《2018-2019學(xué)年高中物理 第五章 交變電流 第5節(jié) 電能的輸送學(xué)案 新人教版選修3-2.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第五章 交變電流 第5節(jié) 電能的輸送學(xué)案 新人教版選修3-2.doc（15頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第5節(jié)　電能的輸送 　1.掌握遠(yuǎn)距離輸電線上的能量損失與哪些因素有關(guān)． 2．應(yīng)用理想變壓器、電路知識對簡單的遠(yuǎn)距離輸電線路進(jìn)行定量計(jì)算． 一、降低輸電損耗的兩個途徑 1．輸送電能的基本要求 (1)可靠：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)：輸電線路建造和運(yùn)行的費(fèi)用低，電能損耗少． 2．輸電線上的功率損失：ΔP＝I2R線，I為輸電電流，R線為輸電線的電阻． 3．降低輸電損耗的兩個途徑 (1)減小輸電線的電阻：在輸電距離一定的情況下，為了減小電阻，應(yīng)當(dāng)選用電阻率小的金屬材料，還要盡可能增加導(dǎo)線的橫截面積． (2)減小輸電導(dǎo)線中的電流：為了減小輸電電流，同時又要保證向用戶提供一定的電功率，就要提高輸電電壓． 二、電網(wǎng)供電 1．遠(yuǎn)距離輸電基本原理：遠(yuǎn)距離輸電的基本電路如圖所示． 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壓降到所需的電壓． 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，形成的全國性或地區(qū)性的輸電網(wǎng)絡(luò)． 3．電網(wǎng)送電的優(yōu)點(diǎn) (1)降低一次能源的運(yùn)輸成本，獲得最大經(jīng)濟(jì)效益． (2)減少斷電的風(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． 判一判　(1)僅僅從減少能量損失的角度看，輸送功率一定的情況下，輸電電壓越高，損失的能量越少．(　　) (2)在輸送功率和輸電電壓一定，使用同種材料的導(dǎo)線時，越粗的導(dǎo)線損失的電壓越小．(　　) (3)一般情況下高壓輸電的導(dǎo)線是銅鋁合金而不是銀，原因是同種情況下，使用銀材料，輸電線損失的功率大．(　　) (4)從發(fā)電廠發(fā)出的電輸送到用戶均需要采用高壓輸電．(　　) (5)使用升壓變壓器和降壓變壓器進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電時，用戶得到的電壓可以高于發(fā)電機(jī)輸出的電壓．(　　) (6)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．(　　) 提示：(1)√　(2)√　(3)　(4)　(5)√　(6) 做一做　500千伏超高壓輸電是我國目前正在實(shí)施的一項(xiàng)重大工程．若輸送功率為3 200萬千瓦，原來采用200千伏輸電，由于輸電線有電阻而損失的電功率為P，則采用500千伏超高壓輸電后，在輸電線上損失的電功率為(設(shè)輸電線的電阻未變)(　　) A．0.4P　　　　　　　　　 B．0.16P C．2.5P D．6.25P 提示：選B.根據(jù)P損＝r可知：當(dāng)輸電電壓由200 kV升高到500 kV時，其線路損耗由P減小到0.16P，故B正確，A、C、D錯誤． 想一想　為什么要電網(wǎng)供電？ 提示：電網(wǎng)供電可降低一次能源的運(yùn)輸成本，合理地調(diào)度電力，減小斷電的風(fēng)險，調(diào)節(jié)不同地區(qū)的供需平衡，保障供電的質(zhì)量． 　輸電線路上的電壓和功率損失 1．