電能的輸送課 程 標(biāo) 準(zhǔn)素 養(yǎng) 目 標(biāo)知道遠(yuǎn)距離輸電時通常采用高壓輸電的原因。1.了解輸電線上電能損失的影響因素和遠(yuǎn)距離高壓輸電的原理。（物理觀念）2.知道遠(yuǎn)距離輸電線路的基本構(gòu)成，會對簡單的遠(yuǎn)距離輸電線路進(jìn)行計算。（科學(xué)思維）3.探究電壓損失、功率損失的關(guān)系。（科學(xué)探究）4.知道交變電流從發(fā)電站到用戶的輸電過程。（科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）必備知識·自主學(xué)習(xí)一、降低輸電損耗的兩個途徑我國很多發(fā)電廠建在能源聚集的西部地區(qū)，而用電量大的城市多在東部沿海地區(qū)。探討：從發(fā)電廠到用電量大的區(qū)域的遠(yuǎn)距離輸電中，如何減少電能的損耗？提示：（1）減少輸電線的電阻。（2）減少輸電線中的電流。1.輸送電能的基本要求：（1）可靠：指保證供電線路可靠地工作，少有故障。（2）保質(zhì)：保證電能的質(zhì)量——電壓和頻率穩(wěn)定。（3）經(jīng)濟(jì)：指輸電線路建造和運(yùn)行的費用低，電能損耗少。2.降低輸電損耗的兩個途徑：要減少輸電線路上的功率損失，由公式P損＝I2R線知，必須減小輸電線電阻或減小輸電電流。（1）要減小電阻，從R＝ρ看，在輸電距離一定的情況下，可以增大導(dǎo)線的橫截面積，但過粗的導(dǎo)線會耗費太多的金屬材料，同時也給鋪設(shè)線路帶來困難；還可以選用電阻率較小的導(dǎo)體。（2）從公式P＝UI來看，在保證功率不改變的情況下，要減小輸電電流就必須提高輸電電壓。3.高壓輸電：（1）現(xiàn)代遠(yuǎn)距離輸電都采用高壓輸電。目前我國遠(yuǎn)距離送電采用的電壓有110 kV、220 kV、330 kV，輸電干線已采用500 kV和750 kV的超高壓，西北電網(wǎng)甚至達(dá)到1 100 kV的特高壓。（2）高壓輸電并不是越高越好。電壓越高，對輸電線路絕緣性能和變壓器的要求就越高，線路修建費用會增多。（3）實際輸送電能時要綜合考慮輸送功率、距離、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等要求選擇合適的輸電電壓。二、電網(wǎng)供電1.遠(yuǎn)距離輸電基本原理：在發(fā)電站內(nèi)用升壓變壓器升壓，然后進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，在用電區(qū)域通過降壓變壓器降到所需的電壓。2.電網(wǎng)：通過網(wǎng)狀的輸電線、變電站，將許多電廠和廣大用戶連接起來，形成全國性或地區(qū)性的輸電網(wǎng)絡(luò)。3.電網(wǎng)輸電的優(yōu)點：（1）降低一次能源的運(yùn)輸成本，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。（2）減小斷電的風(fēng)險，調(diào)劑不同地區(qū)電力供需的平衡，保障供電的質(zhì)量。（3）合理調(diào)度電力，使電力的供應(yīng)更加可靠，質(zhì)量更高。（4）關(guān)于電能的輸送解釋符合科學(xué)實際的有：①③。①輸電線上電功率的損失，與輸電線的電阻成正比，與輸電線電流的平方成正比。②由P＝可知，輸電電壓越小，輸電線上電功率的損失就越小。③使用變壓器進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，用戶得到的電壓可以高于發(fā)電機(jī)輸出的電壓。④遠(yuǎn)距離輸電時，若升壓變壓器匝數(shù)比為1∶n，降壓變壓器匝數(shù)比為n∶1，則升壓變壓器的輸入電壓和降壓變壓器的輸出電壓相等。【易錯辨析】（1）輸電線上電功率的損失，與輸電線的電阻成正比，與輸電線電流的平方成正比。（√）（2）由P＝可知，輸電電壓越小，輸電線上的電功率損失就越小。（×）（3）使用變壓器進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，用戶得到的電壓可以高于發(fā)電機(jī)輸出的電壓。