專題37遠(yuǎn)距離輸電(精講)-2019年高考物理雙基突破(二)

1、看班三十七選肇葡葡電f錯(cuò)釬，一、遠(yuǎn)距離輸電1 .輸電過程，如圖所示。f 皿"2 .輸電導(dǎo)線上的能量損失：主要是由輸電線的電阻發(fā)熱產(chǎn)生的，表達(dá)式為Q=RRt。（1）減少輸電電能損失的兩種方法理論依據(jù)：Pr=ER1W減小輸電線的電阻：根據(jù)電阻定律Z?=P，4要減小輸電線的電阻R,在保證輸電距離情況下，可采 用減小材料的電阻率、增大導(dǎo)線的橫截面積等方法。減小輸電導(dǎo)線中電流：在輸電功率一定的情況下，根據(jù) 公（要減小電流，必須提高電壓。（2）輸電線路功率損失的計(jì)算方法P -P-P,2為輸送的功率，?為用戶所得功率。1WP、=I JR/4為輸電線路上的電流，（為線路電阻。 才貝 我 戲 戲我出廠

2、損一咨'內(nèi)刪"切億L1貝六口,J電壓，二線內(nèi)經(jīng)叩陽陽。線夕撮=A找，為輸電線路上損失的電壓，a為輸電線路上的電流。3 .電壓損失:（1）bU=U-U, (2)U=IR.4 .功率損失:(1)P=P-P-.(2) P=RR= (£) 2凡U5.輸送電流:P/=7?(2) 1=U-U【題1】2013年4月20日8時(shí)2分在四川省雅安市蘆山縣發(fā)生7.0級(jí)地震后，常州常發(fā)集團(tuán)向?yàn)?zāi)區(qū)人民捐贈(zèng)一批柴油發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)說明書的部分內(nèi)容如下表所示，現(xiàn)在用一臺(tái)該型號(hào)的柴油發(fā)電機(jī)給災(zāi)民臨時(shí)安置區(qū)供電，如圖所示。發(fā)電機(jī)到安置區(qū)的距離是400 m,輸電線路中的火線和零線均為GBCZ60型 單

3、股銅導(dǎo)線，該型號(hào)導(dǎo)線單位長度的電阻為2.5x10Q,安置區(qū)家用電器的總功率為44kW,當(dāng)這些額定電 壓為220 V的家用電器都正常工作時(shí)型號(hào)AED6500S輸出電壓范圍220- 300 V最大輸出功率60 kWA.輸電線路中的電流為20AB.發(fā)電機(jī)的實(shí)際輸出電壓為300VC.在輸電線路上損失的電功率為8 kWD.如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦式交變電流，則其輸出電壓最大值是300V【答案】C【解析】當(dāng)這些額定電壓為"（JV的家用電器都正常工作時(shí),輸電線路中的電流為Z=200A, A錯(cuò)3 導(dǎo)線電阻為五=2.5* 10 4“00x.2C=0.2G,則發(fā)電機(jī)的實(shí)際輸出電壓為=B錯(cuò)j在輸電線路

4、上損失的電功率為Pr=£=8 kW； C對(duì)）如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦式交變電流，則其輸出電 壓的最大值是D錯(cuò)?！绢}2】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)能源的需求也日益增大，節(jié)能變得越來越重要.某發(fā)電廠采用升 壓變壓器向某一特定用戶供電，用戶通過降壓變壓器用電，若發(fā)電廠輸出電壓為 4,輸電導(dǎo)線總電阻為 /?,在某一時(shí)段用戶需求的電功率為 外，用戶的用電器正常工作的電壓為 4在滿足用戶正常用電的情況下，下列說法正確的是發(fā) iHt機(jī)A.輸電線上損耗的功率為霍B.輸電線上損耗的功率為常C.若要減少輸電線上損耗的功率可以采用更高的電壓輸電D.采用更高的電壓輸電會(huì)降低輸電的效率【答案】C4用牛俏,

5、 以刖山竿八/廠，火Ui刖'匕久火小七口 口竿zj ixr r /。，ppiL A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤；采用更高的電壓輸電，可以減小導(dǎo)線上電流，故可以減小輸電導(dǎo)線上損耗的功率，C項(xiàng)正確；采用更高的電壓輸電，輸電線上損耗的功率減小，則發(fā)電廠輸出的總功率減小，故可提高輸電的效率，D項(xiàng)錯(cuò)誤。L您 0/ （歹匹/ 禾'J、生、吒W白口/陽日匕陽迂力、后、同外I因|力、，漢吒MVUmdTT壓文壓崩/ TU呼壓文壓砧I? 向用戶供電。已知輸電線的總電阻為/?，降壓變壓器石的原、副線圈匝數(shù)之比為4： 1,降壓變壓器副線圈 兩端交變電壓 =220隹sin（100兀8 V,降壓變壓器的副線圈與阻值%=1