輸電線路上的電壓損失 (1)電壓損失：輸電導(dǎo)線有電阻，電流通過輸電導(dǎo)線時，會在線路上產(chǎn)生電勢降落，致使輸電線路末端的電壓比起始端電壓要低，這就是輸電線上的電壓損失． (2)減少輸電線路電壓損失的兩種方法． ①減小輸電線路電阻：由R＝ρ可知，距離一定時，使用電阻率小的材料，增大導(dǎo)線橫截面積可減小電阻． ②減小輸電電流：由I＝可知，當(dāng)輸送功率一定時，升高電壓可以減小電流． 2．輸電導(dǎo)線上的電功率損失 (1)電功率損失 ①原因：任何輸電導(dǎo)線都有電阻，因此當(dāng)電流通過輸電導(dǎo)線向遠(yuǎn)方輸送時，輸電線因有電阻而發(fā)熱． ②功率損失的計(jì)算：ΔP＝I2R，I為輸電線路上的電流，R為線路電阻． (2)減少功率損失的方法 ①減小輸電線的電阻R，根據(jù)R＝ρ，減小電阻率ρ，目前一般用電阻率較小的銅或鋁作為導(dǎo)線材料；增大導(dǎo)線的橫截面積S，這要多耗費(fèi)金屬材料，增加成本，同時給輸電線的架設(shè)帶來很大的困難． ②減小輸電電流I，根據(jù)I＝，在輸送功率P一定，輸電線電阻R一定的條件下，輸電電壓提高到原來的n倍，根據(jù)P損＝R知，輸電線上的功率損耗將降為原來的. 命題視角1　減小輸電線上功率損失的途徑 　在遠(yuǎn)距離輸電過程中，為減少輸電線路上的電能損失，可采用的最佳方法是(　　) A．使輸電線粗一些　　　　　 B．減小輸電線長度 C．減少通電時間 D．采用高壓輸電 [思路點(diǎn)撥] 減少輸電線上電能損失的兩個途徑是減小導(dǎo)線電阻和提高輸送電壓． [解析]　從造成電能損失的原因分析，要減少電能損失，需要減小電阻、減小輸電電流，減小電阻已達(dá)到目前技術(shù)的極限了，因此，應(yīng)當(dāng)采用高壓輸電，減小輸電電流．故選D. [答案]　D 命題視角2　輸電線上功率損失的計(jì)算 　(多選)某水電站用總電阻為2.5 Ω的輸電線輸電給500 km外的用戶，其輸出電功率是3106 kW.現(xiàn)用500 kV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6.0103 A B．輸電線上由電阻造成的電壓損失為15 kV C．若改用5 kV電壓輸電，則輸電線上損失的功率為9108 kW D．輸電線上損失的功率為ΔP＝，U為輸電電壓，r為輸電線的電阻 [解析]　輸電線上輸送的電流為：I＝＝ A＝6 000 A，選項(xiàng)A正確；輸電線上由電阻造成的電壓損失為U損＝Ir＝6 0002.5 V＝1.5104 V，選項(xiàng)B正確；輸電線上損失的功率不可能大于輸送的總功率3106 kW，選項(xiàng)C錯誤；輸電線上損失的功率為ΔP＝中，U應(yīng)當(dāng)為輸電線上損失的電壓，選項(xiàng)D錯誤． [答案]　AB (1)輸電電壓是指加在高壓輸電線起始端的電壓U，損失電壓是指降落在輸電線路上的電壓ΔU＝IR. (2)輸送功率是指高壓輸電線起始端輸出的功率，損失功率是輸電線上消耗的功率． (3)無論從減少輸電線路上的功率損失，還是減少電壓損失來看，都要求提高輸電電壓，以減小輸電電流．　 【通關(guān)練習(xí)】 1．(多選)農(nóng)村電網(wǎng)改造升級的目的是減小線損率．線損率是指損耗電量占輸入電量的百分比，農(nóng)村電網(wǎng)的線損率達(dá)20%～30%，有的地方甚至達(dá)到50%.若要求線損率降到10%以下，則現(xiàn)實(shí)中可以采取的措施是(　　) A．提高輸送功率 B．提高輸電的電壓 C．全部采用超導(dǎo)材料做輸電線 D．適當(dāng)增大輸電線的橫截面積 解析：選BD.提高輸送功率，根據(jù)I＝，輸送電流較大，根據(jù)P損＝I2R，可知損失的功率較大，故A錯誤；提高輸電電壓，根據(jù)I＝，輸送電流較小，根據(jù)P損＝I2R，可知損失的功率較小，故B正確；應(yīng)用超導(dǎo)材料做輸電線，根據(jù)P損＝I2R，損失的功率為零，但成本太高，不經(jīng)濟(jì)，故C錯誤；適當(dāng)增大輸電導(dǎo)線的橫截面積，減小了電阻，根據(jù)P損＝I2R，可知損失的功率變小，故D正確． 2．現(xiàn)有一實(shí)用型高溫超導(dǎo)電纜，利用超導(dǎo)電纜可實(shí)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．