（√）（4）遠(yuǎn)距離輸電時，若升壓變壓器匝數(shù)比為1∶n，降壓變壓器匝數(shù)比為n∶1，則升壓變壓器的輸入電壓和降壓變壓器的輸出電壓相等。（×）關(guān)鍵能力·合作學(xué)習(xí)知識點一 　電能輸送中的電壓損失和電能損耗1.輸電線上的電功率損失：（1）原因：輸電導(dǎo)線有電阻R線，電流流過輸電線時，電流的熱效應(yīng)引起電功率的損失。（2）計算式：①P線＝I2R線；②P線＝U線I；③P線＝。2.輸電線上的電壓損失：若用U表示輸電線始端電壓，U′表示輸電線末端電壓，則U線＝U－U′或U線＝IR線。3.電壓損失與輸電電壓的關(guān)系：如果遠(yuǎn)距離輸電的電功率P不變，輸電電壓為U，輸電導(dǎo)線電阻為R線，則輸電導(dǎo)線上發(fā)熱損失的功率P損＝I2R線＝（）2R線，因此輸電電壓若提高到nU，則P損將降低為原來的。如圖所示，假定發(fā)電廠輸出的電壓為U，輸送功率為P，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）。（1）用戶兩端的電壓是多大？（2）用戶得到的電能與發(fā)電廠輸出的電能相等嗎？（3）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？降低功率損耗有哪些途徑？提示：（1）U′＝U－ΔU＝U－r。（2）不相等，由能量守恒知，發(fā)電廠輸出的電能等于用戶得到的電能與輸電線上損失的電能之和。（3）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。功率損失表達(dá)式：ΔP＝I2r＝r，所以降低功率損耗的兩個途徑為：①減小輸電線的電阻r；②減小輸電電流I，即提高輸電電壓U。【典例】某變電站用220 V的電壓輸電，導(dǎo)線上損失的功率為輸送功率的20%。若要使導(dǎo)線上損失的功率降為輸送功率的5%，則輸電電壓應(yīng)為多少？【解題探究】降低功率損耗方便、可行的途徑是什么？提示：減小輸電電流I，即提高輸電電壓U。【解析】設(shè)輸送功率為P，輸電電壓U1＝220 V時，損失功率ΔP1＝20%P又因為ΔP1＝IR線，I1＝解得ΔP1＝R線現(xiàn)要求ΔP2＝5%P，同理ΔP2＝R線因此可得＝＝所以U2＝2U1＝440 V。答案：440 V計算輸電線上功率損失的兩種方法計算輸電線上損失的功率時，要注意區(qū)分兩個電壓：輸電電壓（輸電線始端的電壓）U和輸電線上的損失電壓ΔU。（1）P損＝ΔUI＝，ΔU是輸電線兩端的電壓，即輸電線上損失的電壓。（2）P損＝（）2R線，U是指輸電電壓，即從發(fā)電站發(fā)出后，經(jīng)過變壓器升高后的電壓。1.（母題追問）在【典例】中，若輸電電壓不變，輸電線的電阻應(yīng)變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮?/span>提示：ΔP＝I2R線，則＝＝＝輸電線的電阻應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?/span>。2.中國輸電工程目前是世界上電壓最高的，假設(shè)甲、乙兩地原來用500 kV的超高壓輸電，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，不考慮其他因素的影響。則（　　）A．輸電電流變?yōu)樵瓉淼?倍B．輸電線上降落的電壓將變?yōu)樵瓉淼?倍C．輸電線上降落的電壓將變?yōu)樵瓉淼?/span>D．輸電線上損耗的電功率將變?yōu)樵瓉淼?/span>【解析】選C。根據(jù)輸送電功率P輸＝U輸I輸及P輸不變可知，輸電電流I輸＝∝，當(dāng)U輸變?yōu)樵瓉淼?倍時，I輸變?yōu)樵瓉淼?/span>，選項A錯誤；輸電線上降落的電壓U降＝I輸R線∝I輸，所以，當(dāng)輸電電流變?yōu)樵瓉淼?/span>時，輸電線上降落的電壓也變?yōu)樵瓉淼?/span>，選項B錯誤，C正確；輸電線上損耗的電功率P損＝IR線∝I，所以輸電線上損耗的電功率將變?yōu)樵瓉淼?/span>，選項D錯誤。3.（多選）（2020·全國Ⅱ卷）特高壓輸電可使輸送中的電能損耗和電壓損失大幅降低。我國已成功掌握并實際應(yīng)用了特高壓輸電技術(shù)。