3.4 电能的输送 课件-2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

3.4 电能的输送 思考与探索：我国很多发电厂建在能源聚集的西部地区，而用电量大的城市多在东部沿海地区。从发电厂到用电量大的区域的远距离输电中，如何减少电能的损耗？ 远距离输送 R线 输电线 输电线 电 源 用 户 U送 降低输电损耗的两个途径: （1）减少输电线的电阻 （2）减少输电线的电流 减少输电线的电阻 由 可知： ② 减少材料的电阻率ρ ① 增加导线的横截面积S（耗材、铺设难大） 由 可知： 提高输电电压U送，便可减小输电电流I P损变为1/n2 。 U提高n倍 I降低为1/n p不变 依照不同情况（距离远近、输送功率大小等）选择合适的输电电压。目前我国远距离输电采用的电压有110 kV、220 kV、330 kV，输电干线已经采用500 kV 和750 kV 的超高压，西北电网甚至达到1 100 kV 的特高压。 减小导线中电流 输电过程中的P、U、I关系 功率关系： 电压关系： 电流关系： 电网供电 习题课 1.将电能从发电站送到用户，在输电线上会损失一部分功率P，设输电电压为U，输电线的总电阻为r，输电线上的电流为I，则下面说法正确的是( ) A. U = Ir B. C. D. R线 输电线 电 源 用 户 U送 C 2.教材习题改编：从发电站输出的功率为 200kW，输电线的总电阻为0.05Ω，用1100V和11kV两种电压输电。两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为（ ） A.1:100 B.1:10 C.100:1 D.10:1 R线 输电线 电 源 用 户 U送 D 3.高铁线因接触网覆冰无法保证电力机车正常供电，现设想用短路电流除冰，就是将两条输电线终点站的两端直接连起来。为提升除冰效率，将变电站输出电压恒为U的正弦交流电经过一段较长的导线输送到始发站后先用理想升压变压器升压,然后接人始发站导线的两端，电路图如图。已知两站间输电线的总电阻为R，变电站到始发站导线的总电阻，升压变压器原、副线圈的匝数比为1:1000，则输电线除冰的热功率为（ ） A. B. C. D. B 4.某电站用500kV电压输电给300km外的用户使用，其输出电功率是3×106kW，输电线总电阻为2.5Ω，则下列说法正确的是（ ） A. 输电线上输送的电流大小为3.0×105A B. 输电线上由电阻造成的电压损失为15kV C. 若改用5kV电压输电，则输电线上损失的功率为 9×108kW D. 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 B 5.（多选题）如图，一台交流发电机E通过理想升压变压器T和理想降压变压器T1，向远处的用户供电，输电线的总电阻为R；T1的输人电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输人电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4。下列判断正确的是（ ） A. B. C. D. BC 6.如图，一小型水电站，输出的电功率为，输出电压，经理想升压变压器T1变为2000V电压远距离输送，输电线总电阻为，最后经理想降压变压器T2降为220V向用户供电。下列说法正确的是( ) A. 变压器T1原、副线圈的匝数比 B. 变压器T2原、副线圈的匝数比 C. 输电线上的电流为10A D. 输电线上损失的电功率为500W C 7.有一台内阻为1Ω的发电机，给一个学校照明供电如图，T、T分别为理想的升压变压器和降压变压器，升压变压器匝数比为，降压变压器匝数比为，T1与T2之间输电线的总电阻为10Ω，全校共有22个班，每班有“220V，40W”的电灯6盏，若保证电灯全部正常发光，则（ ） A. 输电效率是98% B. 输电线上的电流为4.8A C. 发电机输出功率为5280W D. 发电机电动势287V B 8.如图，某小型水电站发电升压变压器降压变压器机输出的电功率，发电机的输出电压经变压器升压后向远距离输电，已知升压变压器原、副线圈的匝数比，输电线的总电阻为，最后通过降压变压器将电压降为220V向用户供电。若两个变压器均为理想变压器，则下列说法中正确的是（ ） A. 用户端交流电的频率为200Hz B. 用户得到的功率为20kW C. 输电线上损失的功率为550W D. 降压变压器原、副线圈的匝数比 C 9.(多选)某风力发电机的输出电压为2500V，用户得到的电功率为141kW，用户得到的电压是220V输电线的总电阻为90Ω，输电线路如图若输电线因发热而损失的功率为输送功率的6%，变压器均视为理想变压器，已知降压变压器副线圈的匝数为55匝，则下列说法正确的是（ ） A. 风力发电机的输出功率为150kW B. 通过输电线的电流为7A C. 升压变压器副线圈匝数是原线圈匝数的3倍 D. 降压变压器原线圈的匝数为3525匝 AD 10.如图，某个小型水电站发电机的输出功率，发电机的输出电压，通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为U4=220V。若在输电线上损失的功率为4 kW，求: (1)升压变压器输人的电流I; (2)输电线上的电流; (3)升压变压器的匝数比和降压变压器的匝数 (1)400A (2)20A (3) 11.如图，为某组同学研究远距离输电过程的装置图，矩形导线框ABCD绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势e=222sin100t(V)。导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电输电线路总电阻R=25Ω，理想降压变压器的原副线圈匝数之比为，降压变压器副线圈接入一台内阻的电动机，其两端的电压，效率。导线框及其余导线电阻不计，电表均为理想电表，求 (1)电动机的机械功率P机; (2)电流表的读数IA。 (1)880W (2)5.5A Lavf58.20.100 $$