若用臨界溫度以下的超導(dǎo)體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．10 kW C．1.6 kW D．1.6103 kW 解析：選A.輸電導(dǎo)線上的輸電電流I＝＝＝50 A，則輸電線上損失的電功率P′＝I2R＝5020.4 W＝1 000 W，則若用超導(dǎo)材料可節(jié)約的電能為1 kW，故A項(xiàng)正確． 　遠(yuǎn)距離輸電的輸送電路及基本關(guān)系 1．對高壓輸電中幾個電壓的理解 (1)輸送電壓：輸電線始端電壓，如圖中的U2. (2)用戶電壓：最終用戶得到的電壓，如圖中的U4. (3)損失電壓：輸電線始端電壓與末端電壓的差值(ΔU＝U2－U3＝I2R)，形成的原因是輸電導(dǎo)線有電阻，電流通過輸電線時，會在線路上產(chǎn)生電勢降落，致使輸電線路末端的電壓比起始端電壓要低，這就是輸電線上的電壓損失． 2．遠(yuǎn)距離輸電的基本關(guān)系(如圖所示) (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. 　(2018福建莆田六中月考)如圖為遠(yuǎn)距離的簡化電路圖．發(fā)電廠的輸出電壓是U，用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是I1，其末端間的電壓為U1.在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用戶端的電流為I2.則(　　) A．輸電線路上損失的電功率I1U B．輸電線上的電壓降為U C．理想變壓器的輸入功率為Ir D．用戶端的電壓為 [解析]　發(fā)電廠的輸出電壓是U，末端間的電壓為U1，輸電線路上損失的電功率是：I1(U－U1)，故A錯誤；發(fā)電廠的輸出電壓是U，所以輸電線上的電壓不可能降為U，故B錯誤；等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是I1，所以輸電線損耗的功率是：Ir，故C錯誤；由于輸電線與用戶間連有一理想變壓器，設(shè)用戶端的電壓是U2，則U1I1＝U2I2，得：U2＝，故D正確． [答案]　D 解決遠(yuǎn)距離輸電問題的一般步驟 (1)首先畫出遠(yuǎn)距離輸電的電路圖，并將已知量和待求量寫在電路圖中的相應(yīng)位置． (2)以變壓器為界將整個輸電電路劃分為幾個獨(dú)立的回路，每個回路都可以用歐姆定律，串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)和電功、電功率的公式等進(jìn)行計(jì)算，聯(lián)系各回路的橋梁是原、副線圈電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系及輸入功率和輸出功率的關(guān)系．　 　(多選)(2018廣西南寧三中模擬)遠(yuǎn)距離輸電裝置如圖所示，電廠輸送功率一定，升壓變壓器和降壓變壓器均是理想變壓器．當(dāng)開關(guān)S由2改接為1時，下列說法正確的是(　　) A．電壓表讀數(shù)變小 B．電流表讀數(shù)變大 C．電流表讀數(shù)變小 D．輸電線損失的功率減小 解析：選CD.S接到1后，升壓變壓器副線圈匝數(shù)增多，所以輸電電壓U2升高(U1∶U2＝N1∶N2，N2增多)，因?yàn)檩敵龉β什蛔?，所以輸電線電流減小，電流表的示數(shù)減小，輸電線上的電壓減小，所以最終降壓變壓器的輸出電壓變大，電壓表測路端電壓，示數(shù)變大，則A、B錯誤，C正確；電流表示數(shù)減小，輸電線損失功率減小，故D正確． 　遠(yuǎn)距離輸電的綜合問題 遠(yuǎn)距離輸電綜合問題的解題步驟 (1)畫出輸電電路； (2)求出轉(zhuǎn)化為電能的機(jī)械能大小，確定發(fā)電機(jī)的輸出功率； (3)理解聯(lián)系各回路之間的物理量，對各個回路獨(dú)立運(yùn)用歐姆定律、焦耳定律、電功和電功率等公式逐步進(jìn)行計(jì)算． 　