3.4 电能的输送-2022-2023学年高二物理下学期同步学案+典例+练习（人教版2019选择性必修第二册）

3.4 电能的输送 基础知识梳理 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 的质量—— 和 稳定． 3．经济：指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少． 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 ，r为 ． 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 小的金属材料，还要尽可能增加导线的 ． (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 ． 三、电网供电 1．远距离输电的基本原理：在发电站内用 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、 ，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． 典型例题分析 考点一：升压变压器和降压变压器 【例1】远距离输电过程的示意图如图所示，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂输出电压恒定，输电线路的等效电阻为，两变压器原、副线圈匝数分别为、、、，下列说法正确的是（　　） A．若，则 B．若，则 C．用户减少时，输电线损耗的电功率将增大 D．用户增多时，输电效率将升高 【变式练习】 1．图为模拟远距离交流输电的电路，升压变压器的原、副线圈匝数比，降压变压器的原、副线圈匝数比，模拟输电导线的电阻，的负载是规格为“15V，60W”的灯泡L。当的输入电压为16V时L正常发光，两个变压器可视为理想变压器，则k的值为（　　） A．3 B．4 C．9 D．16 2．如图所示为远距离输电的电路原理图，变压器均为理想变压器并标示了电压和电流，其中输电线总电阻为R，则（　　） A．I= B．I＜ C．用户得到的电功率与电厂输出的电功率相等 D．用户得到的交变电流的频率小于电厂输出交变电流的频率 考点二：远距离输电在导线上损失功率的计算 【例2】如图所示为远距离输电示意图，升压变压器和降压变压器为理想变压器，发电机输出电压不变，输出功率为，升压变压器输出电压为、输电线损失功率为、降压变压器输出电压为，当并入电路的用电器增多时（　　） A．不变 B．变大 C．变大 D．不变 【变式练习】 1．我国已经成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A地到B地原采用超高压输电，在保持输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，当换用电压更高的特高压输电后，下列说法正确的是（　　） A．输电线两端的电压变大 B．输电线流过的电流变大 C．输电线损失的电功率变小 D．输送到B处的电功率变小 2．2022年12月1日起河北省执行新的分时电价政策。分时电价政策把全天用电分成高峰，平段、低谷三个时间段，按用电的不同时段来收取不同价格的电费，起到优化用电方式的作用。若发电站向某城市输电时，用电高峰段的输送功率是低谷段的n倍，假设输电线电阻不变，若要使输电线损失功率不变，则高峰段输送电压为低谷段输送电压的（　　） A．n倍 B．倍 C．倍 D．倍 考点三：降压变压器原线圈电压的计算 【例3】“西电东送”是把煤炭、水能、风能资源丰富的西部省区的能源转化成电力资源，输送到电力紧缺的东部沿海地区的工程。远距离输电的电路示意图如图所示，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈匝数比为，发电厂输出电压恒为，升压变压器和降压变压器之间输电线总电阻为R，下列说法正确的是（　　） A．若，则用户获得的电压也为 B．用户获得的电压不可能大于 C．当用户消耗的功率增大时，用户获得的电压也增大 D．若输电线R上损失的功率增大，则发电厂输出功率增大 【变式练习】 1．如图所示为模拟远距离输电电路图，升压变压器的原、副线圈匝数之比为1：4，其原线圈两端的电压为12V；降压变压器的原、副线圈匝数之比为4：1，其副线圈两端的电压为11.5V。远距离输电线路的总阻值为1Ω，两变压器均视为理想变压器。则升压变压器的输入功率为（　　） A．24W B．48W C．92W D．96W 2．如图所示，某水电站发电机的输出功率P=100kW，发电机的输出电压，经变压器升压后向远处输电，在用户端用降压变压器将电压降为。已知输电电流，两条输电线路总电阻，变压器均视为理想变压器，则（　　） A