1.理解輸電線上電能的損失與哪些因素有關(guān).2.理解減小電能損失的兩個途徑以及高壓輸電的原理.3.知道遠(yuǎn)距離輸電的典型電路，并能利用變壓器和電路的規(guī)律解決實際問題.
如圖1所示，假定輸電線路中的電流是I，兩條導(dǎo)線的總電阻是r，在圖中把導(dǎo)線電阻集中畫為r，輸送功率為P，發(fā)電廠輸出的電壓為U.那么：
一、電能輸送中的電壓損失和電能損耗
(1)遠(yuǎn)距離大功率輸電面臨的困難是什么？
答案　在輸電線上有功率損失.
(2)輸電線上功率損失的原因是什么？功率損失的表達(dá)式是什么？降低輸電損耗的兩個途徑是什么？
答案　由于輸電線有電阻，當(dāng)有電流流過輸電線時，有一部分電能轉(zhuǎn)化為電熱而損失掉了，這是輸電線上功率損失的主要原因.功率損耗表達(dá)式：P損＝I2r.所以降低輸電損耗的兩個途徑為：①減小輸電線的電阻r；②減小輸電電流I.
(3)為什么遠(yuǎn)距離輸電必須用高壓呢？
答案　因為發(fā)電廠的輸出功率P是一定的，由P＝UI知，要減小輸電電流I，必須提高輸出電壓U.
輸電線上的電壓損失和功率損耗(設(shè)輸電線上電阻為r，電流為I)1.電壓損失輸電線始端電壓U與輸電線末端電壓U′的差值.U損＝U－U′＝Ir.2.功率損耗(1)遠(yuǎn)距離輸電時，輸電線有電阻，電流的熱效應(yīng)引起功率損耗，損耗的功率P損＝I2r.(2)若輸電線上損失的電壓為U損，則功率損耗還可以表示為P損＝，P損＝.
3.減小電壓損失和功率損耗的方法(1)減小輸電線的電阻由R＝ρ 可知，距離l一定時，使用電阻率小的材料， 導(dǎo)體橫截面積可減小電阻.(2)減小輸電電流I由P＝UI可知，當(dāng)輸送功率一定時， 電壓可以減小電流.
二、遠(yuǎn)距離輸電電路中的各種關(guān)系
某發(fā)電站向遠(yuǎn)處送電的示意圖如圖2所示，其中各部分的物理量已在圖上標(biāo)注，在這個電路中包括三個回路.
(1)結(jié)合閉合電路的知識，分別分析三個回路中各物理量之間的關(guān)系(發(fā)電機內(nèi)阻，n1、n2、n3、n4線圈的電阻均忽略不計).
答案　第一個回路：P1＝U1I1
第三個回路：P4＝U4I4
(2)每個變壓器中的電流、電壓、功率有什么關(guān)系？
答案　若兩個變壓器為理想變壓器，
遠(yuǎn)距離輸電問題的分析1.遠(yuǎn)距離輸電基本原理在發(fā)電站內(nèi)用 升壓，然后進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，在用電區(qū)通過降到所需的電壓.2.解決遠(yuǎn)距離輸電問題時，應(yīng)首先畫出輸電的電路圖，參考圖2，并將已知量和待求量寫在電路圖的相應(yīng)位置.3.分析三個回路，在每個回路中，變壓器的原線圈是回路的負(fù)載，而相應(yīng)的副線圈是下一個回路的電源.