6、1 C的電阻組成閉合電路。若 將變壓器視為理想變壓器，則下列說法中正確的是A.通過與電流的有效值是20AB.降壓變壓器馬原、副線圈的電壓比為4： 1C.升壓變壓器1的輸出電壓等于降壓變壓器石的輸入電壓D.升壓變壓器7；的輸出功率大于降壓變壓器馬的輸入功率【答案】ABD【解析】降壓變壓器副線圈兩端交變電壓有效值為220 V,負(fù)載電阻為1L%所以通過以電漪的有效值是選項(xiàng)A正確：降壓變壓器汽的原、副線圈匝數(shù)之比為4： 1,所以降壓變壓器藥原、副線圈的H壓比為4： 1.選項(xiàng)B正確；升壓變壓器石的輸出電壓等于降壓變壓器人的輸入電壓加上愉電線上損失的電壓，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；升壓變壓器近輸出功率等于降壓變壓器豌的

7、輸入功率加上輸電線上損失的功率,選 項(xiàng)D正確?！绢}4】（多選）在遠(yuǎn)距離輸電中，當(dāng)輸電線的電阻和輸送的電功率不變時(shí)，那么A.輸電線路上損失的電壓與輸送電流成正比B.輸電的電壓越高，輸電線路上損失的電壓越大C.輸電線路上損失的功率跟輸送電壓的平方成反比D.輸電線路上損失的功率跟輸電線上的電流成正比【答案】AC【解析】輸電線路上損失電壓/?，在/?一定時(shí)，A和/成止比.若越高，1= £/越小， 那么。越小。輸電線路上損失的功率?=/?,當(dāng)定時(shí)，/=勺所以?=（另2R,即和"的平 方成反比，跟/的平方成正比，故A、C正確。間的基本結(jié)構(gòu)，如圖所示。輸電過程的電路被劃分為三個(gè)獨(dú)立的回路

8、，即電源回路、輸送回路和用戶回路。在每個(gè)回路中，變壓器的原線圈是回路的用電器，而 相應(yīng)的副線圈是下一個(gè)回路的電源，每個(gè)回路均可應(yīng)用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路的規(guī)律，而變壓器 的電壓、電流、功率關(guān)系則是聯(lián)系不同回路的橋梁。電源回疏輸送回將 用戶同協(xié)2.抓住兩個(gè)聯(lián)系（1）理想的升壓變壓器聯(lián)系了電源回路1和輸送回路2,由變壓器原理可得：線圈1 （匝數(shù)為4）和編閨乙約”2，十廿里舊口）木爾7EU,n, L_n, - _y U2 n2 12 rli（2）理想的降壓變壓器聯(lián)系了輸送回路2和用戶回路3,由變壓器原理可得：線圈3 （匝數(shù)為）和為但I(xiàn) - k L!±X7J haj t付 i 里舊口;

9、1木爾742，乙2，rrA 4Ui14 n33 .掌握一個(gè)能量守恒定律發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，并通過導(dǎo)線將能量輸送給線圈1,線圈1上的能量就是遠(yuǎn)程輸電的總能 量，在輸送過程中，先被輸送回路上的導(dǎo)線電阻損耗一小部分，剩余的絕大部分通過降壓變壓器和用戶回 路被用戶使用消耗，所以其能量關(guān)系為=2可+戶”。I 線預(yù) 用）4 .遠(yuǎn)距離高壓輸電的幾個(gè)基本關(guān)系（以圖為例）升舊變環(huán)蒲蛛用變廉器功率關(guān)系：p=p p=p4, p=p+p3O%2一13一線。電壓、陽明L木爾： 幺2L 且一生一J 口?一C/T U2 n211U4 n4 I3吃_仁_匕一口3百芭 K孑刖p” jli貝不七悄電叨令：r 1什1當(dāng)輸送功

