3.4 电能的输送-2022-2023学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版2019选择性必修第二册）

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3.4：　电能的输送
一：知识精讲归纳
考点一、输送电能的基本要求
1．可靠：指供电线路可靠地工作，故障少．
2．保质：保证电能的质量——电压和频率稳定．
3．经济：指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少．
考点二、降低输电损耗的两个途径
1．输电线上的功率损失：P＝I 2
r ，I为输电电流，r为输电线的电阻．
2．降低输电损耗的两个途径
(1)减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应当选用电阻率 小的金属材料，还要尽可能增
加导线的横截面积．
(2)减小输电线中的电流：为了减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电电压．
考点三、电网供电
1．远距离输电的基本原理：在发电站内用升压变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过降压变压器降
到所需的电压．
2．电网：通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的输电网络．
3．电网输电的优点
(1)降低一次能源的运输成本，获得最大的经济效益．
(2)减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡．
(3)合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高．
重难点技巧一、输电线上的电压和功率损失
1．输电线上的电压损失
ΔU＝U－U′＝Ir＝r.
2．输电线上的功率损失
(1)ΔP＝I2r，其中 I为输电线上的电流，r为输电线的电阻．
(2)ΔP＝ΔU·I或ΔP＝，其中 ΔU为输电线上的电压损失．
3．减少电压损失和功率损失的方法
(1)减小输电线的电阻 r，根据 r＝ρ，可减小电阻率 ρ，目前一般用电阻率较小的铜或铝作为导线材料；也可增大导
线的横截面积 S，但过粗的导线会多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难．
(2)减小输电电流 I，根据 I＝，在输送功率 P一定，输电线电阻 r一定的条件下，输电电压提高到原来的 n倍，输
送电流可减为原来的，输电线上的功率损耗将降为原来的.
重难点技巧二：解决远距离高压输电问题的基本方法
1．首先应画出远距离输电的电路图，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置．
2．理清三个回路：
回路 1：P1＝U1I1
回路 2：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝I22R线＋P3，I2＝I3
回路 3：P4＝U4I4.
3．常用关系
(1)功率关系：P1＝P2，P2＝ΔP＋P3，P3＝P4.
(2)电压关系：＝，U2＝ΔU＋U3，＝.
(3)电流关系：＝，I2＝I线＝I3，＝.
(4)输电电流：I线＝＝＝.
(5)输电线上损耗的电功率：ΔP＝P2－P3＝I线2 R线＝＝ΔU·I线．
(6)输电线上的电压损失：ΔU＝I线R线＝U2－U3.
二：考点题型归纳
题型一：影响输电损耗的因素
1．（2022·全国·高二）下图为长距离高压输电的示意图。关于长距离输电，下列说法正确的是（　　）
A．减小输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失
B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗
C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小
D．高压输电综合考虑各种因素，输电电压越高越好
2．（2022·全国·高二课时练习）某水电站发电机的输出功率恒定，用升压变压器将电压升至 U后向远处输电，输
电电流为 I，在用户端用降压变压器将电压降至所需电压、为减小输电线的热功率，下列措施可行的是（　　）
A．增大输电电流 IB．增大输电电压 U
C．减少输电时间 D．减小输电导线的横截面积
3．（2020·北京·首都师范大学附属中学永定分校高二期中）当远距离高压输送一定电功率时，输电线上损耗的功
率与电路中的（　　）
A．输送电压成正比B．输送电压的平方成正比
C．输电线中的电流成正比D．输电线中电流的平方成正比
题型二：输电线上的电压和功率损失的计算
4．（2022·全国·高二课时练习）如图所示为远距离输电的简化电路图。发电厂的输出电压是 U，用等效总电阻是 r
的两条输电线输电，输电线路中的电流是 I1，其末端间的电压为 U1，在输电线与用户间连有一理想变压器，流入
用户端的电流为 I2，则（
　　
）
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