一、輸電線上功率損耗的計算
例1　超導(dǎo)材料電阻降為零的溫度稱為臨界溫度.1987年我國科學(xué)家制成了臨界溫度為90 K的高溫超導(dǎo)材料，利用超導(dǎo)材料零電阻的性質(zhì)，可實現(xiàn)無損耗輸電.現(xiàn)有一直流電路，輸電線的總電阻為0.4 Ω，它提供給用電器的電功率為40 kW，電壓為800 V.如果用臨界溫度以下的超導(dǎo)電纜替代原來的輸電線，保持供給用電器的功率和電壓不變，那么節(jié)約的電功率為(　　)A.1 kW B.1.6×103 kWC.1.6 kW D.10 kW
例2　三峽電站某機組輸出的電功率為50萬千瓦.(1)若輸出的電壓為20萬伏，則輸電線上的電流為多少？
(2)某處與電站間每根輸電線的電阻為10歐，則輸電線上損失的功率為多少？它占輸出功率的比例是多少？
(3)若將電壓升高至50萬伏，輸電線上的電流為多少？輸電線上損失的功率又為多少？它占輸出功率的比例是多少？
例3　某小型水電站的電能輸送示意圖如圖3所示，發(fā)電機的輸出電壓為200 V，輸電線總電阻為r，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2.降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n3、n4(變壓器均為理想變壓器).要使額定電壓為220 V 的用電器正常工作，則(　　)
例4　發(fā)電機的輸出電壓為220 V，輸出功率為44 kW，輸電導(dǎo)線的電阻為0.2 Ω，如果用原、副線圈匝數(shù)之比為1∶10的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線后，再用原、副線圈匝數(shù)比為 10∶1的降壓變壓器降壓供給用戶，則：(1)畫出全過程的線路示意圖；
(2)求用戶得到的電壓和功率；
輸電線路上的電壓損失和功率損耗分別為UR＝I2R＝20×0.2 V＝4 V
降壓變壓器上的輸入電流和輸入電壓分別為I3＝I2＝20 AU3＝U2－UR＝2 200 V－4 V＝2 196 V降壓變壓器上的輸出電壓和輸出電流分別為
用戶得到的功率為P4＝I4U4＝200×219.6 W＝4.392×104 W
答案　219.6 V　4.392×104 W
(3)若不經(jīng)過變壓而直接將電輸送到用戶，求用戶得到的電壓和功率.
所以用戶得到的電壓為U4′＝U1－UR′＝220 V－40 V＝180 V用戶得到的功率為P4′＝IU4′＝200×180 W＝3.6×104 W
解析　若不采用高壓輸電，用220 V低壓直接供電時，電路如圖所示.
答案　180 V　3.6×104 W
1.(輸電線上功率損失的計算)中國已投產(chǎn)運行的1 000 kV特高壓輸電是目前世界上電壓最高的輸電工程.假設(shè)甲、乙兩地原來用500 kV的超高壓輸電，輸電線上損耗的電功率為P.在保持輸送電功率和輸電線電阻都不變的條件下，現(xiàn)改用1 000 kV特高壓輸電，若不考慮其他因素的影響，則輸電線上損耗的電功率將變?yōu)?　　)
2.(輸電線上電壓損失問題)照明供電線路的路端電壓基本上是保持不變的.可是我們在晚上七、八點鐘用電高峰時開燈，電燈比深夜時要顯得暗些.這是因為用電高峰時(　　)A.總電阻比深夜時大，供電線路上的電流小，每盞燈兩端的電壓較低B.總電阻比深夜時大，供電線路上的電流小，通過每盞燈的電流較小
C.總電阻比深夜時小，供電線路上的電流大，輸電線上損失的電壓較大D.供電線路上電流恒定，但開的燈比深夜時多，通過每盞燈的電流小解析　照明供電線路的用電器是并聯(lián)的，晚上七、八點鐘用電高峰時，用電器越多，總電阻越小，供電線路上的電流越大，供電線上損失的電壓較大，用戶得到的電壓較小，故選C.答案　C
3.(遠(yuǎn)距離輸電問題)某小型水電站發(fā)電機輸出的電功率為100 kW，輸出電壓為250 V，現(xiàn)準(zhǔn)備向遠(yuǎn)處輸電.所用輸電線的總電阻為8 Ω，要求輸電時在輸電線上損失的電功率不超過輸送電功率的5%.用戶獲得220 V電壓，求應(yīng)選用匝數(shù)比分別為多大的升壓變壓器和降壓變壓器？
解析　依題意作出輸電示意圖如圖所示，升壓變壓器原線圈的電流為

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