3.4 电能的输送-2022-2023学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版2019选择性必修第二册）

3.4：　电能的输送 一：知识精讲归纳 考点一、输送电能的基本要求 1．可靠：指供电线路可靠地工作，故障少． 2．保质：保证电能的质量——电压和频率稳定． 3．经济：指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少． 考点二、降低输电损耗的两个途径 1．输电线上的功率损失：P＝I2r，I为输电电流，r为输电线的电阻． 2．降低输电损耗的两个途径 (1)减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应当选用电阻率小的金属材料，还要尽可能增加导线的横截面积． (2)减小输电线中的电流：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． 考点三、电网供电 1．远距离输电的基本原理：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．电网：通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的输电网络． 3．电网输电的优点 (1)降低一次能源的运输成本，获得最大的经济效益． (2)减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡． (3)合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高． 重难点技巧一、输电线上的电压和功率损失 1．输电线上的电压损失 ΔU＝U－U′＝Ir＝r. 2． 输电线上的功率损失 (1)ΔP＝I2r，其中I为输电线上的电流，r为输电线的电阻． (2)ΔP＝ΔU·I或ΔP＝，其中ΔU为输电线上的电压损失． 3．减少电压损失和功率损失的方法 (1)减小输电线的电阻r，根据r＝ρ，可减小电阻率ρ，目前一般用电阻率较小的铜或铝作为导线材料；也可增大导线的横截面积S，但过粗的导线会多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难． (2)减小输电电流I，根据I＝，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，输送电流可减为原来的，输电线上的功率损耗将降为原来的. 重难点技巧二：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电路图，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置． 2．理清三个回路： 回路1：P1＝U1I1 回路2：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝I22R线＋P3，I2＝I3 回路3：P4＝U4I4. 3．常用关系 (1)功率关系：P1＝P2，P2＝ΔP＋P3，P3＝P4. (2)电压关系：＝，U2＝ΔU＋U3，＝. (3)电流关系：＝，I2＝I线＝I3，＝. (4)输电电流：I线＝＝＝. (5)输电线上损耗的电功率：ΔP＝P2－P3＝I线2 R线＝＝ΔU·I线． (6)输电线上的电压损失：ΔU＝I线R线＝U2－U3. 二：考点题型归纳 题型一：影响输电损耗的因素 1．（2022·全国·高二）下图为长距离高压输电的示意图。关于长距离输电，下列说法正确的是（　　） A．减小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．高压输电综合考虑各种因素，输电电压越高越好 2．（2022·全国·高二课时练习）某水电站发电机的输出功率恒定，用升压变压器将电压升至U后向远处输电，输电电流为I，在用户端用降压变压器将电压降至所需电压、为减小输电线的热功率，下列措施可行的是（　　） A．增大输电电流I B．增大输电电压U C．减少输电时间 D．减小输电导线的横截面积 3．（2020·北京·首都师范大学附属中学永定分校高二期中）当远距离高压输送一定电功率时，输电线上损耗的功率与电路中的（　　） A．输送电压成正比 B．输送电压的平方成正比 C．输电线中的电流成正比 D．输电线中电流的平方成正比 题型二：输电线上的电压和功率损失的计算 4．（2022·全国·高二课时练习）如图所示为远距离输电的简化电路图。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（　　） A．输电线路上损失的电功率为I1U B．输电线上的电压降为U C．理想变压器的输入功率为r D．用户端的电压为 5．（2022·全国·高二课时练习）某发电站将电能输送到工厂通过图示的流程来实现，经测定发电机输出的电压和电流分别为U1和I1，升压变压器输出的电压和电流分别为U2和I2，降压变压器输出的电压和电流分别为U3和I3，R1为两变压器间输电导线的总电阻。下列计算正确的是（　　） A．根据欧姆定律： B．对升压变压器一定有U1I1=U2I2 C．两变压器间输电导线的热损耗为 D．电动机的机械功率为U3I3 6．（2022·重庆·高二期末）綦江蟠龙抽水蓄能电站建成投用后，将作为重庆市未来电网中重要的骨干电源。电站的