4 电能的输送 [科学论证] (1)P=I2r.由公式可知,要减小输电线上的热功率,有两种方法:一是减小输电线的电阻;二是减小输电线中的电流.根据电阻定律可知r=ρ,要减小输电线的电阻r,可采用下述方法: ①减小材料的电阻率ρ.银的电阻率最小,但价格昂贵,目前选用电阻率较小的铜或铝作为输电线材料. ②减小输电线的长度l不可行,因为要保证输电距离. ③增大导线的横截面积.可适当增大导线的横截面积,但导线太粗是不可能的,既不经济又架设困难. 故减小输电线的电阻局限性较大. 由P=I2r知,若电流减小一半,则输电线上的热功率减小到原来的四分之一,所以减小输电线中的电流能更有效地减小输电线的热功率. (2)在保证用户得到的功率一定的条件下,由P=U2I可知,要减小输电线中的电流I,必须提高U2,再由U2=U1-U线知,必须提高输电电压U1. 例1 BC [解析] 设输电电压为U,所输送的功率为P,输电线路总电阻为R线,则输电电流I线=,线路的功率损失ΔP=R线=,可知ΔP∝,当输电电压U升高为原来的n倍时,功率损失变为原来的,故B正确;线路上的电压损失ΔU=I线R线=,可知ΔU∝,当输电电压升高为原来的n倍时,电压损失变为原来的,故C正确. 变式1 B [解析] 输电线电阻R=ρ,输电电流I=,故输电线上损失的电功率为ΔP=I2R=R=,用户得到的电功率为P'=P-ΔP=P,故选项B正确. 例2 AD [解析] 据理想变压器原、副线圈电压与匝数关系可得===,所以A正确;理想变压器原、副线圈电功率相等,则输电线上的电流为I2== A=10 A,所以B错误;输电线上损失的电功率为ΔP=r=102×10 W=1000 W,所以C错误;变压器T2的原线圈电压为U3=U2-I2r=2000 V-10×10 V=1900 V,变压器T2原、副线圈的匝数比为===,所以D正确. 变式2 (1) (2)96 kW [解析] (1)输电线损失的功率P损=P×4%=100 kW×4%=4 kW 输电线电流I2== A=20 A 升压变压器输出电压U2== V=5×103 V 升压变压器原、副线圈匝数比=== 电压损失U损=I2R线=20×10 V=200 V 降压变压器原线圈两端电压U3=U2-U损=4800 V 降压变压器原、副线圈匝数比==. (2)用户得到的电功率即降压变压器的输出功率为P用=P-P损=P(1-4%)=100×96% kW=96 kW. 随堂巩固 1.C [解析] 减少输电损耗的途径:一、减小输电导线中的电流,即提高输电电压;二、减小输电线的电阻,故C正确. 2.C [解析] 因I不是通过电动机的电流,U也不是电动机内阻上的电压,则电动机内线圈的阻值不等于,选项A错误;因为U和I均不是电动机两端的电压和通过电动机的电流,则电动机的输入功率不等于UI,选项B错误;输电线路的损耗功率为I2R,选项C正确;因U不是输电线的电压损失,则输电线路的总电阻R≠,选项D错误. 3.BC [解析] 由于发电厂输出电压恒为U,根据理想变压器的规律,对于升压变压器=k,故电压表V1的示数不变,发电厂输出功率增加了ΔP,则发电厂输出电流增加了ΔI=,根据理想变压器的规律,对于升压变压器=k,A1示数增加了ΔI1=,由于A1示数增加,A2示数也将增加,降压变压器的输入电压将减少ΔU1'=ΔI1R,故V2示数也将减小,A错误,B正确;根据欧姆定律,输电线上损失的电压增加了ΔI1R=,C正确;输电线上损失的功率增加了(I1+ΔI1)2R-R≠(ΔI1)2R,由于I1未知,故无法计算,D错误. 4.(1) (2) 2.8×104 V [解析] (1)由P=I2R得I=,式中P为线路损耗功率,R为线路总电阻 两条导线总电阻R=ρ=ρ 则R=1.7×10-8× Ω=32 Ω 所以I==125 A 因为P输入=P输出,所以在升压变压器副线圈两端的电压为 U2==3.2×104 V 故==. (2)设U2'为降压变压器原线圈两端的电压,则U2'=U2-IR=2.8×104 V.4 电能的输送 学习任务一 降低输电损耗的两个途径 [科学论证] 人们常把各种形式的能(如水能、燃料化学能、核能等)先转化为电能再进行利用,因为电能可以通过电网很方便地传输到远方.电能从发电厂到远方用户的传输过程可用下图表示,其中r表示输电 ... ...
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