假設(shè)從A處采用550 kV的超高壓向B處輸電，輸電線上損耗的電功率為ΔP，到達(dá)B處時電壓下降了ΔU。在保持A處輸送的電功率和輸電線電阻都不變的條件下，改用1 100 kV特高壓輸電，輸電線上損耗的電功率變?yōu)棣′，到達(dá)B處時電壓下降了ΔU′。不考慮其他因素的影響，則（　?。?/span>A．ΔP′＝ΔP　　  B．ΔP′＝ΔPC．ΔU′＝ΔU      D．ΔU′＝ΔU【解析】選A、D。由電功率公式得ΔP＝I2R， 輸電線上電壓下降ΔU＝IR，輸電電流為I＝，在輸送的電功率和輸電線電阻都不變時，U變?yōu)樵瓉淼?倍，電流變?yōu)樵瓉淼?/span>，則ΔP′＝ΔP，ΔU′＝ΔU，選項A、D正確，B、C錯誤。【加固訓(xùn)練】　　遠(yuǎn)距離輸電，輸電功率一定，當(dāng)輸電電壓為U0時，輸電線上的電流為I0，損失的電功率為P0。則當(dāng)輸電電壓提高為2U0時（　?。?/span>A．由I＝得，輸電線上的電流變?yōu)?I0B．由I＝得，輸電線上的電流變?yōu)?/span>C．由P＝得，輸電線上損失的電功率為4P0D．由P＝UI得，輸電線上損失的電功率為2P0【解析】選B。設(shè)輸電線的電阻為R，當(dāng)輸電線上的電流為I0時，損失的電功率為P0＝IR。當(dāng)輸電電壓提高為2U0時，由I＝可知輸電線上的電流變?yōu)?/span>，輸電線上損失的電功率為P損＝（）2R＝，故選項B正確。知識點二 　遠(yuǎn)距離高壓輸電過程的分析與計算1.遠(yuǎn)距離輸電的幾個基本關(guān)系式：（1）功率關(guān)系：P1＝P2，P2＝P損＋P3，P3＝P4。（2）電壓關(guān)系：＝，U2＝U線＋U3，＝。（3）電流關(guān)系：＝，I2＝I線＝I3，＝。（4）輸電電流：I線＝＝＝＝。（5）輸電導(dǎo)線上損耗的電功率：P損＝P2－P3＝IR線＝＝U線I線。（6）輸電導(dǎo)線上的電壓損失：U線＝I線R線＝U2－U3。2.兩個聯(lián)系：（1）線圈1（匝數(shù)為n1）和線圈2（匝數(shù)為n2）中各個量間的關(guān)系是：＝，I1n1＝I2n2，P1＝P2。（2）線圈3（匝數(shù)為n3）和線圈4（匝數(shù)為n4）中各個量間的關(guān)系是：＝，I3n3＝I4n4，P3＝P4。3.掌握一個定律：根據(jù)能量守恒定律得P2＝ΔP＋P3。某發(fā)電站向遠(yuǎn)處送電的示意圖如圖所示，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(jī)內(nèi)阻、n1、n2、n3、n4線圈的電阻均忽略不計）。（2）若兩個變壓器均為理想變壓器，則每個變壓器中的電流、電壓、功率有什么關(guān)系？提示：（1）第一個回路：P1＝U1I1第二個回路：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝IR＋P3第三個回路：P4＝U4I4（2）＝、＝、P1＝P2；＝、＝、P3＝P4【典例】發(fā)電機(jī)兩端的電壓為①，輸出②，輸電導(dǎo)線的總③，如果用原、副線圈匝數(shù)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。（1）畫出全過程的線路示意圖；（2）求用戶得到的電壓和功率；（3）若不經(jīng)過變壓而直接送給用戶，求用戶得到的電壓和功率。【審題關(guān)鍵】序號解題依據(jù)信息提取①交變電流的規(guī)律輸電電壓220 V②理想變壓器的規(guī)律輸出功率4.4×104 W③電阻的特點輸電線電阻R線＝0.2 Ω【解析】（1）線路示意圖如圖甲所示（2）由圖甲可知，升壓變壓器副線圈兩端的輸出電壓U2＝U1＝2 200 V。據(jù)理想變壓器P入＝P出，則升壓變壓器副線圈的輸出電流I2＝＝ A＝20 A，輸電線上的功率損失和電壓損失分別為P損＝IR線＝202×0.2 W＝80 W，U損＝I2R線＝20×0.2 V＝4 V，所以降壓變壓器原線圈的輸入電壓和電流分別為U3＝U2－U損＝2 200 V－4 V＝2 196 V，I3＝I2＝20 A降壓變壓器副線圈的輸出電壓和電流分別為U4＝U3＝×2 196 V＝219.6 V，I4＝I3＝10×20 A＝200 A用戶得到的功率為P4＝U4I4＝219.6×200 W＝4.392×104 W。