2022年电能的输送导学案3.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 电能的输送 导学案【学习目标】1知道什么是导线上的功率损耗和电压损耗；知道如何减小损耗；2会设计电能输送的示意图,并懂得电压损耗和能量损耗的关系一、电能输送过程中的电压缺失和电能缺失：1输电线上的电压缺失：（ 1）电压缺失 U 如下列图,输电线有电阻,电流通过输电导线时,会在导线上产生电势降落,致使输电线路末端的电压U比起始端电压U 低,差值 U_称为输电线路上的电压缺失；（ 2）造成电压缺失的因素输电线有 _造成电压缺失；输电线有（ 3）减小输电线上电压缺失的方法_和_造成电压缺失；据 UUUIR（其中 I 为输电电流, R 为输电线电阻）可

2、知,减小输电线上电压缺失的方法主要有：减小输电线电阻 R,这种方法对高压输电成效不佳；减小输电电流 I：由于 I P/U,在输送电功率 P 肯定的前提下,提高输电电压 U 是有效措施；2输电线上的电能缺失 : （ 1）缺失电能的分析通常输电导线都有电阻,因此当电能通过输电线送向远方时,电阻发热而缺失电功率；设输电电流为 I,输电导线电阻为 R,就输电线上的功率缺失为 P 损_；设输送电功率为 P,输电电压为 U,输电线的总长度为 L,横截面积为 S,电阻率为 ,就输电电流 I _,输电线电阻 R_；输电线上的功率缺失可表示为： P_；（ 2）减小输电线上功率缺失的方法减小输电线的电阻 R a减

3、小输电线长度不行行：由于输电距离肯定,所以实际中不行能用减小 L 来减小电阻 R b减小电阻率 ：目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线材料；c增大导线的横截面积 S：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；减小输电电流I P 不行行：由于电站的装机容量肯定,因此电站向外输送的电功率是肯定的,a减小输送功率即在实际中不能以用户用或不用电来削减输电线上的功率缺失；b提高输电电压：在输送功率P 肯定,输电线电阻R 肯定的条件下,输电电压提高到原先的n倍,输电线上的功率缺失降为原先的_倍；（ 3）输送电能的基本要求：二、远距离输电系统：1远距离输电的基本电路发电站升压变压器输电线

4、路降压变压器用户,基本电路如图：2远距离输电的分析方法名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - （ 1）思路：在远距离输送电能的过程中,由能量的转化和守恒可知,发电机的总功率应等于线上的缺失的热功率和用户得到的功率_（变压器为抱负变压器）；（ 2）方法：远距离输电时,利用升压变压器大幅度地提高输电电压,从而削减输电电流,减小线路上缺失的热功率；如下列图,各物理量按电压、电流、功率来看,它们有以下关系：电压关系：U发U1,UU1_,U2I_,UU3_,U4U用；_ _ _ _ _ _24电流关系：n I 1 1_,I2I线3,

5、n I3_；P损_ _ _ _P 1P 2,P 2,P 3功率关系：P 发_P 4P用【类型一】输电线上缺失的电压与功率【例 1】在远距离输电中,当输电线的电阻和输送的电功率不变时,那么（）A输电线上缺失的电压与输送的电流成正比B输电的电压越高,输电线路上缺失的电压越大C输电线路上缺失的功率跟输送电压的二次方成反比D输电线路上缺失的功率跟输送电压的二次方成正比【例 2】发电厂的输出电压为U1,发电厂至学校的输电线总电阻为R,导线中电流为I,学校得）到的电压为U2,就输电线上缺失的功率以下表达式错误选项（AU2 1B U1U22C2 I RDI U1U2RR【类型二】远距离输电电路分析【例 3】

6、如图为远距离输电线路的示意图；如发电机的输出电压不变,就以下表达中正确选项 （）A升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比打算C当用户用电器的总电阻减小时,输电线上缺失的功率增大D升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压【例 4】有一台内阻为 1 的发电机,供应一学校照明用电,如下列图,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 R4 ,全校共 22 个班,每班有“ 220V40W ”的灯 6 盏,如保证全部电灯正常发光,就：（1）发电机输出功率多大？（2）发电机的电动势多大？（ 3）输电效率是多少

