《人教版(2019)高中物理选择性必修第二册导学单》3.4 电能的输送 参考答案

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3.4 电能的输送
【学习目标】
1.知道输电的过程、了解远距离输电的原理
2.知道什么是输电导线上的功率和电压损失和如何减少功率和电压损失
3.理解为什么远距离输电要用高电压
4.理解电能输送中的物理量的对应关系
【开启新探索】
"西电东送"就是把煤炭、水能资源丰富的西部省区的能源转化成电力资源,输送到电
力紧缺的东部沿海地区。从发电厂到用电量大的区域的远距离输电中,如何减少电能的损
耗?
【质疑提升】
1. 通过阅读,谈一下你对电能输送有哪些基本要求?
2. 在电能输送过程中,设输送电流为 I,输电线的电阻为 r,则输电线上的功率损失可以怎
样的表示?
由此思考以下问题:
思考一:如何减少在输电线上的功率损失?
思考二:如果将输电导线的电阻减小为原来的一半,线路损耗的功率多大?
思考三:如果将输电的电流减小为原来的一半,线路损耗的功率多大?
思考四:如果用户要得到的电功率一定,怎样才能减小输电的电流?
3.通过以上分析,体会高压输电的原因。如果输电导线的电阻r,输送功率为 P输送
电压为 U,则线
路损耗的功率为多少?
4. 结合课本内容,说明电网供电最基本的模型是怎样的?电网供电有怎样的优点?
I4
U4 用户
I2
U2
n2
U3
I3
n3
发电机 n1
I1
U1 n4
【学以致用】
1. 以下是一段关于输电线损失功率的推导。
将电能从发电站送到用户,在输电线上会损失一部分功率。设输电电压为 U,则功率
损失为
PUI 1) 而 UIR 2
将(2)式代入(1)式,得到 P 3
由(3)式可知,要减小功率损失 P,就应当用低压送电和增大输电线的电阻 R。这
段推导错在哪里?
2. 如图,某小型水电站发电机的输出功率为 10KW,输出电压为 400V向距离较远的用户
供电,为了减少电能损失,使用 2KV 高压输电,最后用户得到 220V9.5KW 的电力。
求;
1)水电站升压变压器原、幅线圈匝数比 n1/n2
2)输电线路的导线电阻 R
3)用户降压变压器原、幅线圈匝数比 n3/n4
1:5 20 95:11
3. 在输电电路中,发电机的端电压为 220V,输出的电功率为 44kW,输电线电阻为
r=0.2Ω,如果发电站用匝数比1 10∶ 的变压器将电压升高,经过输电线后,再用匝数
比为 10 1∶ 的变压器将电压降低供给用户。
1)线路上损耗的功率?
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