1、11 月 16 日 远距离输电问题高考频度: 难易程度:如图所示,某小型水电站发电机的输出功率为 10 kW,输电电压为 400 V,向距离较远的用户供电,为了减少电能损失,使用 2 kV 高压输电,最后用户得到 220 V、9.5 kW 的电,求:(1)水电站升压变压器原、副线圈匝数比 ;21:n(2)输电线路导线电阻 R;(3)用户降压变压器、原副线圈匝数比 。43:【参考答案】 (1) (2) (3)25n04951n(3)设降压变压器原线圈上电压为 ,则3U20V52=190VUIR所以降压变压器原、副线圈匝数比为 。349521n【知识补给】远距离输电问题1远距离输电的处理思路对高压
2、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远距离高压输电的几个基本关系(以下图为例)(1)功率关系:P 1=P2,P 3=P4,P 2=P 损 +P3;(2)电压、电流关系: , ,U 2=U+U3,I 2=I3=I 线 ;12InU344In(3)输电电流: ;线线 RI332(4)输电线上损耗的电功率:P 损 =I 线 U=I 线 2R 线 = R 线 。2)(P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 。21n3远距离输电问题的“三二一”(1)理清三个回路(2)抓住两个
3、联系理想的升压变压器联系了回路 1 和回路 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 1=P2;21nU2I理想的降压变压器联系了回路 2 和回路 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 3=P4。43n4I(3)掌握一个守恒能量守恒关系式 P1=P 损 +P3(2018山西省部分学校高三 8 月摸底调研)为消除 20 kV 高压輪电线路中输电线上的凌冰,有人设计了利用电流的热效应除冰的方法。当输送功率和输电线电阻一定时,为使输电线上损耗的热功率增大为原来的 16 倍,输电电压
4、应变为A50 kV B110 kV C440 kV D880 kV如图所示,发电机的输出电压 U1 和输电线的电阻 r 均不变,变压器均为理想变压器。随夏季来临,空调、冷风机等大功率电器使用增多,下列说法中正确的A变压器的输出电压 U2 增大,且 U2U1B变压器的输出电压 U4 增大,且 U42R,忽略灯丝电阻随温度的变化。当 A、 B 端接入低压交流电源时AA 1、A 2 两表的示数相同BL 1、L 2 两灯泡的亮度相同CR 1 消耗的功率大于 R3 消耗的功率DR 2 两端的电压小于 R4 两端的电压(2018河南省中原名校高三第一次质量考评 )2017 年 8 月,广东省受台风“天鹤”
5、 影响,造成大面积停电。某通讯公司准备的应急供电系统如图所示,图中 T1、T 2 分别为理想的升压变压器和降压变压器,R表示输电线电阻,I 表示电流, U 表示线圈两端电压,n 表示线圈的匝数,下列说法正确的是A如果发电机的输出功率为 P,则B若 ,则有C用户消耗的功率越大,输电线上消耗的功率越小D如果发电机的输出功率为 P,则输电线上消耗的功率为【参考答案】【名师点睛】本题考查远距离输电中的能量损失及功率公式的应用,知道导线上的功率损失为P=I 2R 线 ,同时要注意功率公式中 P=UI 中的电压 U 应为输电电压。C 由于发电厂的输出电压不变,升压变压器的匝数不变,所以升压变压器的输出电压
6、 U2 不变,升压变压器 U11,降压变压器与 L1 部分可等效为电阻 r= = = =k2RL,则 A1 示数 I3=21n34 3UI4n34= ,A 2 示数 I2= ,由 +kRL2RRL=(k1)(RL )0,故 I3 =I2,故 L1 更亮,B 错误;由 I3I2,功率 P=I2R,则 R1 消耗的功率小于1L21LR3 消耗的功率,C 错误;由 U=IR,R 2 两端的电压小于 R4 两端的电压,D 正确。【名师点睛】对于远距离输电这一块,(1)输电电流 I:输电电压为 U,输电功率为 P,则输电电流;(2)电压损失 :输电线始端电压 U 与输电线末端电压 的差值;(3)功率损失:远距离输电时,输电线有电阻,电流的热效应引起功率损失,损失的功率 , , 。