（3）若直接給用戶供電，線路示意圖如圖乙所示，則輸電電流I′＝＝ A＝200 A。輸電線路上的電壓損失U′損＝I′R線＝200×0.2 V＝40 V。所以用戶得到的電壓U2′＝U1－U′損＝220 V－40 V＝180 V。用戶得到的功率為P′＝U2′I′＝180×200 W＝3.6×104 W答案：（1）見解析圖?。?）219.6 V　4.392×104 W（3）180 V　3.6×104 W處理遠(yuǎn)距離輸電的方法技巧（1）畫好一張圖——遠(yuǎn)距離輸電示意圖（2）抓住電兩端——發(fā)電站和用戶（3）分析一條線——輸電線（4）研究兩次變——升壓變壓器升壓和降壓變壓器降壓（5）區(qū)分三個量——輸送電壓（功率）、損失電壓（功率）、用戶電壓（功率）1.（2021·江蘇適應(yīng)性測試）小明分別按照圖1和圖2電路探究遠(yuǎn)距離輸電的輸電損耗，將長導(dǎo)線卷成相同的兩卷A、B來模擬輸電線路，忽略導(dǎo)線的自感作用。其中T1為理想升壓變壓器，T2為理想降壓變壓器，兩次實驗中使用的燈泡相同，燈泡的電壓相等。兩次實驗中（　?。?/span>A.都接直流電源B．A兩端的電壓相等C．A損耗的功率相等D．圖1中A的電流較大【解析】選D。變壓器不能改變直流電電壓，A錯誤；兩次燈泡電壓相等，電流也一定相等，因為＝所以圖1流過A的電流大于圖2流過A的電流，P＝I2R，圖1線圈A消耗的功率大于圖2線圈A消耗的功率，C錯誤，D正確；由U＝IR可知圖1A兩端的電壓大，B錯誤。2.（2021·濟(jì)南高二檢測）如圖所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓及輸電線的電阻R均不變。在用電高峰期，發(fā)電廠輸出功率將增大，下列說法正確的是（　?。?/span>A.升壓變壓器副線圈中電流變小B．降壓變壓器副線圈中電流變小C．輸電線上損耗的功率減小D．用戶消耗的功率占發(fā)電廠輸出總功率的比例減小【解析】選D。發(fā)電廠輸出功率增大，根據(jù)P＝UI知，輸出電壓不變，則升壓變壓器原線圈中的電流增大，則副線圈中的電流也增大，故A錯誤；用電高峰期時，用電器增多，則降壓變壓器中電流變大，故B錯誤；升壓變壓器副線圈中的電流等于輸電線中的電流，則輸電線中的電流增大，根據(jù)P損＝I2R知，輸電線上損失的功率增大，故C錯誤；用戶消耗的功率占發(fā)電廠輸出總功率的比例＝1－＝1－，因為輸電線上的電流增大，則電壓損失增大，U2不變，所以用戶消耗的功率占發(fā)電廠輸出總功率的比例減小，故D正確。【加固訓(xùn)練】如圖所示，某發(fā)電廠通過升壓變壓器和降壓變壓器向遠(yuǎn)距離輸送電能，假設(shè)輸電線路電阻發(fā)熱是電能損失的唯一原因。若遠(yuǎn)距離輸電電壓加倍，其他條件不變，下列說法正確的是（　　）A.輸電線上的電流加倍B．輸電線上的電能損失加倍C．輸電線上的電能損失是原來的D．輸電線上的電能損失是原來的【解析】選D。輸電線上輸送的功率一定，根據(jù)P＝UI知輸電電壓越高，輸電電流越小，若輸送電壓提高到原來的2倍，則輸電線上的電流減小到原來的，根據(jù)P損＝I2R可知，輸電線上的電能損失為原來的，故D正確，A、B、C錯誤。【拓展例題】考查內(nèi)容：遠(yuǎn)距離輸電與交變電流圖像的綜合應(yīng)用【典例】如圖甲是遠(yuǎn)距離輸電線路示意圖，圖乙是用戶端電壓隨時間變化的圖像，則（　?。?/span>A.發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電的頻率是100 HzB．降壓變壓器輸出的電壓有效值是340 VC．輸電線中的電流僅由輸送功率決定D．僅增加升壓變壓器的副線圈匝數(shù)，其他條件不變，輸電線上損失的功率減小【解析】選D。根據(jù)電壓隨時間變化的關(guān)系，由圖乙可知，T＝0.02 s，故f＝＝ Hz＝50 Hz，故A錯誤；由圖像可知交流電壓的最大值為Um＝340 V，因此其有效值為U＝ V，故B錯誤；根據(jù)P＝UI，輸電線中的電流與輸送功率和輸電電壓有關(guān)，故C錯誤；保持升壓變壓器原線圈匝數(shù)不變，增加副線圈匝數(shù)，輸出電壓增大，損失的功率為ΔP＝（）2R，損失功率減小，故D正確。情境·模型·素養(yǎng)北京奧運(yùn)會場館的建設(shè)體現(xiàn)了“綠色奧運(yùn)”的理念。