1、一、远距离输电1输电过程，如图所示。2输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为 QI 2Rt。（1）减少输电电能损失的两种方法理论依据：P 损 I 2R.减小输电线的电阻：根据电阻定律 R ，要减小输电线的电阻 R，在保证输电距离情况下，可采lS用减小材料的电阻率、增大导线的横截面积等方法。减小输电导线中电流：在输电功率一定的情况下，根据 PUI，要减小电流，必须提高电压。（2）输电线路功率损失的计算方法 P 损 P P，P 为输送的功率，P为用户所得功率。P 损 I R 线 ，I 线 为输电线路上的电流， R 线 为线路电阻。2线P 损 ，U 为输电线路上损失的电压，R
2、 线 为线路电阻。U2R线P 损 UI 线 ，U 为输电线路上损失的电压，I 线 为输电线路上的电流。3电压损失：（1）UUU；（2）UIR。4功率损失：（1）PP P；（2）PI 2R（ ） 2R。U5输送电流：（1）I ；PU（2）I 。U UR【题 1】2013 年 4 月 20 日 8 时 2 分在四川省雅安市芦山县发生 7.0 级地震后，常州常发集团向灾区人民捐赠一批柴油发电机，该发电机说明书的部分内容如下表所示，现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图所示。发电机到安置区的距离是 400 m，输电线路中的火线和零线均为 GBCZ60 型单股铜导线，该型号导线单位长度的
3、电阻为 2.5104 ，安置区家用电器的总功率为 44 kW，当这些额定电压为 220 V 的家用电器都正常工作时型号 AED6500S输出电压范围 220300 V最大输出功率 60 kWA输电线路中的电流为 20 A B发电机的实际输出电压为 300 V C在输电线路上损失的电功率为 8 kWD如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是 300 V【答案】C【题 2】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，输电导线总电阻为R，在某一时段用户需求的电功率为
4、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 P20RU2B输电线上损耗的功率为P20RU21C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【答案】C【解析】设发电厂输出功率为 P，则输电线上损耗的功率为 PPP 0，PI 2R ，A、B 选项P2RU21错误；采用更高的电压输电，可以减小导线上电流，故可以减小输电导线上损耗的功率，C 项正确；采用更高的电压输电，输电线上损耗的功率减小，则发电厂输出的总功率减小，故可提高输电的效率，D 项错误。【题 3】 （多选）某小型水电站的电能输送示意
5、图如图所示，发电机通过升压变压器 T1 和降压变压器T2 向用户供电。已知输电线的总电阻为 R，降压变压器 T2 的原、副线圈匝数之比为 41，降压变压器副线圈两端交变电压 u220 sin （100 t） V，降压变压器的副线圈与阻值 R011 的电阻组成闭合电路。2若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是A通过 R0 电流的有效值是 20 A B降压变压器 T2 原、副线圈的电压比为 41C升压变压器 T1 的输出电压等于降压变压器 T2 的输入电压D升压变压器 T1 的输出功率大于降压变压器 T2 的输 入功率【答案】ABD【题 4】 （多选）在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的
6、电功率不变时，那么A输电线路上损失的电压与输送电流成正比B输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大C输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比D输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比【答案】AC【解析】输电线路上损失电压 UIR ，在 R 一定时，U 和 I 成正比若 U 越高，I ，I 越小，PU那么 U 越小。输电线路上损失的功率 PI 2R，当 P一定时，I ，所以 P（ ） 2R，即 P 和 U 的PU PU平方成反比，跟 I 的平方成正比，故 A、C 正确 。 间的基本结构，如图所示。输电过程的电路被划分为三个独立的回路，即电源回路、输送回路和用户回路。在每个回路中，变压器的原线
7、圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源，每个回路均可应用闭合电路欧姆定律、串并联电路的规律，而变压器的电压、电流、功率关系则是联系不同回路的桥梁。2抓住两个联系（1）理想的升压变压器联系了电源回路 1 和输送回路 2，由变压器原理可得：线圈 1（匝数为 n1）和线圈 2（匝数为 n2）中各个量间的关系是 ， ，P 1P 2。U1U2 n1n2 I1I2 n2n1（2）理想 的降压变压器联系了输送回路 2 和用户回路 3，由变压器原理可得：线圈 3（匝数为 n3）和线圈 4（匝数为 n4）中各个量间的关系是 ， ，P 3P 4。U3U4 n3n4 I3I4 n4n33掌握一个能量守恒
8、定律发电机把机械能转化为电能，并通过导线将能量输送给线圈 1，线圈 1 上的能量就是远程输电的总能量，在输送过程中，先被输送回路上的导线电阻损耗一小部分，剩余的绝大部分通过降压变压器和用户回路被用户使用消耗，所以其能量关系为 P1P 线损 P 用户 。4远距离高压输电的几个基本关系（以图为例）（1）功率关系：P 1P 2，P 3P 4，P 2P 损 P 3。（2）电压、电流关系： ， ，U 2 UU 3，I 2I 3I 线 。U1U2 n1n2 I2I1 U3U4 n3n4 I4I3（3）输电电流：I 线 。P2U2 P3U3 U2 U3R线（4）输电线上损耗的电功率：P 损 I 线 UI R
