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2019-2020年高二物理《電能的輸送》教案 導(dǎo)學(xué)目標(biāo)1.會分析計算遠(yuǎn)距離輸電問題． 遠(yuǎn)距離輸電 [基礎(chǔ)導(dǎo)引] 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)線電阻率為ρ，橫截面積為S，總長度為l，輸電線損失的電功率為P′，用戶得到的電功率為P用，則下列關(guān)系式中正確的是 (　　) A．P′＝　　　　　　　 B．P′＝ C．P用＝P－ D．P用＝P(1－) [知識梳理] 1．根據(jù)P損＝__________，降低輸電損耗有兩種方法 (1)減小輸電線的電阻． (2)減小輸電導(dǎo)線中的電流：在輸送功率一定的情況下，根據(jù)P＝UI，要減小電流，必須提高_(dá)___________． 2．遠(yuǎn)距離輸電的功率損失 輸送功率一定時，線路電流I＝________，輸電線上的損失功率P損＝I2R線＝____________，可知P損∝. 遠(yuǎn)距離輸電中的功率關(guān)系：P輸＝____________. 考點三　遠(yuǎn)距離輸電問題 考點解讀 1．遠(yuǎn)距離輸電的處理思路 對高壓輸電問題，應(yīng)按“發(fā)電機→升壓變壓器→遠(yuǎn)距離輸電線→降壓變壓器→用電器”，或從“用電器”倒推到“發(fā)電機”的順序一步一步進(jìn)行分析． 2．遠(yuǎn)距離高壓輸電的幾個基本關(guān)系(以圖9為例)： 圖9 (1)功率關(guān)系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P損＋P3. (2)電壓、電流關(guān)系：＝＝，＝＝，U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I線． (3)輸電電流：I線＝＝＝. (4)輸電線上損耗的電功率：P損＝I線ΔU＝IR線＝()2R線． 當(dāng)輸送功率一定時，輸電電壓增大到原來的n倍，輸電線上損耗的功率就減小到原來的. 典例剖析 例3　(xx浙江理綜17)某水電站，用總電阻為2.5 Ω的輸電線輸電給500 km外的用戶，其輸出電功率是3106 kW，現(xiàn)用500 kV電壓輸電，則下列說法正確的是 (　　) A．輸電線上輸送的電流大小為2.0105 A B．輸電線上由電阻造成的損失電壓為15 kV C．若改用5 kV電壓輸電，則輸電線上損失的功率為9108 kW D．輸電線上損失的功率為ΔP＝U2/r，U為輸電電壓，r為輸電線的電阻 思維突破　在遠(yuǎn)距離輸電問題中，計算線路功率損耗時應(yīng)用P損＝IR線，其原因是I線可以由公式P輸入＝I線U輸入求出，而P損＝U線I線和P損＝則不常用，其原因是在一般情況下，U線不易求出，且易將U線和U輸入相混而造成錯誤． 跟蹤訓(xùn)練3　如圖10所示，有一臺交流發(fā)電機E，通過理想升壓變壓器T1和理想降壓變壓器T2向遠(yuǎn)處用戶供電，輸電線的總電阻為R.T1的輸入電壓和輸入功率分別為U1和P1，它的輸出電壓和輸出功率分別為U2和P2；T2的輸入電壓和輸入功率分別為U3和P3，它的輸出電壓和輸出功率分別為U4和P4.設(shè)T1的輸入電壓U1一定，當(dāng)用戶消耗的電功率變大時，有 (　　) 圖10 A．U2減小，U4變大 B．U2不變，U3變小 C．P1變小，P2變小 D．P2變大，P3變大 　　　　　　　　　16.對遠(yuǎn)距離輸電過程中各量的 制約關(guān)系不明確造成錯誤 圖11 例4　(xx江蘇7)在如圖11所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖 中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā) 電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變．隨著發(fā)電 廠輸出功率的增大，下列說法中正確的有 (　　) A．升壓變壓器的輸出電壓增大 B．降壓變壓器的輸出電壓增大 C．輸電線上損耗的功率增大 D．輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大 誤區(qū)警示　錯解1：不清楚升壓變壓器的輸入電壓由發(fā)電機本身決定，而認(rèn)為只要發(fā)電機功率變大，電壓就變大，而誤選A. 錯解2：由于不能寫出輸電線上損耗的功率占總功率的比例的表達(dá)式，而漏選D. 正確解析　由U1∶U2＝n1∶n2可知，匝數(shù)比和輸入電壓不變，則輸出電壓，故A錯誤；由I＝，U損＝IR，U3＝U2－U損可知，因P變大，則I 變大，U損變大，因此降壓變壓器的輸入電壓U3變小，而降壓變壓器的匝數(shù)比不變，故降壓變壓器的輸出電壓變小，B錯誤；由P損＝()2R可知，因U不變、P變大，所以P損變大，故C正確；由＝＝可知，因U不變、P變大，所以比值變大，故D正確． 答案　CD 正本清源　本題屬于程序性比較強的題目，稍有不慎，很容易出現(xiàn)錯誤，要想正確地求解本題，應(yīng)從輸出功率增大這一變化開始，得出輸出電流增大這一關(guān)系，然后按照遠(yuǎn)距離輸電的過程圖，由左到右，逐步分析，減少失誤的機會. 跟蹤訓(xùn)練4　xx年1月10日開始的低溫雨雪冰凍造成我國部分地區(qū)嚴(yán)重災(zāi)害，其中高壓輸電線因結(jié)冰而損毀嚴(yán)重，為消除高壓輸電線上的冰，事后有人設(shè)計了利用電流的熱效應(yīng)除冰的融冰思路．若在正常供電時，高壓線上送電電壓為U，電流為I，熱耗功率為ΔP；除冰時，在輸電功率、用戶的輸入電壓和輸電線電阻不變的情況下，通過自動調(diào)節(jié)高壓輸電變壓器的變壓比，使輸電線上的熱耗功率變?yōu)?6ΔP，則除冰時 (　　) A．輸電電流為4I B．輸電電流為16I C．輸電電壓為4U D．輸電電壓為