第3章 第4节 电能的传输（课件PPT）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（教科版）

该高中物理课件聚焦电能传输，涵盖电压损失、功率损失计算及远距离输电系统，通过实验比较法（低压电源并联两回路）导入，结合预读填空和情境设问，搭建从公式到实际应用的学习支架。 其亮点在于以核心素养为导向，科学思维上构建输电模型并推理功率损失规律，科学探究中设计对比实验验证高压输电优势，结合双碳战略等实际情境渗透科学态度与责任。典例及跨版本素材丰富，助学生深化理解，教师可直接用于教学提升效率。

电能的传输 第 4 节 核心素养导学 物理观念 (1)了解提高输电电压是降低远距离输电损耗的有效途径。 (2)知道电网供电是远距离输电的重要发展。 科学思维 (1)会用相关知识解释实际的输电问题。 (2)经历建立远距离输电模型的过程。 科学态度 与责任 理解工程技术要兼顾科学、技术、经济等多种因素，体会建立模型的思维方法。 [四层]学习内容1 落实必备知识 [四层]学习内容2 强化关键能力 01 02 CONTENTS 目录 [四层]学习内容3 ·4 浸润学科素养和核心价值 课时跟踪检测 03 04 [四层]学习内容1 落实必备知识 1.电压损失：U损=___。 2.功率损耗：P损=_____。 3.减小电压损失和电能损耗的途径 (1)设导线总长度为l，横截面积为S，则r=ρ，l一定时，可增大导线的__________和选用_______较小的金属材料。 (2)由公式P=IU可知，在保证输送功率一定的情况下，减小电流I可以通过提高____________来实现。 Ir I2r 横截面积 电阻率 输电电压U [微点拨]　前一种方法的作用十分有限，一般采用后一种方法。 二、远距离输电系统　直流输电 1.远距离输电基本原理 在发电站内用______变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过_______变压器降到所需的电压。 2.交流输电的局限性 (1)当交流输电功率很大时，电感、电容引起的电压及电能损失很大。 (2)同一电网供电的发电机同步运行，技术上存在困难。 升压 降压 3.直流输电过程 发电机发出的交流电，通过变压器升高电压，然后使用整流设备使它成为直流电，用输电线把高压直流电输送出去，到了用电地点附近，再使用逆变器把直流电变回到交流电，并通过变压器降压后供用户使用。 1.为了检验输送电压高低对电能输送 的影响，采用实验比较法，在低压交流电 源上并联两个回路。一个回路只含电阻、 灯泡和电流表，电阻模拟远距离输电线路 上导线的电阻，灯泡模拟用户使用的效果；另一个回路先通过一个升压变压器提高电压，再通过一个降压变压器降低电压，其余线路与第一个回路相同。实验电路如图所示。 进行实验，并观察实验现象，可以得到什么结论? 提示：L1灯泡比L2灯泡亮，电流表A1的示数小于电流表A2的示数，这说明提高电压后，输电线上电流减小，电压损失、功率损失都减小。 2.如图是远距离输电示意图，判断下列说法正误。 (1)从发电厂发出的电输送到用户均需要采用高压输电。 ( ) (2)使用升压变压器和降压变压器进行远距离输电时，用户得到的电压可以高于发电机输出的电压。 ( ) (3)远距离输电时，若升压变压器匝数比为1∶n，降压变压器匝数比为n∶1，则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等。 ( ) × √ × [四层]学习内容2 强化关键能力 如图所示，假定发电厂输出的电压为U，输送功率为P，输电线路中的电流是I，两条导线的总电阻是r(在图中把导线电阻集中画为r)。那么： 新知学习(一)|输电线电压损失和功率损失 任务驱动 (1)用户两端的电压是多大? 提示：U'=U-ΔU=U- r，或U'=U-Ir。 (2)用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗? 提示：不相等，由能量守恒知，发电厂输出的电能等于用户得到的电能与输电线上损失的电能之和。 (3)输电线上功率损失的原因是什么? 提示：由于输电线有电阻，当有电流流过输电线时，有一部分电能转化为电热而损失掉了，这是输电线上功率损失的主要原因。 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。 (2)ΔP=ΔU·I或ΔP=，其中ΔU为输电线上的电压损失。 重点释解 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，但这要多耗费金属材料，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。 [典例]　(2025·宜宾阶段练习)我国发布的“双碳战略”，计划到2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和。电力作为远程输送能量的载体，特高压远距离输送清洁电能是实现碳中和的重要途径之一。若在输送电能总功率不变的情况下，仅将原来的500 kV高压输电升级为1 000 kV的特高压输电，下列说法正确的是 (　 ) 典例体验 A.输电电流会变为原来的2倍 B.