7、？（4）如使用灯数减半并正常发光,发电机输出功率是否减半？名师归纳总结 - - - - - - -【例 5】一座小型水电站, 利用流量为2m3/s、落差 5m 的河水发电, 如单相发电机的效率为50% ,输出电压为200V,已知发电站到用户架设的输电线总电阻为12 ,输电中输电线上答应损耗的第 2 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 功率为 6% ,用户所需电压为220V ,求所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比 （变压器为抱负变压器） ；【当堂检测】1“ 西电东送” 是我国一项重大的能源进展战略,也是我国西部大开发的四大工程之一将西部地区的电能输送到东部

8、地区,为了削减输电过程中的电能缺失,实现远距离输电应采纳的最有效的方法是 B提高输电电压A增大输电的电流C减小输电线电阻D以上方法都不行2照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯,电灯比深夜时要显得暗些这是由于用电高峰时 A总电阻比深夜时大,供电线路上的电流小,每盏灯两端的电压较低B总电阻比深夜时大,供电线路上的电流小,通过每盏灯的电流较小C总电阻比深夜时小,供电线路上的电流大,输电线上缺失的电压较大D供电线路上电流恒定,但开的灯比深夜时多,通过每盏灯的电流小3用电器电阻值为 R,距交变电源为 L,输电线电流为 I,电阻率为 ,要求输电线上电压降不超过 U

9、,就输电线横截面积最小值为 A L/R B2 LI/UC U/ LI D 2UL / I 42022 年高考浙江卷 某水电站,用总电阻为 2.5 的输电线输电给 500 km 外的用户,其输出电功率是 3 10 6 kW.现用 500 kV 电压输电,就以下说法正确选项 A输电线上输送的电流大小为 2 10 5 A B输电线上由电阻造成的缺失电压为 15 kV C如改用 5 kV 电压输电,就输电线上缺失的功率为 9 10 8 kW D输电线上缺失的功率为 PU 2/r,U 为输电电压,r 为输电线的电阻5某发电站的输出功率为 10 4 kW ,输出电压为 4 kV ,通过抱负变压器升压后向

10、80 km 远处用户供电已知输电线的电阻率为 2.4 10 8 m,导线横截面积为 1.5 104 m 2,输电线路损失的功率为输出功率的 4% ,求：1升压变压器的输出电压；2输电线路上的电压缺失【巩固提高】一、挑选题1对于电能输送的以下说法,正确选项 A输送电能的基本要求是经济实惠名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - B减小输电导线上功率缺失的唯独方法是采纳高压输电 C减小输电线上电压缺失的唯独方法是增大导线的横截面积D实际输电时,要综合考虑各种因素,如输送功率大小、距离远近、技术和经济要求等 2中心电视台焦点访谈多

11、次报道某些边远落后农村电价过高,农夫负担过重,其客观缘由 是电网陈旧老化近来,农村进行电网改造,为削减远距离输电的损耗而降低电费价格可实行的措施有 B增大输送电流C提高输电电压D减小输电导线的横截面积A提高输送功率3远距离输送肯定功率的沟通电,如输送电压上升为原先的 功率缺失正确选项 n 倍,关于输电线上的电压缺失和A输电线上的电功率缺失是原先的11B输电线上的电功率缺失是原先的1 2 n1 2 nnC输电线上的电压缺失是原先的D输电线上的电压缺失是原先的n4远距离输电,原先用电压 U0输电,在输电线上缺失的电功率为电功率削减到原先的 10,就输电电压应为 1 U 0 U0A 100 U0 B

12、10 U0 C10 D100P0,现在要使输电线上缺失的5为排除高压输电线上的凌冰,有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰如在正常供电时,高压线上送电电压为 U,电流为 I,热耗功率为 P；除冰时,输电线上的热耗功率需变为 9P,就除冰时 认为输电功率和输电线电阻不变 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1 3U6在远距离输电时,输送的电功率为总长度为 L,输电线缺失的电功率为P,输电电压为 U,所用导线的电阻率为 ,横截面积为 S, P,用户得到的电功率为 P 用,就 P、P 用的关系式正确的是 U2SB PP 2 LU 2SCP用PU2SDP用

13、P1 L U 2S 4 ,为A P L L7小型水利发电站的发电机输出功率为24.5 kW ,输出电压为350 V ,输电线总电阻为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5% ,需在发电机处设升压变压器,用户所需电压为220 V,所以在用户处需安装降压变压器输电电路图如图 所示,求：1输电线上的电流2升压变压器的原、副线圈的匝数之比3降压变压器的原、副线圈的匝数之比名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 8超导是当今高科技讨论的热点,利用超导材料可实现无损耗输电现有始终流电路,输电总电阻为 0.4 ,它供应应用电器的电功率为

14、40 kW ,电压为 800 V 如用临界温度以下的超导电缆代替原先的输电线,保持供应用电器的功率和电压不变,那么节省的电功率为 A 1 kW B 1.6 103 kW C1.6 kW D10 kW 92022 年高考江苏卷 在如下列图的远距离输电电路图中,升压变压器和降压变压器均为抱负变压器,发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变,随着发电厂输出功率的增大,以下说法中正确的有 A升压变压器的输出电压增大 C输电线上损耗的功率增大 10一台发电机最大输出功率为B降压变压器的输出电压增大 D输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 4000 kW ,电压为 4000 V ,经变压器 T 1升压后向远方

15、输电输电线路总电阻 R1 k .到目的地经变压器 T 2 降压,负载为多个正常发光的灯泡 220 V,60 W 如在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的 10% ,变压器 T 1 和 T2 的损耗可忽视, 发电机处于满负荷工作状态,就 A T1原、副线圈电流分别为 10 3 A 和 20 A B T2原、副线圈电压分别为 1.8 10 5 V 和 220 V C T1和 T2的变压比分别为 150 和 401 D有 6 10 4 盏灯泡 220 V 、60 W 正常发光二、非挑选题112022 年开封高二检测 一座小型发电站的输出功率是 20 kW ,输电线路总电阻是 5 .1如输电电压是

16、400 V,输电线路损耗的功率是多少？2如改用 5000 V 高压输电, 用户端利用12小型水利发电站的发电机输出功率为为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的n1n2221 的变压器降压, 用户得到的电压是多少？24.5 kW ,输出电压为 350 V,输电线总电阻为 4 ,5% ,需在发电机处设升压变压器,用户所需电压为220 V,所以在用户处需安装降压变压器输电电路图如下列图,求：1输电线上的电流2升压变压器的原、副线圈的匝数之比3降压变压器的原、副线圈的匝数之比名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 【当堂检测】参考

17、答案1解析：选 B.远距离输电减小电能缺失的方式有两种：一种减小输电线电阻但可行性较差,最有效的方式是高压输电减小电流,应选项 B 正确2解析：选 C.照明供电线路的用电器是并联的,晚上七、八点钟用电高峰时,用电器越多,总电阻越小,供电线路上的电流越大,输电线上缺失的电压较大,用户得到的电压较小,C 正确2L3解析：选 B.输电线上电压降 UIr ,其中 r S,就 I 2L S U,得 S2 LI,B 对4解析：选 B.输出电功率 P3 10 6 kW ,输电电压 U500 kV ,就输电线上输送的电流大小为I U6 10 P 3 A,所以 A 错；输电线上由电阻造成的缺失电压 U 损Ir

18、15 kV ,所以 B 正确；2输电线上缺失的功率 PU 损 IPU 2r,所以 D 错误；如改用 5 kV 电压输电,就输电线上的极限电流 I 5 kV 2.5 2000 A,导线上最大消耗功率 P I2r2000 22.5 W 10 7 W ,故 C 错5解析：设每根输电线的电阻为 r,就3r LS2.4 10 81.5 10 80 104 12.8 ,抱负变压器,高压输出端功率 P 输P0,P0 为发电机功率1设升压变压器的输出电压为 U输,输电线上电流为 I ,由线路缺失可得 2I 2r P 损P0 4% 10 4 10 3 0.04I 2r2 12.8 A125 A 由 P 输U 输

19、 I 得 U 输P输 I10 125 A80 kV. 4 kW2输电线路上的电压缺失 U损 I 2r125 12.8 2 V3.2 kV . 答案： 180 kV 23.2 kV 【巩固提高】参考答案1解析：选 D.输送电能的基本要求是牢靠、保质、经济削减输电线上的功率缺失可采纳高压输电,也可采纳减小输电线电阻,即增大传输导线横截面积的方法,但不经济,且增加架设难度 实际输电时,要综合考虑各种因素名师归纳总结 2解析：选C.电费高低与线路损耗有关,损耗越大,电费越高,削减损耗的途径有二：一是提P损跟输第 6 页,共 8 页高输电电压；二是减小输电线电阻即增大导线的横截面积,故C 选项正确22R

20、U P 2R,因输送功率肯定,3解析：选 BC.由 PIU 得 I P U,导线上缺失功率P 损I送电压的平方成反比；U损P UR,U 损跟输送电压成反比,所以正确选项为B、C. - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 5解析：选 B.设线路电阻为 r,缺失功率为 P损I 2r,线路电流为 I P U 0,解得 P 损PU 2r20,就 P损 U 1 20,当 P 损为原先的1 10时 U0 10U 0. 6解析：选 AD. 输电线上的热耗功率 P线 I 2R 线,热耗功率由 P 变为 9P,就电流 I 变为 3I,选项 A 正确输电功率 P 不变,由 PU

21、I ,电流变为 3I ,输电电压为1 3U,选项 D 正确7解析：选 B.输电线电阻 rL S,输电电流 I P U,故输电线上缺失的电功率为： PI 2rP U 2LSPU 2 L2S ,用户得到的电功率 P 用 P PP1P LU 2S故 B 正确38解析：选 A.节省的电功率即为一般电路输电时损耗的电功率,IU40 10 A50 AP线 I 2R 50 2 0.4 W 1000 W ,故节省的电功率为 1 kW ,A 项正确9解析：选 CD.对升压 或降压 变压器而言,由变压器电压比 U 1U2n1n2知,输入电压不变,匝数不变,输出电压不变,故 A 选项不正确；由 PUI 知, U 不

22、变, P 增大,故 I 增大,使2得输电线上的电压损耗 UI 2R线增大,功率损耗 PI 2R线增大,所以降压变压器上的输入电 P压减小, 输出电压减小, 所以 B 不正确, C 正确； 由于输电线上损耗的功率占总功率的比例为 P1I 22R线P1U1n1P1 2R线P1nU 1n 21R线2P1,所以随发电厂输出功率变大,该值变大,D 正确310解析：选 ABD. T1原线圈的电流为 I 1P1 U14000 10 A1 10 3 A,输电线上缺失的功率为2P损I 2R10% P1,所以 I 210% P1R4000 101 10 3 0.13 A 20 A,选项 A 对； T1的变压比为

23、n1 n2I 2I 12010 31 50；T1上副线圈的电压为 U 250U1 2 10 5 V ,T 2 上原线圈的电压为 U3 U2 I 2R 2 10 5 V5 320 10 3 V1.8 10 5 V,选项 B 对； T 2 上原、副线圈的变压比为 n4U3 U41.8 109 1011,选项 C 错；能正常发光的灯泡的盏数为：N90% P1 606 10 4盏,选项 D 对311解析： 1输电线上的电流强度为 I U20 10 A50 A,输电线路损耗的功率为 P损 I 2R50 2 5 W 12500 W 12.5 kW. 32改用高压输电后,输电线上的电流强度变为 I UP20

24、 10 5000 A4 A,用户端在变压器降压前获得的电压依据U 1n1 可知,用户得到的电压为U 2 n2答案： 112.5 kW 2226.4 V 12解析： 1输电线上功率缺失：U1 U IR50004 5V 4980 V ,U 2n2 n1U1 1 22 4980 V 226.4 V. P5% P1 5% 24.5 kW 1225 W ,名师归纳总结 又由于 PI2 2R 线,所以,输电线上的电流为：I 2 P R线1225A 17.5 A. 第 7 页,共 8 页42升压变压器原线圈上的电流I 1P1/U 124.5 kW/350 V 70 A,升压变压器原、副线圈的匝数之比为n1 n2I 2I 117.57014. 3输电线上电压缺失： UI 2R线U 2U3,降压变压器输入电压：U3 U2Un2 n1U1I 2R 线 4 350 17.5 4V 1330 V. - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 降压变压器原、副线圈的匝数之比为 n3 n4U 3U用133022013322. 答案： 117.5 A 214 3133 22 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 8 页