【物理】2018届二轮复习远距离输电问题的处理思路及基本关系学案（全国通用） 3页

第20点　远距离输电问题的处理思路及基本关系 ‎1．远距离输电的处理思路 对高压输电问题，正确画出输电过程示意图并在图上标出各物理量．按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”，或从“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(以图1为例)‎ 图1‎ ‎(1)功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P损＋P3.‎ ‎(2)电压、电流关系：＝＝，＝＝，U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I线．‎ ‎(3)输电电流：I线＝＝＝.‎ ‎(4)输电线上损耗的电功率：P损＝I线·ΔU＝IR线＝()2R线．‎ 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.‎ 对点例题　发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线电阻为10 Ω.若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：‎ ‎(1)画出此输电线路的示意图；‎ ‎(2)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比；‎ ‎(3)用户得到的电功率是多少？‎ 解题指导　(1)输电线路的示意图如图所示，‎ ‎(2)输电线损耗的功率P线＝100×4% kW＝4 kW，‎ 又P线＝IR线 所以输电线电流I2＝I3＝ ＝20 A 原线圈中输入电流I1＝＝ A＝400 A 所以＝＝＝ 这样U2＝＝250×20 V＝5 000 V U3＝U2－U线＝5 000－20×10 V＝4 800 V 所以＝＝＝ ‎(3) 用户得到的电功率P出＝100×96% kW＝96 kW 答案　(1)见解题指导图　(2)1∶20　240∶11　(3)96 kW 规律总结　处理远距离输电需要注意的问题 ‎(1)线路损耗问题 计算远距离输电有关线路功率损耗问题时，应注意不同公式中各物理量的含义及对应性，如P损＝I2R线，公式改为P损＝，电压U指什么电压才无误？用升压变压器的副线圈电压或用降压变压器原线圈电压都是错误的，必须对应加在导线两端损耗的电压，同理，P损＝I2R线的电流不能用升压变压器原线圈或降压变压器副线圈中的电流I1、I4，只能用通过输电导线的电流I2或I3.‎ ‎(2)输电、配电问题 解答有关远距离输电的问题时，由于题中涉及几部分的电压、电流和功率，容易混淆，因此在解答这类问题时，最好画一个简单的输电线路示意图，将各部分电流、电压、功率分别标在图上，这样就很容易找到它们之间的关系，为顺利解答问题提供方便．‎ ‎(多选)如图2是远距离输电的示意图，交流发电机E的输出电压经升压变压器升压后，由电阻为R的输电线向远方输电，到达用户端时再用降压变压器降压供用户使用，设变压器均为理想变压器，则下列说法正确的是 (　　)‎ 图2‎ A．降压变压器与用户负载连接的总开关S断开后，输电线上的功率损失为零 B．降压变压器与用户负载连接的总开关S断开后，线路上的电压损失达最大 C．S闭合，用户的用电器增多时，输电线上的功率损失增大 D．S闭合，用户的用电器增多时，用户得到的电压降低 答案　ACD 解析　远距离输电示意图如下 ‎(1)从图中可看出功率之间的关系是：‎ P1＝P1′，P2＝P2′，P1′＝Pr＋P2‎ ‎(2)电压之间的关系是：‎ ＝，＝，U1′＝Ur＋U2；‎ ‎(3)电流之间的关系是：‎ ＝，＝，I1′＝Ir＝I2.‎ 无负载时，无电流输出，输电线路上的电流为0，电压损失为零，故功率损失为零，所以A正确，B错误；当用户用电器增多即负载功率变大时，需要的输入功率变大，故输电线上的电流变大，输电线上的电压降变大，故输电线上的功率损失增大，用户得到的电压降低，所以C、D均正确．‎