若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原来的 C.若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原来的 D.若输电线损失功率不变，则使用相同材料、粗细的输电线传输距离是原来的4倍 √ [解析]　由公式P=UI可知，在输电功率不变的情况下，电压升高为原来的2倍，则输电电流变为原来的，故A错误；导线上损失的电压、损失的功率分别为ΔU=Ir，ΔP=I2r，若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原来的，损失的功率变为原来的，故B、C错误；由于输电电流变为原来的，要保持输电线损失功率不变，输电线的阻值应变为原来的4倍，根据电阻定律R=ρ，则使用相同材料、粗细的输电线传输距离是原来的4倍，故D正确。 /方法技巧/ 计算功率损失和电压损失的三点提醒 (1)输电电压是指加在高压输电线起始端的电压U送，损失电压是指降落在输电线路上的电压ΔU=I线r。 (2)输送功率是指高压输电线起始端输出的功率，损失功率是输电线上消耗的功率。 (3)输电线上的电流由I线=计算，而不能由I线=计算。 1.远距离输送交变电流都采用高压输电。我国西北电网正在建设750 kV线路。采用高压输电的优点是 (　 ) A.可节省输电线的金属材料 B.可根据需要调节交流电的频率 C.可减少输电线上的能量损耗 D.可加快输电的速度 针对训练 √ 解析：在输电的过程中输送的功率一定，根据P=UI和ΔP=I2R，有：ΔP=，故高压输电可以降低功率损耗，不可以节省输电线的金属材料，C正确，A错误；交流电的频率等于发电机转动的频率，是不改变的，B错误；电路中输电的速度是光速，与是否为高压输电无关，D错误。 2.小明分别按图1和图2电路探究远距离输电的输电损耗，将长导线卷成相同的两卷A、B来模拟输电线路，忽略导线的自感作用。其中T1为理想升压变压器，T2为理想降压变压器，两次实验中使用的灯泡相同，灯泡的电压相等。两次实验中 (　 ) A.都接直流电源 B.A两端的电压相等 C.A损耗的功率相等 D.图1中A的电流较大 √ 解析：由于变压器只能改变交变电流，因此题图2中不可能接直流电源，A错误；T2是降压变压器，根据=>1，由于流过两个灯的电流相等，可知题图2中流过A的电流较小，题图2中A两端的电压较低，题图2中A消耗的功率较小，B、C错误，D正确。 1.输电过程示意图 新知学习(二)|远距离输电问题 重点释解 2.高压输电过程的几个电压的区别 (1)输送电压：输电线始端电压，如图中的U2。 (2)用户电压：最终用户得到的电压，如图中的U4。 (3)损失电压： ①表示形式：输电线始端电压与末端电压的差值，即ΔU=U2-U3=I2R。 ②形成原因：输电线有电阻，电流通过输电线时，会在线路上产生电势降落，致使输电线路末端的电压比起始端电压低。 3.输电过程的几个基本关系 (1)功率关系：P1=P2，P2=P线+P3，P3=P4。 (2)电压、电流关系：====，U2=ΔU+U3，I2=I3=I线。 (3)输电电流：I线===。 (4)输电导线上损耗的电功率： P线=P2-P3=I线ΔU=R线=R线。 [典例]　有一台内阻为1 Ω的发电机，为一个学校提供照明用电，如图所示，升压变压器的匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻R=4 Ω。全校共22个班，每班有“220 V　40 W”的灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则： 典例体验 (1)发电机的输出功率为多大? [答案]　5 424 W　 [解析]　降压变压器输出的功率为P4=22×6×40 W=5 280 W，且U3=×U4=×220 V=880 V，所以I2=I3== A=6 A 对升压变压器，发电机的输出功率 P1=P2=U2I2=(U3+I2R)I2=U3I2+R=5 424 W。 (2)发电机的电动势为多大? [答案]　250 V　 [解析]　因为U2=U3+I2R=880 V+6×4 V=904 V，所以U1=U2= 226 V。而U1I1=U2I2，则I1==4I2=24 A。所以发电机的电动势E=U1+I1r=226 V+24×1 V=250 V。 (3)输电线损耗的电功率为多大? [答案]　144 W [解析]　输电线损耗的电功率P损=R=62×4 W=144 W。 (4)输电效率是多少? [答案]　97.3% [解析]　输电效率η=×100%=×100%≈97.3%。 [变式拓展]　对应[典例]的情境，若使电灯数减半并正常发光，发电机的输出功率是否减半? 提示：电灯减少一半时，n'P灯=2 640 W I2'== A=3 A 所以P出'=n'P灯+I2'2R=2 640 W+32×4 W=2 676 W< 发电机的输出功率减少了一半还要多，这是因为输电线上的电流减少了一半，输电线上电功率的损失减少为原来的。 /方法技巧/ 远距离输电问题分析要点 1.分析远距离输电的思路 对远距离输电问题应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”，或从用电器到发电机一步一步地进行分析。 