20xx粵教版高中物理選修3-227遠(yuǎn)距離輸電(完整版)
【正文】 2＝ U1－ Δ U ＝ 2 20 V － 4 0 V ＝ 180 V ， 用戶得到的功率為 P ＝ U2I ＝ 180 200 W ＝ 104 W . 答案 見解析 借題發(fā)揮 處理遠(yuǎn)距離輸電問題，首先要畫出輸電線路示意 圖，并將已知量和待求量寫在電路圖的相應(yīng)位置． 其次解題時要抓 “ 兩頭 ” —— 電源、用電器．要注意 “ 中間一條線 ” —— 輸電線，以變壓器為界將整個輸電電路劃分為幾個獨(dú)立的回路．以變壓器為聯(lián)系的紐帶將 “ 兩頭 ” 與中間“ 輸電線 ” 聯(lián)系起來，抓住 P 入 ＝ P 出 ，利用變壓比、變流比等規(guī)律進(jìn)行分析與計算． 【變式 2 】 某小水電站發(fā)電機(jī)輸出的電功率為 100 k W ，輸出電壓 250 V ，現(xiàn)準(zhǔn)備向遠(yuǎn)處輸電，所用輸電線的總電阻為 8 Ω ，要求輸電時在輸電線上損失的電功率不超過輸送電功率的 5 % .用戶獲得 220 V 電壓，求應(yīng)選用匝數(shù)比多大的升壓變壓器和降壓變壓器？ 解析 依題意作出如圖所示輸電示意圖，升壓變壓器原線圈的電流為 I1＝PU1＝100 103250＝ 400 A ，當(dāng)輸電線上損失的電功率為輸送電功率的 5% 時，輸電線中的電流為 I2，則 I22R 線 ( 3) 輸電線的電阻計算時，應(yīng)注意輸電線長度為距離的兩倍． 【典例 1 】 在遠(yuǎn)距離輸電時，輸送的電功率為 P ，輸電電壓為U ，所用導(dǎo)線的電阻率為 ρ ，橫截面積為 S ，總長度為 l，輸電線損失的功率為 Δ P ，用戶得到的功率為 P ′ ，則下列關(guān)系式正確的是 ( ) ． A ． Δ P ＝U2Sρl B ． Δ P ＝P2ρlU2S C ． P ′ ＝ P －U2Sρl D ． P ′ ＝ P??????1 －PρlU2S 電能輸送中電壓損失和電功率損失的計算 解析 輸電線電阻為 R 線 ＝ ρlS，輸電電流為 I ＝PU，故輸電線上損失的電功率為 Δ P ＝ I2R 線 ＝??????PU2ρlS＝P2ρlU2S，用戶得到的電功率為 P ′ ＝ P － Δ P ＝ P??????1 －Pρ lU2S. 答案 BD 借題發(fā)揮 輸電線功率損耗為純電阻損耗，為電熱損耗，關(guān)系式 Δ P ＝ I2線 R 線 成立，而 Δ P ＝U2R 線不成立；利用 U 線 ＝ I 線 R 線 ∝1U2 ，原來 P 損 ＝ 2 200 k W ，現(xiàn)在要求 P 損 ′ ＝ 10 k W ，計算可得輸電電壓應(yīng)調(diào)節(jié)為 U ′ ＝ k V. 答案 ( 1) 60% 20 Ω ( 2) k V 4 ．有條河流，流量為 Q ＝ 2 m3/s ，落差 h ＝ 5 m ，現(xiàn)在用其發(fā)電，若發(fā)電機(jī)總效率為 50 % ，輸出電壓為 240 V ，輸電線總電阻 R＝ 30 Ω ，允許損失功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的 6% ，為滿足用電的要求，使用戶獲得 2 20 V 電壓，則該輸電線路所使用的理想升壓、降壓變壓器的匝數(shù)比各是多少？能使多少盞 “220 V ,100 W” 的電燈正常發(fā)光？ 解析 由題意可畫出如下遠(yuǎn)距離輸電示意圖：
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