有一條河流，水的流量為Q＝2 m3/s，落差h＝5 m，現(xiàn)利用其發(fā)電，若發(fā)電機(jī)的總效率為50%，輸出電壓為240 V，輸電線總電阻R＝30 Ω，允許損失的電功率為發(fā)電機(jī)輸出電功率的6%. (1)為滿足用電的需求，使用戶獲得220 V的電壓，分別求輸電線路使用的理想升壓變壓器、降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比． (2)如果輸送的電能供“220 V　100 W”的電燈使用，正常發(fā)光的電燈的盞數(shù)為多少？ [思路點(diǎn)撥] 將水流的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸電，應(yīng)先確定輸出功率，再利用遠(yuǎn)距離輸電示意圖及規(guī)律求解． [解析]　(1)遠(yuǎn)距離輸電的示意圖如圖所示． 發(fā)電機(jī)的輸出功率P總＝ηρQgh＝5104 W 設(shè)輸電線上的電流為I， 則電功率損失P損＝I2R 所以輸電線中的電流為 I＝ ＝ ＝ A＝10 A 升壓變壓器原線圈兩端的電壓 U1＝240 V 副線圈的輸出電壓為 U2＝＝ V＝5103 V 故升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為 n1∶n2＝U1∶U2＝240∶(5103)＝6∶125 輸電線上的電壓損失為 ΔU＝IR＝1030 V＝300 V 降壓變壓器原線圈兩端的電壓為 U3＝U2－ΔU＝5103 V－300 V＝4 700 V 降壓變壓器副線圈的輸出電壓為U4＝220 V 故降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為 n3∶n4＝U3∶U4＝4 700∶220＝235∶11. (2)設(shè)正常發(fā)光的電燈的盞數(shù)為N，則 N＝＝＝470(盞)． [答案]　(1)升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為6∶125　降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為235∶11　(2)470盞 　(多選)(2018甘肅臨夏中學(xué)月考)如圖所示為某小型電站高壓輸電示意圖．發(fā)電機(jī)輸出功率恒定，升壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U1和U2.下列說法正確的是(　　) A．采用高壓輸電可以增大輸電線中的電流 B．升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比＝ C．輸電線損耗的功率為 D．將P上移，用戶獲得的電壓將升高 解析：選BD.發(fā)電機(jī)輸出功率恒定，根據(jù)P＝UI可知，采用高壓輸電可以減小輸電線中的電流，故A錯誤；升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比等于輸入電壓和輸出電壓比，＝，故B正確；U2等于線路電阻上的電壓與降壓變壓器輸入電壓之和，故C錯誤；若P上移，升壓變壓器的原線圈匝數(shù)減小，由以上分析可知，用戶獲得的電壓將增大，故D正確． [隨堂檢測] 1．下列關(guān)于減少遠(yuǎn)距離輸電導(dǎo)線上熱損耗的說法中，正確的是(　　) A．因?yàn)闊峁β蔖＝，所以應(yīng)降低輸電電壓，增大輸電導(dǎo)線的電阻，才能減少輸電導(dǎo)線上的熱損耗 B．因?yàn)闊峁β蔖＝IU，所以應(yīng)采用低電壓、小電流輸電，才能減少輸電導(dǎo)線上的熱損耗 C．因?yàn)闊峁β蔖＝I2R，所以可采用減小輸電線電阻或減小輸電電流的方法來減少輸電導(dǎo)線上的熱損耗 D．以上說法均不正確 解析：選C.不能盲目套用公式，要注意其物理意義，在求熱損耗時可以用P損＝IR線或用P熱＝U線I線，也可用P＝，但U必須為輸電導(dǎo)線兩端的電壓．故選項(xiàng)C正確． 2．