D升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓8某山區(qū)小型水力發(fā)電站的發(fā)電機有穩(wěn)定的輸出電壓，它發(fā)出的電先通過電站附近的升壓變壓器升壓，然后通過高壓輸電線路把電能輸送到遠處村寨附近的降壓變壓器，經(jīng)降低變壓器降壓后再

12、輸送至村寨中各用戶設變壓器都是理想的，那么隨著村寨中接入電路的用電器消耗的總功率的增加，則()A通過升壓變壓器初級線圈中的電流變大 B升壓變壓器次級線圈兩端的電壓變小C高壓輸電線路上的電壓損失變大 D降壓變壓器次級線圈兩端的電壓變小9(2010江蘇單科)在如圖所示的遠距離輸電電路圖中，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10.如右圖所示為理想變壓器原線圈所接交流電壓的波形原、副線圈匝數(shù)比n1n2

13、101，串聯(lián)在原線圈電路中電流表的示數(shù)為1 A，下列說法正確的是()A變壓器輸出端所接電壓表的示數(shù)為20 VB變壓器的輸出功率為200 WC變壓器輸出端的交流電的頻率為50 HzD穿過變壓器鐵芯的磁通量變化率的最大值為 Wb/s11(2010全國)圖中為一理想變壓器，其原線圈與一電壓有效值不變的交流電源相連：P為滑動頭現(xiàn)令P從均勻密繞的副線圈最底端開始，沿副線圈勻速上滑，直至白熾燈泡L兩端的電壓等于其額定電壓為止用I1表示流過原線圈的電流，I2表示流過燈泡的電流，U2表示燈泡兩端的電壓，N2表示燈泡消耗的電功率(這里的電流、電壓均指有效值；電功率指平均值)下列4個圖中，能夠正確反映相應物理量的變化趨勢的是()12某變電站用