作為北京奧運(yùn)會主場館之一的國家體育館“鳥巢”擁有9.1萬個座位，其扇形屋面和大面積的玻璃幕墻不僅給人以賞心悅目之感，還隱藏著一座年發(fā)電量約為98 550 kW·h的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，供給體育館內(nèi)的照明燈等使用。假如該發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率為1×105 W。探究：（1）按平均每天太陽照射6 h計，該發(fā)電系統(tǒng)一年（365天計）能輸出多少電能？（2）假若發(fā)電系統(tǒng)的輸出電壓為250 V，現(xiàn)準(zhǔn)備向遠(yuǎn)處輸電。所用輸電線的總電阻為R線＝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)比為多大的升壓變壓器和降壓變壓器。【解析】（1）由題意可以知道：P＝1.0×105 W，時間為：t＝365×6 h＝365×6×3 600 s，一年能輸出電能為E＝Pt＝1.0×105×365×6×3 600 J＝7.884×1011 J（2）依題意作出如圖輸電示意圖當(dāng)輸電線上損失的電功率為輸送電功率的5%時，輸電線中的電流為I2，I1＝＝400 A，根據(jù)5%P＝IR線，解得I2＝25 A，升壓變壓器的匝數(shù)比為＝＝＝，降壓變壓器T2副線圈中電流I4，即為提供給所有用戶的總電流I總，用戶獲得的總功率為P用＝P－5%P＝95%P，又P用＝U4I總＝U4I4，所以I4＝＝≈431.8 A，其原線圈中電流I3＝I2＝25 A，降壓變壓器的匝數(shù)比為＝＝＝。答案：（1）7.884×1011 J?。?）升壓變壓器的匝數(shù)比為：　降壓變壓器的匝數(shù)比為：近年來為響應(yīng)國家“精準(zhǔn)扶貧，產(chǎn)業(yè)扶貧”的戰(zhàn)略，投資2.35億建設(shè)30兆瓦光伏發(fā)電，光伏發(fā)電成為精準(zhǔn)扶貧的新途徑。如圖是所建光伏發(fā)電項目，該項目一期光伏發(fā)電機(jī)總輸出功率為8 000 kW，輸出電壓為500 V，先后經(jīng)過升壓變壓器和降壓變壓器傳輸?shù)接脩簟ＴO(shè)輸電線的總電阻為8 Ω，要求輸電線中因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的4%，用戶需要的電壓為220 V，不計變壓器的能量損耗。探究：（1）升壓變壓器的輸出電壓；（2）升壓變壓器和降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比。【解析】（1）損失的功率：ΔP＝4%P＝4%×8×106 W＝3.2×105 W設(shè)輸電線上的電流為I2，根據(jù)ΔP＝Ir得I2＝200 A升壓變壓器的輸出電壓為：U2＝＝ V＝4×104 V（2）升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為：＝＝＝電線上損失的電壓為：ΔU＝I2r＝200×8 V＝1 600 V降壓變壓器原線圈兩端的電壓為：U3＝U2－ΔU＝3.84×104 V降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為：＝＝＝答案：（1）4×104 V?。?）1∶80　1 920∶11課堂檢測·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1.某水電站，用總電阻為5 Ω的輸電線給940 km外的用戶送電，其輸出電功率是3.3×105 kW?，F(xiàn)用110 kV的電壓輸電，則下列說法正確的是（　　）A．輸電線上輸送的電流大小為3×105 AB．輸電線上損失的電壓為15 kVC．該輸電系統(tǒng)的輸電效率為95%D．若改用11 kV電壓輸電，則輸電線上損失的功率為4.5×108 kW【解析】選B。I＝＝ A＝3×103 A，故A錯誤；U損＝IR＝3×103×5 V＝15 kV，故B正確；P損＝I2R＝（3×103）2×5 W＝4.5×107 W，η＝×100%≈86%，故C錯誤；損失的功率大于輸出的功率，所以D錯誤。