2016高考物理二轮复习 难点突破10 远距离输电问题的分析 新人教版

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1、难点突破10远距离输电问题的分析解决远距离输电问题应清楚以下内容1．对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”这样的顺序，或从“用电器”倒推到“发电机”一步一步进行分析．2．远距离高压输电的几个基本关系(以图为例)，可分割为：三个回路，两个变压器．(1)整体功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P损＋P3.(2)两个变压器电压、电流关系：＝＝，＝＝.(3)高压输电回路：U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I线，I线＝＝＝＝.P损＝I线ΔU＝IR线＝()2R线＝＝.3．减少电能损失的基本途径：根据公式ΔP＝I2R线＝()2R线可知有两个基本途径：(1)减小输电线的

2、电阻，如采用电阻率小的材料制作输电线，加大导线的横截面积等；(2)高压输电，在输送功率一定的条件下，提高输电电压，减小输电电流．【典例】　某发电厂发电机的输出功率为P＝100kW，发电机端电压为U＝250V，向远处送电的输电线的总电阻R＝8Ω，要使输电线上的功率损失不超过输送功率的5%，用户得到的电压又正好是220V，则：(1)应该怎样安装变压器？画出输电线路的示意图．(2)所用的变压器的原、副线圈的匝数比是多少？【解析】　(1)只要安装一台升压变压器和一台降压变压器，输电线路示意图如图所示：(2)由题意知：P损＝5%P＝0.05×100×103W＝5×103W.设输电线路中的电流为I，则P

3、损＝I2R，代入数值得I＝25A输送电压为U2＝＝V＝4000V所以对升压变压器有＝＝＝输电线上损失的电压为U线＝IR＝200V所以降压变压器原线圈两端的电压为U3＝U2－U线＝3800V即对降压变压器有＝＝＝.所以升压变压器的原、副线圈的匝数比为116.降压变压器的原、副线圈的匝数比为19011.【答案】　(1)见解析(2)升压变压器的原、副线圈匝数比为116，降压变压器的原副线圈的匝数比为19011.随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益增大，节能变得越来越重要．某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U1，输出功率为P，输电导线总

4、电阻为R，在某一时段用户需求的电功率为P0，用户的用电器正常工作的电压为U2，在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是(　　)A．输电线上损耗的功率为B．输电线上损耗的功率为C．若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电D．采用更高的电压输电会降低输电的效率解析：远距离输电示意图如图所示，则输电线上损耗的功率为ΔP＝I2R＝(U3为输送电压)，A、B错；采用更高的电压输电(U3变大)，可以减小输电线上的电流，进而减小输电线损耗的功率，C对；由ΔP＝P－P0可知当输电线上损耗的功率减小，而用户得到的功率不变时，发电厂输出的总功率减小，即可提高输电效率，D错．答案：C一个小型水力发电站

5、，发电机输出电压U0＝250V，内电阻可以忽略不计，最大输出功率为Pm＝30kW，它通过总电阻为R线＝2Ω的输电线直接向远处的居民区供电．设居民区所有用电器都是额定电压为U＝220V的白炽灯，总功率为P用＝22kW，不计灯丝电阻随温度的变化．(1)当居民区的电灯全部使用时，电灯两端的电压是多少伏？发电机实际输出的电功率为多大？(2)若采用高压输电，在发电机端用升压变压器，在用户端用降压变压器，且不计变压器和用户线路的损耗．已知用户端变压器的降压比为401，当全部用户电灯正常发光时，输电线上损耗的功率为多大？解析：(1)由P＝知居民区的总电阻为R用＝＝2.2Ω.所以当居民区的电灯全部使用时，

6、电灯两端的电压是U灯＝R用≈131V.发电机实际输出的电功率为P实＝≈14881W.(2)当全部用户的电灯正常发光时，用户变压器副线圈中的电流为I2＝＝100A.由电流规律n1I1＝n2I2知输电线上的电流为I1＝×100A＝2.5A.所以输电线上损耗的功率为ΔP＝IR线＝12.5W.答案：(1)131V　14881W　(2)12.5W