2.远距离输电问题的四个关键 (1)画出一个模型——远距离输电模型。 (2)抓住输电的两端——发电机和用电器。 (3)分析一条线——输电线。 (4)研究两次电压变换——升压和降压。 3.注意各物理量的对应，防止张冠李戴而出错。 1.(多选)快速铁路的电力机车供电系统如图所示，发电厂利用升压变压器将低压交流电的电压升至110 kV，牵引变电所利用降压变压器将电力系统输送来的高压交流电降至27.5 kV，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压不变，输电线的电阻R不能忽略。若机车功率增大，则 (　 ) 针对训练 A.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增大 √ 解析：因为发电厂的输出电压不变，升压变压器不变，所以升压变压器的输出电压不变，A错误；升压变压器的输入功率等于输出功率，若机车功率增大，则升压变压器的输出功率增大，由公式P=UI可知升压变压器的输出电流增大，输电线上的功率损耗ΔP=I2R增大，输电线上电压损耗ΔU=IR增大，降压变压器的输入电压减小，则降压变压器的输出电压减小，B错误，C正确； √ 设升压变压器的输出电压为U2，输出电流为I，则输电线上损耗的功率占总功率的比例为=，因为电流I增大，所以输电线上损耗的功率占总功率的比例增大，D正确。 2.如图是所建光伏发电项目。若光伏发电机总 输出功率为36 kW，输出电压为500 V，先后经过升 压变压器和降压变压器传输到用户。设输电线的总 电阻为10 Ω，要求输电线中因发热而损失的功率为 输送功率的4%，用户需要的电压为220 V，不计变压器的能量损耗。试求： (1)升压变压器的输出电压。 答案：3 000 V　 解析：损失的功率：ΔP=4%P=1 440 W 设输电线上的电流为I2，根据ΔP=r，可得I2=12 A 升压变压器的输出电压为U2==3 000 V。 (2)升压变压器和降压变压器原副线圈的匝数比。 答案：　 解析：升压变压器原副线圈的匝数比为== 输电线上损失的电压为ΔU=I2r=120 V 降压变压器原线圈两端的电压为U3=U2-ΔU=2 880 V 降压变压器原副线圈的匝数比为==。 [四层] 学习内容3·4浸润 学科素养和核心价值 1.(选自粤教版教材课后练习)如图所示是远距离交流输电的简化示意图。其中发电厂的输出电压是U，两条输电线的等效总电阻为r，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，流入用户端的电流是I2。 ◉物理观念——对远距离输电的认识 一、好素材分享——看其他教材如何落实核心素养 (1)用户两端的电压是多少? 答案：U1　 解析：根据==，可得U2=U1。 (2)理想变压器的输入功率是多少? 答案：U1I1　 解析：P入=U1I1。 (3)输电线上损耗的电功率和电压分别是多少? 答案：r　I1r 解析：损失电功率ΔP=r，损失电压ΔU=I1r。 2.(选自鲁科版教材课后练习)(多选)某同学在实验室中研究远距离输电。由于输电线太长，他将每100 m导线卷成一卷，共卷成8卷来代替输电线路。第一次直接将输电线与学生电源及用电器相连，第二次采用如图所示的电路输电。其中变压器T1与电源相连，变压器T2与用电器相连。下列说法正确的是 (　 ) ◉科学探究——探究远距离输电 A.第二次实验也可研究远距离直流输电 B.T1是升压变压器，T2是降压变压器 C.若输送功率一定，则第二次输电线损失的电功率较小 D.实验可证明，增大输电电流能减少远距离输电的能量损失 √ 解析：变压器只能改变交变电流的电压，所以第二次实验只能研究远距离交流输电，A错误；采用高压输电时，T1为升压变压器，T2为降压变压器，由I=可知，输送功率一定时，提高输电电压，可减小输电线中电流I，由P损=I2R线可知，第二次输电线损失的电功率较小，B、C正确，D错误。 √ 1.(多选)某地区经常出现低温雨雪冰冻天气， 高压输电线因结冰而严重损毁，如图所示。为消 除高压输电线上的冰凌，有人设计了这样的融冰 思路：利用电流的热效应除冰。在正常供电时， 高压线上输电电压为U，电流为I，热耗功率为ΔP；除冰时，需要输电线上热耗功率为9ΔP，若输电功率和输电线的电阻不变，则除冰时 (　 ) A.输电电流为3I B.输电电流为9I C.输电电压为3U D.输电电压为U √ 二、新题目精选——品立意深处所蕴含的核心价值 √ 解析：高压线上的热耗功率ΔP=I2R线，若热耗功率变为9ΔP，则9ΔP=I'2R线，联立得I'=3I，A正确；又输送功率不变，P=UI=U'I'，得U'=U，D正确。 2.如图所示，为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过远距离输送，再经变电所将高压变为低压。某变电所将电压u0=11 000sin 100πt V的交流电降为220 V供居民小区用电，则该变电所变压器(　 ) A.原、副线圈匝数比为50∶1 B.副线圈中电流的频率是100 Hz C.原线圈的导线比副线圈的要粗 D.