2019-2020年高中物理 模块要点回眸 第20点 远距离输电问题的处理思路及基本关系 教科版选修3-2

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1、2019-2020年高中物理模块要点回眸第20点远距离输电问题的处理思路及基本关系教科版选修3-21．远距离输电的处理思路对高压输电问题，正确画出输电过程示意图并在图上标出各物理量．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”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析．2．远距离高压输电的几个基本关系(以图1为例)图1(1)功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P损＋P3.(2)电压、电流关系：＝＝，＝＝，U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I线．(3)输电电流：I线＝＝＝.(4)输电线上损耗的电功率：P损＝I线·ΔU＝IR线＝()2R线．当输送功率一定时

2、，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的.对点例题　采用远距离输电时，要考虑尽量减小输电线上的功率损失．某发电站，输出的电功率为P＝500kW，当使用U＝5kV的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电能表一昼夜示数相差4800kW·h.(1)求输电效率η和输电线的总电阻r.(2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么发电站应使有多高的电压向外输电？解题指导　(1)输电线路上损失的电功率为P损＝kW＝200kW则输电效率η＝＝×100%＝60%输电线路中的电流为I＝＝A＝100A由P损＝I2r可得，输电线的总电阻为r＝＝Ω＝20Ω(2)若

3、输电效率η′＝98%，则输电线路上损失的功率为P损′＝P(1－η′)＝500×103×0.02W＝1×104W由P损′＝I′2r可得，输电线路中的电流为I′＝＝A≈22.36A由P＝U′I′可得，输电电压为U′＝＝V≈22.36kV.答案　(1)60%　20Ω　(2)22.36kV规律总结　处理远距离输电需要注意的问题(1)线路损耗问题计算远距离输电有关线路功率损耗问题时，应注意不同公式中各物理量的含义及对应性，如P损＝I2R线，公式改为P损＝，电压U指什么电压才无误？用升压变压器的副线圈电压或用降压变压器原线圈电压都是错误的，必须对应加在导线两端损耗的电压，同理，P损＝I2R

4、线的电流不能用升压变压器原线圈或降压变压器副线圈中的电流I1、I4，只能用通过输电导线的电流I2或I3.(2)输电、配电问题解答有关远距离输电的问题时，由于题中涉及几部分的电压、电流和功率，容易混淆，因此在解答这类问题时，最好画一个简单的输电线路示意图，将各部分电流、电压、功率分别标在图上，这样就很容易找到它们之间的关系，为顺利解答问题提供方便．如图2是远距离输电的示意图，交流发电机E的输出电压经升压变压器升压后，由电阻为R的输电线向远方输电，到达用户端时再用降压变压器降压供用户使用，设变压器均为理想变压器，则下列说法正确的是(　　)图2A．降压变压器与用户负载连接的总开关S断

5、开后，输电线上的功率损失为零B．降压变压器与用户负载连接的总开关S断开后，线路上的电压损失达到最大C．S闭合，用户的用电器增多时，输电线上的功率损失增大D．S闭合，用户的用电器增多时，用户得到的电压降低答案　ACD解析　远距离输电示意图如下(1)从图中可看出功率之间的关系是：P1＝P1′，P2＝P2′，P1′＝Pr＋P2(2)电压之间的关系是：＝，＝，U1′＝Ur＋U2；(3)电流之间的关系是：＝，＝，I1′＝Ir＝I2.无负载时，无电流输出，输电线路上的电流为0，电压损失为零，故功率损失为零，所以A正确，B错误；当用户用电器增多即负载功率变大时，需要的输入功率变大，故输电线上

6、的电流变大，输电线上的电压降变大，故输电线上的功率损失增大，用户得到的电压降低，所以C、D均正确．