2019-2020年高中物理 5.5《電能的輸送》學(xué)案 新人教版選修3-2.doc

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2019-2020年高中物理 5.5《電能的輸送》學(xué)案 新人教版選修3-2 一、典型例題 （1）輸送4800kW的電功率，采用110kV高壓輸電，若不考慮電抗的影響，輸電導(dǎo)線中的電流是多少安？如果用110V電壓輸電，輸電導(dǎo)線中的電流將是多少？ 解：在不考慮電抗的影響時(shí)，電功率P = UI， 所以，， 其中P = 4800kW = 4800103W. 當(dāng)U = 110kV = 110103V時(shí)，導(dǎo)線中電流 . 當(dāng)U = 110V時(shí)，導(dǎo)線中的電流 . 可見，大功率輸電是不可能用低電壓的. （2）指出下面的一段敘述錯(cuò)在那里，并說明原因. 將電能從發(fā)電站送到用戶，在輸電線上會(huì)損失一部分功率. 設(shè)輸電電壓為U，則功率損失為 P損 = UI. （1） 而 U = I R （2） 將（2）式代入（1）式，得到 P損 = U2 / R （3） 由（3）式可知，要減小功率損失P損，就應(yīng)當(dāng)用低壓送電和增大輸電線的電阻R. 答：題中敘述所得的結(jié)論是錯(cuò)的. 這是由于在分析中不看條件亂套公式所致. 輸電過程中，在輸電線上由電阻造成損失的功率P損跟輸電線中的電流I和輸電線上的電壓損失△U成正比，即 P損 = I△U 其中△U = IR . R為輸電線的電阻. 題中把電壓損失△U = U－U′同輸電電壓U混同了，因而得出了錯(cuò)誤的結(jié)論. （3）從發(fā)電站輸出的功率為200kW，輸電線的總電阻為0.05Ω，用110V和11kV兩種電壓輸電，輸電線上電阻造成的電壓損失各是多少伏？ 解：輸電線上由電阻造成的電壓損失△U = IR . 而. 所以，電壓損失為 其中P為輸出功率，U為輸電電壓. 當(dāng)用110V電壓輸電時(shí)，輸電線上的電壓損失為 當(dāng)用11 kV電壓輸電時(shí)，輸電線上的電壓損失為 （4）如果用220V和11kV兩種電壓來輸電，設(shè)輸送的電功率、輸電線上的功率損失、導(dǎo)線的長(zhǎng)度和電阻率都相同，求導(dǎo)線的橫截面積之比. 解：設(shè)輸送的電功率為P，輸電電壓為U，送電距離為L(zhǎng)，導(dǎo)線橫截面積為S，電阻率為ρ. 則每根導(dǎo)線損失的電功率P損= I2R . 由于P = UI，， 所以， 現(xiàn)在，輸送電功率P相同，導(dǎo)線電阻率ρ和長(zhǎng)度L也相同. 在輸電電壓U和導(dǎo)線橫截面積S不同時(shí)，如果要求導(dǎo)線上損失的電功率相同，則應(yīng)有 所以 . 可見，要滿足題中所設(shè)要求用220V電壓輸電時(shí)，導(dǎo)線的橫截面積是11kV輸電時(shí)的2500倍. （5）一座小型水電站，它輸出的電功率是20kW，輸電電壓是400V. 輸電線的總電阻是0.5Ω，輸電線上的功率損失是多少？用戶得到的電功率是多少？假如用250V的電壓輸電，輸電導(dǎo)線上功率的損失和用戶得到的功率又各是多少？ 解：用400V電壓輸電時(shí)，導(dǎo)線中電流 . 輸電導(dǎo)線損失的電功率 P損 = I2R = 5020.5W = 1.25kW. 用戶得到的電功率P用 = P出－P損 = 20kW－1.25kW = 18.75kW. 用250V電壓輸電時(shí)，導(dǎo)線中電流 . 所以 P損 = 8020.5W = 3.20kW. P用 = 20kW－3.20kW = 16.80 kW. 二、本節(jié)課后練習(xí) 1.某電廠原采用電壓U1輸電，后改用U2 = 20U1電壓輸電，不考慮其它變化，則 （ ） A. 輸電電流變?yōu)樵瓉淼?/20 B. 輸電線上電壓損失降為原來的1/20 C. 輸電線上電能損失降為原來的1/40 D. 輸電效率比原來提高了39倍 （AB） 2.一臺(tái)理想變壓器，在同一輸送電路中，以不同的電壓輸送相同的功率. 變壓器的輸入電壓U保持不變，線路電阻R為定值. 當(dāng)變壓器的副線圈與原線圈的匝數(shù)比為 K時(shí)，線路損耗的電功率為多少？當(dāng)匝數(shù)比提高到nK時(shí)，線路損耗的電功率變?yōu)樵瓉淼亩嗌俜种唬? （） 3.發(fā)電機(jī)的輸出功率是10kW，輸出電壓是250V. 通過一只匝數(shù)比是1∶10的理想變壓器向遠(yuǎn)處輸電，則輸電的電流強(qiáng)度是多少A？若輸電線的總電阻是6.25Ω，那么輸電線上損失的功率占總功率的百分之幾？ （4A，1%） 4.一發(fā)電機(jī)輸出電壓500V，功率16kW. 輸電線的電阻為50Ω. 用電器的額定電壓為200V. 為了減少輸電線功率損失，使損失最大為5%，現(xiàn)采用理想變壓器進(jìn)行高壓輸電. 為達(dá)到上述目的，升壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比應(yīng)為多少？降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比應(yīng)為多少？ （1∶8， 19∶1）