2.超高壓輸電是指使用500～1 000 kV電壓等級輸送電能。超高壓輸電與普通高壓輸電（500 kV以下）在建設(shè)和輸送成本方面有大幅度降低。如果輸送相同的電功率，則（　?。?/span>A．超高壓輸電電流更大B．超高壓輸電頻率更高C．超高壓輸電電能損耗會更多D．電能損耗相同的情況下，超高壓輸電線截面積可以更小【解析】選D。根據(jù)P＝U輸I線輸送相同的電功率，當(dāng)輸電電壓增大時，則電流變小，A錯誤；輸電頻率與輸送電壓無關(guān)，B錯誤； 根據(jù)P損＝IR線，線上電流減小，損失減小，C錯誤；超高壓輸電線截面積變小，根據(jù)R＝ρ電阻增大，根據(jù)P損＝IR線輸電電壓增大時，則電流變小，電阻增大，則電能損耗可以相同，D正確。3.（多選）（2021·青島高二檢測）某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示，發(fā)電機(jī)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（　?。?/span>A.＞B．＜C．升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓D．升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率【解析】選A、D。＝，＝，因為U1＝200 V＜U4＝220 V，U2＞U3＝U2－U線，故＞，選項B、C錯誤，A正確；由于輸電線上的功率損耗，故升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率。P出－P損＝P入，故D正確。【加固訓(xùn)練】　　遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖所示，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，電壓分別為U1、U2，電流分別為I1、I2，輸電線上的電阻為R。降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n3、n4，電壓分別為U3、U4，電流分別為I3、I4。變壓器為理想變壓器，則下列關(guān)系式中正確的是（　?。?/span>A.＝B．輸入用戶的電功率為I2U2－IRC．夜間用戶用電量增大時，I3會變小D．I1U1＝I3U3【解析】選B。升壓變壓器電流之比等于匝數(shù)的反比；故有＝，選項A錯誤；升壓變壓器副線圈的功率P2＝I2U2，輸電線上損耗的功率P損＝IR＝IR，所以降壓變壓器原線圈的功率P3＝I2U2－IR，輸入用戶的電功率等于降壓變壓器原線圈的功率P4＝P3＝I2U2－IR，選項B正確；如果用戶用電功率增加，使得電路中的電流強(qiáng)度I4增大，降壓變壓器匝數(shù)不變，則I3會增大，選項C錯誤；升壓變壓器原線圈的輸出功率等于副線圈的電功率，有I1U1＝I2U2 ，I3U3＝I4U4，而I3U3＝I2U2－IR，所以I1U1≠I3U3，選項D錯誤。4.（2021·煙臺高二檢測）在遠(yuǎn)距離輸電時，要考慮盡量減少輸電線上的功率損失。有一個小型發(fā)電站，發(fā)電機(jī)輸出的電功率為P＝500 kW，當(dāng)使用U＝5 kV的電壓輸電時，測得安裝在輸電線起點和終點處的兩只電度表一晝夜示數(shù)相差4 800 kW·h。（1）求輸電線上的電流I、輸電線的總電阻r和輸電線上損失的電壓U損。（2）若想把損失功率控制為輸送功率的1.6%，又不改變輸電線，那么發(fā)電站應(yīng)使用多高的電壓向外輸電？輸電線上損失的電壓是多少？【解析】（1）輸電線上損失的功率P損＝＝ kW＝200 kW輸電線上的電流I＝＝100 A由輸電線上損失的功率P損＝I2r得輸電線的總電阻r＝20 Ω輸電線上損失的電壓U損＝Ir＝2 000 V；（2）由題意知損失功率P損′＝P×1.6%＝8 kW，由P損′＝I′2r得輸電線上的電流I′＝20 A輸送電壓U′＝＝25 kV輸電線上損失的電壓U損′＝I′r＝400 V。答案：（1）100 A　20 Ω　2 000 V（2）25 kV　400 V

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