10、率一定時(shí)，輸電電壓增大到原來的倍，輸電線上損耗的功率就減小到原來的,5 .遠(yuǎn)距離輸電問題的分析思路及常見的“三個(gè)誤區(qū)”（1）分析思路：對(duì)高壓輸電問題，應(yīng)按“發(fā)電機(jī)一升壓變壓器一遠(yuǎn)距離輸電線一降壓變壓器一用電器”,或按從“用電器”倒推到“發(fā)電機(jī)”的順序一步一步進(jìn)行分析。（2）三個(gè)誤區(qū):P個(gè)心S用小儀小6八L損一5"舁刪電以LTJ1貝不七叨個(gè)可以t日慶;不能正確理解升壓變壓器的輸出電壓4、降壓變壓器的輸入電壓q和輸電線上損失的電壓的關(guān) 系導(dǎo)致錯(cuò)誤，三者關(guān)系是=au+4；不能正確理解升壓變壓器的輸入功率片、降壓變壓器的輸出功率和輸電線上損失的功率夕撮的關(guān) 系導(dǎo)致錯(cuò)誤，三者關(guān)系是=a撮+?！?/p>

11、題5】（多選）一臺(tái)發(fā)電機(jī)最大輸出功率為4000kW，電壓為4000V,經(jīng)變壓器升壓后向遠(yuǎn)方輸 電.輸電線路總電阻為Z?=lkQ.到目的地經(jīng)變壓器馬降壓，負(fù)載為多個(gè)正常發(fā)光的燈泡（220V、60W）o 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1和馬的損耗可忽略，發(fā)電機(jī)處于滿負(fù)荷工 作狀態(tài)，則A. 7；原、副線圈電流分別為18 A和20AB.馬原、副線圈電壓分別為1.8x19 V和220VC. 7；和馬的變壓比分別為1 ： 50和40： 1D.有6x18盞燈泡（220 V、60 W）正常發(fā)光【答案】ABD【解析】遠(yuǎn)距離輸電的模型如圖所示°7不原線圈的電流為端薩A= 1x1

12、03輸電線上損失的功率為尸歸=量?=1。%回，所以石jOOOxIOxQJ. 小而*人4斗m_7z_20_ 1=VT-= V iW A=20A選項(xiàng)且正確，八的匝數(shù)比為后二十許二元Jn上副線era的電壓為3= 505=2x1伊V,五原線的電壓為5=3一屈=2x1伊F-20xl伊丁二1一姓1伊口選項(xiàng)B正確；Ti【題6】如圖所示,上原、副線圈的變壓比為真=3= "4 J4竺魯=呼，選I頁C錯(cuò)誤J能正常發(fā)光的燈泡的盞數(shù)為：后需=6乂 103選項(xiàng)D正確。甲是遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖，乙是發(fā)電機(jī)輸出電壓隨時(shí)間變化的圖象，則A.用戶用電器上交流電的頻率是100 HzB.發(fā)電機(jī)輸出交流電的電壓有效值是5

13、00VC.輸電線的電流只由降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定D.當(dāng)用戶用電器總電阻增大時(shí)，輸電線上損失的功率減小【答案】D【解析】由乙圖可知s； Lk=500 V；所以尸巨50出2505 V；選項(xiàng)A、B均錯(cuò)營設(shè) 用戶線路上的總電流為降壓變壓器的質(zhì)數(shù)比為普，則/“二熬-二瞪，由上式可知輸電線的電流還與 用電器的總電阻有關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò),當(dāng)用戶用電器的總電阻熠大時(shí)用電器中的總電流減小由可知人減小，又因/%=揄此所以輸電線上損失的功率減小，選項(xiàng)D正確.?題7（多選）某發(fā)電機(jī)輸出的交流電如圖，經(jīng)理想變壓器升壓后向遠(yuǎn)處輸送，最后經(jīng)理想變壓器降 壓后輸送給用戶。則下列說法正確的是A.發(fā)電機(jī)輸出交流電的有效值為50

14、0VB.用戶獲得的交流電頻率為50HzC.若增加用戶用電負(fù)載數(shù)量，輸電線上損失的功率將增加D.若增加升壓變壓器原線圈的匝數(shù)，輸電線上損失的功率將減小【答案】BC 【解析】由題圖圖象可知交流電的最大值為4=500V,因此其有效值為1V,故A錯(cuò)誤；由題圖可知，片2x102s,故片7=50Hz,故B正確；若增加用戶用電負(fù)載的數(shù)量，總電阻減小，電流增大，由AW/?知損失功率增大，故C正確；增大升壓變壓器原線圈匝數(shù)，輸出電壓減小，損失的功率為勺（"）2/?,損失功率增大，故.D錯(cuò)誤。的電 輸壓，負(fù)載變化時(shí)輸入電壓不會(huì)有大的波動(dòng)。兩條輸電線總電阻用與表示。當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，則A.電壓表VV2的讀數(shù)幾