输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和 √ 解析：降压变压器输入电压的最大值为11 000 V，则有效值为11 000 V，则：===50∶1，A正确；交流电的频率f===50 Hz，经过变压器后，交流电的频率不变，B错误；降压变压器中副线圈的电流大于原线圈的电流，为了使线圈放出的热量尽量少，副线圈导线电阻应小于原线圈导线电阻，则副线圈导线比原线圈导线粗，故C错误；副线圈的电流等于居民小区各用电器电流总和，与原线圈的电流不相等，所以输入原线圈的电流不等于居民小区各用电器电流的总和，D错误。 3.(2025·湖北高考)(多选)在如图所示的输电线路中，交流发电机的输出电压一定，两变压器均为理想变压器，左侧升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，两变压器间输电线路电阻为r。下列说法正确的是 (　 ) A.仅增加用户数，r消耗的功率增大 B.仅增加用户数，用户端的电压增大 C.仅适当增加n2，用户端的电压增大 D.仅适当增加n2，整个电路消耗的电功率减小 解析：整个电路物理量标注如图 所示，设用户端总电阻为R用户， 降压器输入端等效为电阻Rx，则 有Rx=R用户，可知Rx=R用户，又I2=I3，则对于输电线有I2 √ √ ==，仅增加用户数，则R用户减小，可知I2增大，根据ΔP=r，可知r消耗的功率增大，故A正确；仅增加用户数，I2增大，根据U3=U2-I2r，可知U3减小，根据用户端的电压U4=U3，可知用户端的电压减小，故B错误；仅适当增加n2，根据U2=U1，可知U2增大，根据I2=，可知I2增大，根据U3=I2Rx，可知U3增大，根据用户端的电压U4=U3，可知用户端的电压增大，故C正确；由以上分析可知，仅适当增加n2，U2、I2均增大，整个电路消耗的电功率P1=P2=U2I2增大，故D错误。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1.在电能输送过程中，若输送的电功率一定，输电线电阻一定时，则在输电线上损耗的电功率 (　 ) A.和输电线上的电压的平方成反比 B.和输送电流的平方成反比 C.和输电线上的电压的平方成正比 D.和输送电流成正比 √ 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 解析：设输送功率为P，输电线电阻为R，输电线上的电压为ΔU，输送电流为I，输电线电阻R一定，故输电线上损失的电功率P损=，由此可见，输电线上损耗的电功率与输电线上的电压的平方成正比，A错误，C正确；根据P=I2R可知P损=I2R，输电线电阻一定，则输电线上损耗的电功率与输送电流的平方成正比，B、D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 2.采用220 kV高压向远方的城市输电。当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的，输电电压应变为(　 ) A.55 kV 　B.110 kV 　　 C.440 kV 　D.880 kV √ 解析：输送功率P=UI，输电线上损耗的功率P损=I2r=r∝。当P损减小为原来的时，输电电压应变为原来的2倍，C正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 3.(2025·广东高考)如图所示，某光伏电 站输出功率1 000 kW、电压400 V的交流 电，经理想变压器升压至10 kV后，通过 输电线输送到变电站，输电线的等效电阻R为5 Ω。下列说法正确的是 (　 ) A.变压器原、副线圈匝数比为1∶100 B.输电线上由R造成的电压损失为500 V C.变压器原线圈中的电流为100 A D.变压器原、副线圈中电流的频率不同 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：根据理想变压器原、副线圈电压比等于匝数比可得===，A错误；理想变压器原、副线圈的功率相等，流过副线圈的电流I2==100 A，输电线上由R造成的电压损失为ΔU=I2R=100×5 V=500 V，B正确；变压器原线圈中的电流为I1==2 500 A，C错误；变压器不改变交变电流的频率，变压器原、副线圈中电流的频率相同，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 4.四川特高压输电量已破千亿千瓦时。 如图所示是远距离输电示意图，升压变压 器和降压变压器均为理想变压器，发电厂 的输出电压和输电线的电阻均不变。下列说法正确的是 (　 ) A.若用户用电功率增加，升压变压器的输出电压将增大 B.若用户用电功率增加，降压变压器的输入电压将增大 C.若输电功率一定，采用特高压输电会降低输电的效率 D.若输电功率一定，采用特高压输电可减少输电线上损耗的功率 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：由于发电厂的输出电压不变，升压变压器的匝数不变，所以升压变压器的输出电压不变，A错误；由于用户用电功率增加，降压变压器输出的功率增加，故高压输电线上的电流变大，分压变大，故输入降压变压器的电压变小，B错误；若提高输电电压，由P损=·R得，损失的功率变小，故在输电功率一定的情况下，采用特高压输电会提高输电的效率，并减少输电线上损耗的功率，C错误，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 5.