远距离输电电路的分析与计算

1、专题复习：远距离输电电路的分析与计算适用学科物理适用年级高二适用区域人教版课时时长（分钟）60分钟知识点1. 高压输电2. 远距离输电线路的基本构成教学目标一.知识与技能1. 了解交变电流从变电站到用户的输电过程.2 .知道远距离输电时输电线上的损失与哪些因素有关，理解高压输电的道理.3 .知道远距离输电线路的基本构成，会对简单的远距离输电线路进行定量计算一.过程与方法通过咼压输电的计算分析，掌握电能损失和计算二.情感态度价值观通过高压输电的计算，体验电能转化为内能的思想教学重点远距离输电时输电线上的损失与哪些因素有关教学难点对简单的远距离输电线路进行定量计算教学过程一、复习预习理想变压器的特

2、点及规律1理想变压器的特点2电动势关系3电压关系4功率关系5电流关系理想变压器的制约关系和动态分析1电压制约2 . 电流制约3负载制约4 对理想变压器进行动态分析的两种常见情况二、知识讲解课程引入：I表示输电线上的电能从发电厂到远方用户的传输过程，可用下图表示，其中r表示输电线的总电阻,电流.用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗？发 电 LTI|JL.用户tUx线tU11)考点/易错点1输电线上的电压损失和功率损失1. 输电电流P输电电压为U,输电功率为P,则输电电流I =2 .电压损失 输电线始端电压U与输电线末端电压U 的差值.U = U U4R.3.功率损失远距离输电时，输电线有电阻，

3、电流的热效应引起功率损失，损失的电功率(1) P= I2R(2) P= I UU2(3) P= 其中I为输电电流，R为输电线的电阻， U为输电线上损失的电压.特别提醒：(1)输电电压是指加在高压输电线始端的电压 U，损失电压是指降落在输电线路上的电压 U =IR.(2)输送功率是指高压输电线始端输出的电功率，损失功率是输电线上消耗的功率.考点/易错点2远距离输电电路的分析与计算1.解决远距离输电问题时，应首先画出输电的电路图.如图所示.2. 分析三个回路，在每个回路中，变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的 电源，联系各回路的桥梁是变压器.3. 综合运用下面三方面的知识求解

4、(1)能量守恒P= U1I1 = U2I2 = P 用户 + APAP= I2r P 用户=U3I3 = U4I4.电路知识：U2 =AU + U3 AU = I2r.Ui I2 ni U3I4n3变压器知识：U2 Ii n2 U4I3n4三、例题精析【例题 1 】在远距离输电过程中，为减少输电线路上的电能损失，可采用的最佳方法是 ( )A .使输电线粗一些B.减小输电线长度C.减少通电时间D .采用高压输电【答案】D解析】 从造成电能损失的原因分析，要减少电能损失，需要减小电阻、减小输电电流，减小电阻已 达到目前技术的极限了，因此，应当采用高压输电，减小输电电流.故选 D.【例题2某小型水电

5、站的电能输送示意图如下， 发电机的输出电压为220 V ,输电线总电阻为r, 升压变压器原副线圈匝数分别为 n 1、n2，降压变压器原副线圈匝数分别为 n3、n4（变压器均为理想变压 器）.要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则（）n2 n3A. ni n4n2 n3B. vni n4C.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 D .升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率【答案】AD【解析】由于输电线上的电阻，所以考虑到电压损失，贝S有升压变压器的输出电压大于降压变压器的n2 n3输入电压，根据变压器的电压与匝数之比的关系，可知要让用电器正常工作，必须有,A正确,ni n4B

6、、C错误；考虑到输电线上也有电功率的损失，可知D也正确.故选AD.【例题3】为消除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰.若 在正常供电时，高压线上送电电压为 U，电流为I，热耗功率为P;除冰时，输电线上的热耗功率需变 为9P，则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)()A .输电电流为3IB.输电电流为9I1C.输电电压为3UD .输电电压为U3【答案】AD【解析】输电线上的热耗功率P线=I2R线，热耗功率由P变为9P，则电流I变为3I，选项A正确.输1电功率P不变，由P= UI，电流变为3I，输电电压为；U，选项D正确.3【例题4】输送4.0 X106 W的电能

7、，若发电机输出电压为2 000 V，选用变压器升压后应用横截 面积为4.25 cm 2的铜导线，把电能送到400 km远处，线路损耗的功率为5.0 X105 W .求：(1)应选用匝数比为多少的升压变压器；若已知铜的电阻率P= 1.7 X10 -8 Qm，在用户方使用降压变压器，其原线圈两端的电压为多大.【答案】(1)1 : 16(2)2.8 X104 V【解析】(1)由P= I2R得1= , R，式中P为线路损耗功率，R为线路总电阻，两条导线总电阻 RL2L4 X105X2S 则 R=17 X10 -8 Xk门 Q=32 Q125 A因为P输入=P输出，所以在升压变压器副线圈两端的电压为P2ni Ui1U2 = = 3.2 X104 V 故.In2 U2 16设U2 为降压变压器原线圈两端的电压，则U2