(2018江蘇東臺創(chuàng)新學(xué)校月考)如圖所示是遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，下列說法正確的是(　　) A．a(chǎn)是升壓變壓器，b是降壓變壓器 B．a(chǎn)是降壓變壓器，b是升壓變壓器 C．a(chǎn)的輸出電壓等于b的輸入電壓 D．a(chǎn)的輸出電壓等于輸電線上損耗的電壓 解析：選A.遠(yuǎn)距離輸電先升壓，后降壓，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯誤；由于輸電線上有電壓損耗，故a的輸出電壓等于b的輸入電壓與輸電線上損耗的電壓之和，選項(xiàng)C、D錯誤． 3．如圖所示為模擬遠(yuǎn)距離輸電實(shí)驗(yàn)電路圖，兩理想變壓器的匝數(shù)n1＝n4＜n2＝n3，四根模擬輸電線的電阻R1、R2、R3、R4的阻值均為R，A1、A2為相同的理想交流電流表，L1、L2為相同的小燈泡，燈絲電阻RL＞2R，忽略燈絲電阻隨溫度的變化．當(dāng)A、B端接入低壓交流電源時(　　) A．A1、A2兩表的示數(shù)相同 B．L1、L2兩燈泡的亮度相同 C．R1消耗的功率大于R3消耗的功率 D．R2兩端的電壓小于R4兩端的電壓 解析：選D.設(shè)A、B端所加電壓為U.由歐姆定律知，通過A2表的電流大小I2＝.通過升壓變壓器升壓后輸出電壓U′＝U，降壓變壓器獲得電壓為U′－I12R＝U－I12R，燈泡L1兩端電壓為，則通過燈泡L1的電流為.故由變壓器電流變化規(guī)律得A1表的電流大小I1＝.又因?yàn)閚1＝n42R，所以I1I2，故燈泡L1亮度更大，選項(xiàng)B錯誤；由于I1 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AD.由于在輸電線上有電壓和功率的損失，所以升壓變壓器的輸出電壓、輸出功率都大于降壓變壓器的輸入電壓、輸入功率，故C錯誤，D正確；由變壓器規(guī)律可知＝，＝，而U2>U3，所以>，故A正確，B錯誤． 5．(2018安徽池州江南中學(xué)月考)如圖所示，發(fā)電機(jī)輸出功率為100 kW，輸出電壓為U1＝250 V，用戶需要的電壓為U4＝220 V，兩變壓器之間輸電線的總電阻為R線＝10 Ω，其他電線的電阻不計(jì)，若輸電線中因發(fā)熱而損失的功率為總功率的4%，試求：(變壓器是理想的)發(fā)電機(jī)輸出電流和輸電線上的電流大?。? 解析：輸電線路的示意圖如圖所示， 輸電線損耗功率P線＝4%P出＝4 kW 又P線＝IR線 輸電線電流I2＝I3＝20 A 原線圈中輸入電流I1＝＝ A＝400 A. 答案：400 A　20 A [課時作業(yè)] 一、單項(xiàng)選擇題 1．下列關(guān)于高壓直流輸電的說法，正確的是(　　) A．高壓直流電可以經(jīng)過變壓器提升電壓后進(jìn)行輸送 B．在輸送過程中直流輸電不考慮輸電線的電感對電流的影響 C．在輸送過程中直流輸電不考慮輸電線的電阻對電流的影響 D．直流輸電，用戶可以直接得到直流電 解析：選B.現(xiàn)代的直流輸電，只有輸電這個環(huán)節(jié)使用高壓直流，發(fā)電、用電及升、降電壓仍然是交流，D錯誤；變壓器只能對交流起作用，對直流不起作用，A錯誤；在輸電功率大、輸電導(dǎo)線橫截面積大的情況下，對交流來說，感抗會超過電阻，但電感對直流就不會有影響，當(dāng)然電阻對直流和交流是同樣有影響的，B正確，C錯誤． 2．遠(yuǎn)距離輸送一定功率的交流電，若輸送電壓提高到n倍，則(　　) A．輸電線上的電壓損失增大 B．輸電線上的電能損失增大 C．輸電線上的電壓損失不變 D．輸電線上的電能損失減少到原來的 解析：選D.在輸送功率一定時，由I＝知，電壓提高到n倍，則電流變?yōu)樵瓉淼?，電壓損失減為原來的，故A、C錯誤；由P損＝I2R知，功率損失減為原來的，故B錯誤，D正確． 3．(2018福建莆田二十四中月考)在如圖所示的遠(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)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變．隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說法中正確的有(　　) A．升壓變壓器的輸出電壓增大 B．降壓變壓器的輸出電壓增大 C．輸出電流減小 D．輸電線上損耗的功率增大 解析：選D.由于發(fā)電廠的輸出電壓不變，升壓變壓器的匝數(shù)不變，所以升壓變壓器的輸出電壓不變，故A錯誤．由于發(fā)電廠的輸出功率增大，則升壓變壓器的輸出功率增大，又升壓變壓器的輸出電壓U2不變，根據(jù)P＝UI可知輸電線上的電流I線增大，根據(jù)U損＝I線R，輸電線上的電壓損失增大，根據(jù)降壓變壓器的輸入電壓U3＝U2－U損可得，降壓變壓器的輸入電壓U3減小，降壓變壓器的匝數(shù)不變，所以降壓變壓器的輸出電壓減小，故B錯誤．根據(jù)P損＝IR，又輸電線上的電流增大，電阻不變，所以輸電線上的功率損失增大，故D正確．根據(jù)電流與匝數(shù)成反比可知，降壓變壓器的輸入電流增大，則輸出電流也增大，故C錯誤． 4．(高考福建卷)如圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，在T的原線圈兩端接入一電壓u＝Umsin ωt的交流電源，若輸送電功率為P，輸電線的總電阻為2r，不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率為(　　) A．()　　　　　　　 B．() C．4()2()2r D．4()2()2r 解析：選C.升壓變壓器T的原線圈兩端電壓的有效值為U1＝；由變壓關(guān)系可得 ＝，則U2＝；因?yàn)檩斔碗姽β蕿镻，輸電線中的電流為I2＝＝，則輸電線上損失的電功率為ΔP＝I(2r)＝，故選項(xiàng)C正確． 5．遠(yuǎn)距離輸電，原來用電壓U0輸電，在輸電線上損失的電功率為ΔP，現(xiàn)在要使輸電線上損失的電功率減少到原來的，則輸電電壓應(yīng)為(　　) A．100U0 B.U0 C. D. 解析：選B.設(shè)線路電阻為r，損失功率為ΔP＝I2r，線路電流為I＝，解得ΔP＝，則ΔP∝，當(dāng)ΔP為原來的時，U′0＝U0，選項(xiàng)B正確． 6．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(diǎn)鐘用電高峰時開燈，電燈比深夜時要顯得暗些．這是因?yàn)橛秒姼叻鍟r(　　) 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：選C.照明供電線路的用電器是并聯(lián)的，晚上七、八點(diǎn)鐘用電高峰時，用電器多，總電阻變小，供電線路上的電流變大，輸電線上損失的電壓較大，用戶得到的電壓較小，C正確． 7．(2018海南華僑中學(xué)月考)在遠(yuǎn)距離輸電時，在輸送的電功率和輸電線電阻都保持不變的條件下，輸電的電壓為U1時，輸電線上損失的功率為P1；輸電的電壓為U2時，輸電線上損失的功率為P2 .則U1 ∶U2為(　　) A. B. C. D. 解析：選A.輸送的功率一定，由P＝UI知，I＝P/U，則P損＝I2R＝R，知輸電線上損失的電功率與電壓的平方成反比，則＝，故A正確，B、C、D錯誤． 二、多項(xiàng)選擇題 8．(2018湖北沙市中學(xué)月考)供電電路的電源的輸出電壓為U1，線路導(dǎo)線上的電壓為U2，用電器得到的電壓為U3，導(dǎo)線中電流為I，線路導(dǎo)線的總電阻為R，若要計(jì)算線路上的損失功率，可用的公式有(　　) A. B．I(U1－U3) C．I2R D. 解析：選BCD.U1不等于線路上的電壓，A錯誤；線路導(dǎo)線上的電壓為U2＝U1－U3，導(dǎo)線中電流為I，線路上的損失功率P＝UI＝I(U1－U3)，B正確；導(dǎo)線中電流為I，線路導(dǎo)線的總電阻為R，線路上的損失功率P＝I2R，C正確；線路導(dǎo)線上的電壓為U2，線路導(dǎo)線的總電阻為R，線路上的損失功率P＝，D正確． 9．一臺發(fā)電機(jī)最大輸出功率為4 000 kW、輸出電壓為4 000 V，經(jīng)變壓器T1升壓后向遠(yuǎn)方輸電．