高中物理人教版 (新课标)选修35 电能的输送导学案及答案

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第五节 电能的输送一、典型例题（1）输送4800kW的电功率，采用110kV高压输电，若不考虑电抗的影响，输电导线中的电流是多少安？如果用110V电压输电，输电导线中的电流将是多少？解：在不考虑电抗的影响时，电功率P = UI，所以，，其中P = 4800kW = 4800×103W.当U = 110kV = 110×103V时，导线中电流 .当U = 110V时，导线中的电流 .可见，大功率输电是不可能用低电压的.（2）指出下面的一段叙述错在那里，并说明原因.将电能从发电站送到用户，在输电线上会损失一部分功率. 设输电电压为U，则功率损失为P损 = UI. （1）而U = I R （2）将（2）式代入（1）式，得到P损 = U2 / R （3）由（3）式可知，要减小功率损失P损，就应当用低压送电和增大输电线的电阻R.答：题中叙述所得的结论是错的. 这是由于在分析中不看条件乱套公式所致.输电过程中，在输电线上由电阻造成损失的功率P损跟输电线中的电流I和输电线上的电压损失△U成正比，即P损 = I△U其中△U = IR . R为输电线的电阻. 题中把电压损失△U = U－U′同输电电压U混同了，因而得出了错误的结论.（3）从发电站输出的功率为200kW，输电线的总电阻为0.05Ω，用110V和11kV两种电压输电，输电线上电阻造成的电压损失各是多少伏？解：输电线上由电阻造成的电压损失△U = IR .而. 所以，电压损失为其中P为输出功率，U为输电电压.当用110V电压输电时，输电线上的电压损失为当用11 kV电压输电时，输电线上的电压损失为（4）如果用220V和11kV两种电压来输电，设输送的电功率、输电线上的功率损失、导线的长度和电阻率都相同，求导线的横截面积之比.解：设输送的电功率为P，输电电压为U，送电距离为L，导线横截面积为S，电阻率为ρ.则每根导线损失的电功率P损= I2R .由于P = UI，，所以，现在，输送电功率P相同，导线电阻率ρ和长度L也相同. 在输电电压U和导线横截面积S不同时，如果要求导线上损失的电功率相同，则应有所以 .可见，要满足题中所设要求用220V电压输电时，导线的横截面积是11kV输电时的2500倍.（5）一座小型水电站，它输出的电功率是20kW，输电电压是400V. 输电线的总电阻是0.5Ω，输电线上的功率损失是多少？用户得到的电功率是多少？假如用250V的电压输电，输电导线上功率的损失和用户得到的功率又各是多少？解：用400V电压输电时，导线中电流 .输电导线损失的电功率 P损 = I2R = 502×0.5W = 1.25kW.用户得到的电功率P用 = P出－P损 = 20kW－1.25kW = 18.75kW.用250V电压输电时，导线中电流 .所以 P损 = 802×0.5W = 3.20kW.P用 = 20kW－3.20kW = 16.80 kW.二、本节课后练习1.某电厂原采用电压U1输电，后改用U2 = 20U1电压输电，不考虑其它变化，则（ ）A. 输电电流变为原来的1/20B. 输电线上电压损失降为原来的1/20C. 输电线上电能损失降为原来的1/40D. 输电效率比原来提高了39倍 （AB）2.一台理想变压器，在同一输送电路中，以不同的电压输送相同的功率. 变压器的输入电压U保持不变，线路电阻R为定值. 当变压器的副线圈与原线圈的匝数比为 K时，线路损耗的电功率为多少？当匝数比提高到nK时，线路损耗的电功率变为原来的多少分之一？（）3.发电机的输出功率是10kW，输出电压是250V. 通过一只匝数比是1∶10的理想变压器向远处输电，则输电的电流强度是多少A？若输电线的总电阻是6.25Ω，那么输电线上损失的功率占总功率的百分之几？（4A，1%）4.一发电机输出电压500V，功率16kW. 输电线的电阻为50Ω. 用电器的额定电压为200V. 为了减少输电线功率损失，使损失最大为5%，现采用理想变压器进行高压输电. 为达到上述目的，升压变压器原副线圈的匝数比应为多少？降压变压器原副线圈的匝数比应为多少？（1∶8， 19∶1）