15、乎不變總電阻減小，電端表繪的讀數(shù)熠大,更兩端電壓增大,由變壓器的電流變化規(guī)律知電流表A3的讀數(shù)也增B.電流表A2的讀數(shù)增大，電流表A1的讀數(shù)減小C.電壓表V3的讀數(shù)增大，電流表A2的讀數(shù)增大D.電壓表V2、V3的讀數(shù)之差與電流表A2的讀數(shù)的比值不變【答案】AD所連接的【解析】由變壓器的變壓規(guī)律知電壓表Ve、V口的讀數(shù)幾乎不變,A對(duì)$負(fù)載增加時(shí),副線大,B錯(cuò)；電壓表V?的讀數(shù)減小,C錯(cuò)；電壓表小、小的讀數(shù)之差與電流表k的讀數(shù)的比值為不變,D對(duì).【題9】2013年4月20日8時(shí)2分在四川省雅安市蘆山縣發(fā)生7.0級(jí)地震后，常州常發(fā)集團(tuán)向?yàn)?zāi)區(qū)人 民捐贈(zèng)一批柴油發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)說明書的部分內(nèi)容如下表所示

16、?，F(xiàn)在用一臺(tái)該型號(hào)的柴油發(fā)電機(jī)給災(zāi)民 臨時(shí)安置區(qū)供電，如圖所示。發(fā)電機(jī)到安置區(qū)的距離是400m,輸電線路中的火線和零線均為GBCZ60型 單股銅導(dǎo)線，該型號(hào)導(dǎo)線單位長度的電阻為25x10-4。，安置區(qū)家用電器的總功率為44kW,當(dāng)這些額定電 壓為220 V的家用電器都正常工作時(shí)。型號(hào)AED6500S輸出電壓范圍220-300 V最大輸出功率60 kW火線柴油發(fā)電機(jī)|琴殘修置區(qū)A.輸電線路中的甩流為20AB.發(fā)電機(jī)的實(shí)際輸出電壓為300VC.在輸電線路上損失的電功率為8kWD.如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦式交變電流，則其輸出電壓最大值是300V【答案】C【解析】當(dāng)這些額定電壓為220V的家用電器

17、都正常工作時(shí)，輸電線路中的電流為/= 聶00A, A錯(cuò)；導(dǎo)線電阻為 Q25x10 4x400x2 0=0.2。，則發(fā)電機(jī)的實(shí)際輸出電壓為。, = +次=260V, B錯(cuò)；在輸電 %?線路上損失的電功率為"損=FQ8kW，C對(duì)；如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦式交變電流，則其輸出電壓的最大值是4=亞4 =368V, D錯(cuò)?！绢}10如圖所示為重慶某中學(xué)教學(xué)區(qū)供電示意圖，供電部門通過理想變壓器原線圈4 8端送電, 虛線框內(nèi)表示教學(xué)區(qū)內(nèi)各教室的照明電路。已知變壓器副線圈C。兩端距教學(xué)區(qū)輸入端£尸距離較遠(yuǎn),甩路之間輸電線電阻不能忽略，設(shè)定4夕端輸入電壓一定，則以下說法正確的是A.如果教學(xué)

18、區(qū)同時(shí)使用的電燈減少，4 8端輸入功率仍不變B. G。端電壓一定為220VC. E、尸端電壓一定為220VD.教學(xué)區(qū)內(nèi)同時(shí)使用的電燈越多，E、尸端輸入電壓越低【答案】D【解析】使用的電燈激少時(shí)，輸電線與照明電路的總電阻變大，副線圈兩端電壓火不變,故尸熟小,又P '尸P"所以乩B端輸入功率變小，項(xiàng)錯(cuò)誤由于輸電線電阻的分壓,要保證教室內(nèi)照明燈正 常工作，則應(yīng)有位a220 V，而®F會(huì)因?yàn)槭褂玫碾姛魯?shù)量不同而獲得不同電壓,B、C項(xiàng)錯(cuò)誤夕當(dāng)使用的目燈越多時(shí),輸電線上損失的電壓就越多即端輸入的電壓就越低，D項(xiàng)正確Q【題11】某電廠要將電能輸送到較遠(yuǎn)的用戶，輸送的總功率為9.8x104W,電廠輸出電壓僅為350V, 為減少輸送功率損失，先用一升壓變