超导是当今高科技研究的热点，利用超导材料可实现无损耗输电。现有一直流电路，输电总电阻为0.4 Ω，它提供给用电器的电功率为40 kW，电压为800 V。若用临界温度以下的超导电缆代替原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为 (　 ) A.1 kW B.1.6×103 kW C.1.6 kW D.10 kW √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：节约的电功率即为普通电路输电时损耗的电功率，I== A= 50 A，P线=I2R=502×0.4 W=1 000 W，故节约的电功率为1 kW， A正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 6.(多选)发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电导线电阻为R，通过导线的电流为I，学校得到的电压为U2，对输电导线上损耗的功率，下列表达式正确的是 (　 ) A. B. 　　 C.I2R D.I(U1-U2) √ 解析：输电线上损失的电压U=U1-U2，输电导线上损耗的电功率P=I2R=(U1-U2)I=，故B、C、D正确，A错误。 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 7.如图为某发电站的发电机发出的交流电， 经升压变压器、降压变压器后向某小区的用 户供电的示意图，已知升压变压器原线圈两 端的电压为u=500sin 100πt(V)。则下列说法正确的是 (　 ) A.小区用户得到的交流电的频率可能为100 Hz B.升压变压器原线圈两端的电压的有效值为500 V C.用电高峰时输电线上损失的电压不变 D.深夜小区的用户逐渐减少时，输电线损耗的电功率减小 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：根据u=500sin 100πt(V)可知，ω=100π rad/s，故交流电的频率f==50 Hz，变压器不改变交流电的频率，故用户得到的交流电频率为50 Hz，A错误；根据u=500sin 100πt(V)可知，升压变压器原线圈两端电压的最大值Um=500 V，故原线圈两端的电压的有效值为U==250 V，B错误；若用户增加时，相当于负载的电阻减小，输出功率增大，输电线上的电流增大，则输电线上分得的电压ΔU=Ir将增加，C错误；深夜小区的用户逐渐减少时，降压变压器的输入功率减小，输入电流也减小，输电线上损失的功率ΔP=I2r将减小，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 8.如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P=100 kW，发电机的电压U1=250 V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线=8 Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4=220 V。已知输电线上损失的功率P线=5 kW，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是 (　 ) A.发电机输出的电流I1=40 A B.输电线上的电流I线=625 A C.降压变压器的匝数比n3∶n4=190∶11 D.用户得到的电流I4=455 A 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：发电机输出的电流I1== A=400 A，A错误；输电线上的电流I线==A=25 A，B错误；升压变压器的副线圈输出电压U2== V=4×103 V，输电线损耗电压ΔU=I线R线=25×8 V=200 V，降压变压器的原线圈电压U3=U2-ΔU=3 800 V，故降压变压器的匝数比===，C正确；降压变压器的副线圈的输出功率P4=P3=P-P线=95 kW，故用户得到的电流I4== A≈431.8 A，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 9.(多选)交流发电机的输出电压为U，采用图 示理想变压器输电，升压变压器原、副线圈 匝数比为m，降压变压器原、副线圈匝数比为 n，输电导线电阻为r，用户的工作电压为U。下列说法正确的是 (　 ) A.mn>1 B.输电线上损失的功率为ΔP= C.当用电高峰时，升压变压器的输出功率变大 D.