9、 线 （ ） 2R 线 。2线P2U2当输送功率一定时，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 。1n25远距离输电问题的分析思路及常见的“三个误区”（1）分析思路：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” ，或按从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析。（2）三个误区：不能正确地利用公式 P 损 （ ） 2R 计算输电线上的损耗功率导致错误；P2U2不能正确理解升压变压器的输出电压 U2、降压变压器的输入电压 U3 和输电线上损失的电压 U 的关系导致错误，三者关系是 U2 UU 3；不能正确理解升压变压器的输入功率 P1、降压
10、变压器的输出功率 P4 和输电线上损失的功率 P 损 的关系导致错误，三者关系是 P1P 损 P 4。【题 5】（多选）一台发电机最大输出功率为 4000 kW，电压为 4000 V，经变压器 T1 升压后向远方输电输电线路总电阻为 R1 k. 到目的地经变压器 T2 降压，负载为多个正常发光的灯泡（220 V、60 W ） 。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的 10%，变压器 T1 和 T2 的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则AT 1 原、副线圈电流分别为 103 A 和 20 ABT 2 原、副线圈电压分别为 1.8105 V 和 220 VCT 1 和 T2 的变压比分别
11、为 150 和 401D有 6104 盏灯泡（ 220 V、60 W）正常发光【答案】ABD【题 6】如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则A用户用电器上交流电的频率是 100 Hz B发电机输出交流电的电压有效值是 500 VC输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D当用户用电器总电阻增大时，输电线上损失的功率减小【答案】D【题 7】 （多选）某发电机输出的交流电如图，经理想变压器升压后向远处输送，最后经理想变压器降压后输送给用户。则 下列说法正确的是A发电机输出交流电的有效值为 500 VB用户获得的交流电频率为 50 HzC若增加用户用电负载
12、数量，输电线上损失的功率将增加D若增加升压变压器原线圈的匝数，输电线上损失的功率将减小【答案】BC【解析】由题图图象可知交流电的最大值为 Um500 V，因此其有效值为 U 250Um2V，故 A 错误；由题图可知，T 210 2 s，故 f 50 Hz，故 B 正确；若增加用户用电21T负载的数量，总电阻减小，电流增大，由 PI 2R 知损失功率增大，故 C 正确；增大升压变压器原线圈匝数，输出电压减小，损失的功率为 P（ ） 2R，损失功率增大，故 D 错误。PU输的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。两条输电线总电阻用 R0 表示。当负载增加时，则A电压表 V1、V 2 的读数几乎不
13、变 B电流表 A2 的读数增大，电流表 A1 的读数减小C电压表 V3 的读数增大，电流表 A2 的读数增大D电压表 V2、V 3 的读数之差与电流表 A2 的读数的比值不变【答案】AD【题 9】2013 年 4 月 20 日 8 时 2 分在四川省雅安市芦山县发生 7.0 级地震后，常州常发集团向灾区人民捐赠一批柴油发电机，该发电机说明书的部分内容如下表所示。现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图所示。发电机到安置区的距离是 400 m，输电线路中的火线和零线均为 GBCZ60 型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为 2.5104 ，安置区家用电器的总功率为 44 kW，当
14、这些额定电压为 220 V 的家用电器都正常工作时。型号 AED6500S输出电压范围 220300 V最大输出功率 60 kW柴 油发 电 机 = = = = =火 线 零 线 安 置 区A输电线路中的电流为 20 AB发电机的实际输出电压为 300 V C在输电线路上损失的电功率为 8 kWD如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是 300 V【答案】C【解析】当这些额定电压为 220 V 的家用电器都正常工作时，输电线路中的电流为 I 200 A，APU错；导线电阻为 R2.510 4 4002 0.2 ，则发电机的实际输出电压为 U 输 U IR260 V，B 错；
15、在输电线路上损失的电功率为 P 损 I 2R8 kW，C 对；如果该柴油发电机发的电是正弦式交 变电流，则其输出电压的最大值是 Um U 输 368 V，D 错。 2【题 10】如图所示为重庆某中学教学区供电示意图，供电部门通过理想变压器原线圈 A、B 端送电，虚线框内表示教学区内各教室的照明电路。已知变压器副线圈 C、D 两端距教学区输入端 E、F 距离较远，电路之间输电线电阻不能忽略，设定 A、B 端输入电压一定，则以下说法正确的是A如果教学区同时使用的电灯减少， A、B 端输入功率仍不变BC、D 端电压一定为 220 VCE、F 端电压一定为 220 VD教学区内同时使用的电灯越多， E、F 端输入电压越低【答案】D【题 11】某电厂要将电能输送到较远的用户，输送的总功率为 9.8104 W，电厂输出电压仅为 350 V，为减少输送功率损失，先用一升压变压器将电压升高 再输出。已知输电线路的总电阻为 4 ，允许损失的功 率为输送功率的 5%，所需电压为 2 20 V，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比各是多少？【答案】18 13311
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