輸電線路總電阻R＝1 kΩ.到目的地經(jīng)變壓器T2降壓，負(fù)載為多個正常發(fā)光的燈泡(220 V，60 W)．若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的10%，變壓器T1和T2的損耗可忽略，發(fā)電機(jī)處于滿負(fù)荷工作狀態(tài)，則(　　) A．T1原、副線圈電流分別為1103A和20 A B．T2原、副線圈電壓分別為1.8105V和220 V C．T1和T2的變壓比分別為1∶50和40∶1 D．有6104盞燈泡(220 V，60 W)正常發(fā)光 解析：選ABD.遠(yuǎn)距離輸電的電路如圖所示，在升壓變壓器原線圈中由P＝U1I1，得原線圈中電流為1103 A，在遠(yuǎn)距離輸電線路中由ΔP＝IR線得T1副線圈中電流為20 A，故選項(xiàng)A正確；在遠(yuǎn)距離輸電線路中由P＝U2I2和I線＝I2得U2＝2105 V，由ΔU＝I線R線，ΔU＝U2－U3可得T2原線圈電壓為1.8105 V，由于燈泡能正常發(fā)光，故T2副線圈電壓為220 V，故選項(xiàng)B正確；由變壓器變壓特點(diǎn)知變壓比與匝數(shù)成正比，故可得T1變壓比為1∶50，而T2的變壓比為9 000∶11，故選項(xiàng)C錯誤；正常發(fā)光時每盞燈的功率為60 W，由90%P＝NP額，可得N＝6104盞，故選項(xiàng)D正確． 10．為消除高壓輸電線上的冰，假設(shè)利用電流的熱效應(yīng)除冰．若在正常供電時，高壓線上輸電電壓為U，電流為I，熱消耗功率為P損；除冰時，輸電線上的熱功率需要變?yōu)?P損，則除冰時(認(rèn)為輸電功率和輸電線電阻不變)(　　) A．輸電電流為3I B．輸電電流為9I C．輸電電壓為3U D．輸電電壓為U 解析：選AD.輸電線上損失的功率為P損＝I2R線＝R線，由該式可知要使P損增大為原來的9倍，輸電電流應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?倍或輸電電壓變?yōu)樵瓉淼?，故選項(xiàng)A、D正確． 三、非選擇題 11．某交流發(fā)電機(jī)輸出功率為5105 W，輸出電壓為U＝1.0103 V，假如輸電線的總電阻R＝10 Ω，在輸電線上損失的電功率等于輸電功率的5%，用戶使用電壓U用戶＝380 V. (1)畫出輸電線路的示意圖；(標(biāo)明各部分的符號) (2)所用升壓和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是多少？(使用的變壓器是理想變壓器) 解析：(1)畫出電路如圖所示． (2)I1＝＝500 A P損＝5%P＝5%5105 W＝2.5104 W P損＝IR，I2＝ ＝50 A I3＝＝＝ A＝1.25103 A 所以＝＝＝ ＝＝＝. 答案：(1)見解析圖　(2)1∶10　25∶1 12．發(fā)電站通過升壓變壓器、輸電導(dǎo)線和降壓變壓器把電能輸送到用戶，如果升壓變壓器和降壓變壓器都可視為理想變壓器．發(fā)電機(jī)的輸出功率是100 kW，輸出電壓是250 V，升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為1∶25，輸電導(dǎo)線中的電功率損失為輸入功率的4%. (1)求升壓變壓器的輸出電壓和輸電導(dǎo)線中的電流． (2)求輸電導(dǎo)線的總電阻和降壓變壓器原線圈兩端的電壓． (3)計(jì)算降壓變壓器的輸出功率． 解析：根據(jù)題意，畫出輸電線路圖． (1)對升壓變壓器，根據(jù)公式＝， 有U2＝U1＝250 V＝6 250 V I2＝＝＝ A＝16 A. (2)因?yàn)棣＝IR，ΔP＝0.04P1 所以R＝＝ Ω＝15.625 Ω， 因?yàn)棣＝U2－U3＝I2R， U3＝U2－I2R＝(6 250－1615.625) V＝6 000 V. (3)P4＝P1－ΔP＝0.96P1＝0.96100 000 W ＝96 000 W. 答案：(1)6 250 V　16 A　(2)15.625 Ω　6 000 V (3)96 000 W