增大m，同时增大n，能够减小线路损耗的功率 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：若变压器的输电功率为P，用户得到的功率为P'，由于升压变压器输入电压为U，降压变压器输出电压为U，则升压变压器输出电压U2=U，降压变压器输入电压U3=nU，由于在输电线上有功率损失，所以P>P'，输电导线上电流相等，即=，整理可得：mn<1，A错误；根据变压器的规律，升压变压器副线圈的电压U2=U，且U3=nU，线路损失的电压ΔU=U2-U3，损失的功率ΔP=，由以上式子代入求得：ΔP=，B错误；当用电高峰时，用户的电流总和变大，故升压变压器的输出功率变大，C正确；增大m，同时增大n，输电线损失的功率ΔP减小，能够减小线路的损耗，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 10.(8分)某总装机容量175万千瓦的电站建成之后，采用110千伏高压将11万千瓦的电力对某地供电，如果从电站到该地的输电电线总电阻是5 Ω。求： (1)输电线上损耗的功率。(4分) 答案：5×106 W　 解析：由P=UI可得： 电流I== A=1 000 A； 则损失的功率 P损=I2r=(1 000 A)2×5 Ω=5×106 W。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (2)输电线上损失的电压。(2分) 答案：5×103 V　 解析：输电线上损失的电压为 U损=Ir=1 000 A×5 Ω=5×103 V。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (3)为了进一步节约能源，请你为输电环节提出改进措施。(2分) 解析：为了减少输电线上的功率损耗，可以通过提高输电电压或减小输电线电阻来减小输电线上功率的损耗。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 11.(12分)如图所示，一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率为500 kW，输出电压为500 V，升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶10，两变压器间输电导线的总电阻为2 Ω。降压变压器的输出电压为220 V，不计变压器的损耗。求： (1)输电导线上损失的功率；(6分) 答案：20 kW　 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：升压变压器原线圈中电流I1== A=1 000 A。输电导线中的电流I2即为升压变压器副线圈中的电流，由I1∶I2=n2∶n1，I2=I1=100 A，则损失功率P损=r=20 kW。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (2)降压变压器的原、副线圈的匝数比。(6分) 答案：240∶11 解析：升压变压器副线圈电压U2=U1=10×500 V=5 000 V。 导线上电压损失ΔU=I2r=200 V，则降压变压器原线圈电压U3= U2-ΔU=5 000 V-200 V=4 800 V。 则降压变压器原、副线圈的匝数比===240∶11。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 12.(14分)人们利用发电机把天然存在的各种形式的能(风能、煤等燃料的化学能)转化为电能。有条河流，流量Q=2 m3/s，落差h=50 m，现利用其发电，已知发电机总效率为η=50%，输出电压为U=5 000 V。现直接将发电机和用户连接，测得安装在输电线路的起点和终点的电度表一昼夜读数相差2 400 kW·h(一昼夜是24 h)。重力加速度g=10 m/s2，水的密度ρ=1×103 kg/m3。 (1)求发电机可输送的功率P；(2分) 答案：5×105 W　 解析：依题意发电机可输送的功率为P==5×105 W。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (2)求输电线的电阻r；(4分) 答案：10 Ω 解析：依题意输电线上损失的功率为P损= kW=100 kW，又P=IU，得I=100 A 根据P损=I2r，得r=10 Ω。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (3)若要使输电线上损失的功率降到输送功率的0.2%，求所加的升压变压器原、副线圈的匝数比；(4分) 答案：1∶10　 解析：输电线上损失的功率为P损'=I'2r=P×0.2%=1 000 W，解得I'=10 A。设升压至U'可满足要求，且U'=，所以U'=5×104 V，则升压变压器原、副线圈匝数比为==。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (4)实施(3)后若用户端需要的电压是100 V，则所加的降压变压器原、副线圈的匝数比为多少?(4分) 答案：499∶1 解析：输电线上损失的电压为U损'=I'r=100 V，则降压变压器原线圈两端的电压U3=U'-U损'=49 900 V，则降压变压器原、副线圈匝数比为==。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $