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1、2022年高中物理下學(xué)期 5.5電能的輸送學(xué)案 蘇教版選修3-2
【教學(xué)目標(biāo)】
1．知道什么是輸電導(dǎo)線上的功率損失和如何減少功率損失．
2．知道什么是輸電導(dǎo)線上的電壓損失和如何減少電壓損失．
3．理解為什么遠(yuǎn)距離輸電要用高壓．
重點(diǎn)：輸電導(dǎo)線上的功率損失、電壓損失
難點(diǎn)：輸電導(dǎo)線上的功率損失、電壓損失
【自主預(yù)習(xí)】
一、輸電導(dǎo)線上的功率損失
1．原因：輸電線有電阻，電流通過導(dǎo)線時(shí)要發(fā) ，輸電過程有一部分電能轉(zhuǎn)化成熱而損失掉．
2．大?。害＝
說明：I為輸電線上流過的電流，R為輸電線的電阻．要注意，輸電是雙線制的，計(jì)算R時(shí)要注意輸電線長度應(yīng)
2、等于輸電距離的 倍．
3．減少輸電線上功率損失的方法：
（1）減少導(dǎo)線上的
由R＝ρ可知，在輸電線長度L一定的情況下可通過選用電阻率ρ 橫截面S 的導(dǎo)線，因條件限制，此方法減小線路能量的損失是很有限的．
（2）減小輸電
由ΔP＝I2R可知，ΔP∝I2，故減小輸電電流可大大減少功率損失，在線路和輸送功率不變時(shí)，可提高輸電 以減小輸電電流．采用 輸電是減少線路電能損失的有效方法．
二、輸電線路上的電壓損失
1．定義：如圖所示，輸電線路始端電壓U與末端的電壓U′的差值ΔU＝
3、 稱為輸電線路上的電壓損失．
2．電壓損失原因：
（1）線路電阻
輸電導(dǎo)線有電阻，電流通過輸電導(dǎo)線時(shí)，會(huì)在線路的電阻上產(chǎn)生電壓，致使輸電線路末端（用電設(shè)備兩端）電壓U′比起始端電壓U低，造成電壓損失U－U′．（2）線路感抗和容抗（總稱電抗）
3．減少輸電線路上的電壓損失的方法：
（a）增大輸電導(dǎo)線的截面積以減小 ．
（b）減小輸電 ．在輸送電功率不變的前提下，必須提高輸電
【典型例題】
一、輸電線路上的功率損失
【例1】 遠(yuǎn)距離輸送交流電都采用高壓輸電．我國正在研究用比330 kV高得多的電壓進(jìn)行輸電．采用高
4、壓輸電的優(yōu)點(diǎn)是
A．可節(jié)省輸電線的銅材料
B．可根據(jù)需要調(diào)節(jié)交流電的頻率
C．可減少輸電線上的損失
D．可加快輸電的速度
二、遠(yuǎn)距離輸電的分析
【例2】 如圖5－5－5為遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖．若發(fā)電機(jī)的輸出電壓不變，則下列敘述中正確的是( )
A．升壓變壓器的原線圈中的電流與用戶用電設(shè)備消耗的功率無關(guān)
B．輸電線中的電流只由升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比決定
C．當(dāng)用戶用電器的總電阻減小時(shí)，輸電線上損失的功率增大
D．升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓
三、 輸電線上功率與電壓之間的關(guān)系
【例3】 某發(fā)電站的輸出功率P＝104 kW，輸出電壓U1＝4
5、 kV，通過理想變壓器升壓后向遠(yuǎn)處供電．已知輸電導(dǎo)線的總電阻為R＝10 Ω，輸電線路損失的功率為輸出功率的4%，求變壓器的匝數(shù)比．
四、遠(yuǎn)距離輸電的全過程分析
【例4】 某小型水電站輸出功率為20 kW，輸電線路總電阻是6 Ω.
(1)若采用380 V輸電，求輸電線路損耗的功率．
(2)若改用5 000 V高壓輸電，用戶端利用n1∶n2＝22∶1的變壓器降壓，求用戶得到的電壓．
思維步步高 輸電線上的電流怎么計(jì)算？損失的功率怎么計(jì)算？改用高壓輸電后，用戶端變壓器原線圈的電壓是多少？
【課后練習(xí)】
1.遠(yuǎn)距離輸送一定功率的交流電，若輸
6、電線電阻一定，下列說法正確的是( )
A．輸電線上的電壓損失跟輸電電壓成正比
B．輸電線上的功率損失跟輸電電壓成正比
C．輸電線上的功率損失跟輸電電壓的平方成反比
D．輸電線上的功率損失跟輸電線上的電壓損失的平方成正比
2.下列關(guān)于電能輸送的說法正確的是( )
A．輸送電能的基本要求是可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟(jì)
B．減小輸電導(dǎo)線上功率損失的惟一方法是采用高壓輸電
C．減小輸電導(dǎo)線上電壓損失的惟一方法是增大輸電線的橫截面積
D．實(shí)際輸電時(shí)，要綜合考慮各種因素，如輸電功率大小、距離遠(yuǎn)近、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件等
3．在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，若輸送的功率不變，使輸出電壓升高為原來的n倍，則輸電
7、線路上因電阻而產(chǎn)生的電能損失將變?yōu)樵瓉淼? )
A．n2倍 B．n倍 C. D.
4．如圖5－5－6所示，當(dāng)圖中ab兩端與ef兩端分別加上220 V的交流電壓時(shí)，測得cd間與gh間電壓均為110 V；若分別在cd間與gh間兩端加上110 V的交流電壓，則ab與ef間電壓為( )
A．220 V,220 V B．220 V,110 V
C．110 V,110 V D．220 V,0 V
5.遠(yuǎn)距離輸送交流電都采用高壓輸電．我國正在研究用比330 kV高得多的電壓進(jìn)行輸
電．采用高壓輸電的優(yōu)點(diǎn)是( )
A．可節(jié)
8、省輸電線的材料 B．可根據(jù)需要調(diào)節(jié)交流電的頻率
C．可減小輸電線上的能量損失 D．可加快輸電的速度
6．某發(fā)電站采用高壓輸電向外輸送電能．若輸送的總功率為P0，輸電電壓為U，輸電導(dǎo)線的總電阻為R.則下列說法正確的是( )
A．輸電線上的電流I＝ B．輸電線上的電流I＝
C．輸電線上損失的功率P＝()2R D．輸電線上損失的功率P＝
7．2007年11月8日，工程規(guī)模僅次于長江三峽，位居全國第二位、世界第三位的金沙江溪洛渡水電站截流成功，標(biāo)志著“西電東送”工程又邁出了堅(jiān)實(shí)的一步．下列有關(guān)發(fā)電與
9、送電的說法中正確的是( )
A．水電站截流筑壩有利于儲(chǔ)蓄水的內(nèi)能，提高發(fā)電能力
B．減小輸電線的截面積有利于降低輸電時(shí)的損耗
C．提高輸電電壓有利于減小輸電線中的電流
D．增大發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的直徑有利于提高發(fā)電機(jī)的輸出電壓
8．某發(fā)電廠原來用電壓為U1的交流電輸電，后改用變壓比為1∶50的升壓器將電壓升高后輸電，輸送的電功率保持不變．若輸電線路的電阻為R，則下列說法中正確的是( )
A．由公式I＝可知，提高電壓后輸電線上的電流降為原來的
B．由公式I＝可知，提高電壓后輸電線上的電流增為原來的50倍
C．由公式P＝I2R可知，提高電壓后輸電線上的功率損耗減為原來的
D．由公式P＝可知，提高電壓后輸電線上的功率損耗增大為原來的2 500倍
9．某山區(qū)小型水力發(fā)電站的發(fā)電機(jī)有穩(wěn)定的輸出電壓，它發(fā)出的電先通過電站附近的升壓變壓器升壓，然后通過高壓輸電線路把電能輸送到遠(yuǎn)處村寨附近的降壓變壓器，經(jīng)降低變壓器降壓后再輸送至村寨中各用戶．設(shè)變壓器都是理想的，那么隨著村寨中接入電路的用電器消耗的總功率的增加，則( )
A．通過升壓變壓器初級(jí)線圈中的電流變大
B．升壓變壓器次級(jí)線圈兩端的電壓變小
C．高壓輸電線路上的電壓損失變大
D．降壓變壓器次級(jí)線圈兩端的電壓變小
2022年高中物理下學(xué)期 5.5電能的輸送學(xué)案 蘇教版選修3-2
