1、电能的输送 同步练习我夯基 我达标1.发电机的输出电压为U，输出功率为P，通过总电阻为R的输电线向用户供电，则输电线上的电流为_，输电线上的电压降为_.答案: R2.某变电站用220 V的电压输电，输电线上的功率损失是输送功率的20%，若要使功率损失降为输送功率的5%，则变电站的输电电压应为_ V.思路解析：若输送电压提高n倍，输电线上的损失将是原来的，从题目条件得出损失是原来的1/4，则电压提高到原来的2倍，故答案为440 V.答案:4403.发电厂输出功率为9 900 kW，输电线电阻为2 ，分别用18 kV和110 kV的高压输电，输电线上的功率损失分别是_ kW、_ kW.思路解析：根
2、据公式P损=()2R=()22 kW=605 kW同理：P损=()2R=()22 W=16.2 kW.答案:605 16.24.某电站用11 kV交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R，现若用变压器将电压升高到220 kV送电，下面哪个选项正确( )A.因I=，所以输电线上的电流增为原来的20倍B.因I=，所以输电线上的电流减为原来的1/20C.因P=，所以输电线上损失的功率为原来的400倍D.若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线的直径减为原来的1/20思路解析：电压提高了20倍，由公式I=知，电流将是原来的1/20，选项B正确.再由电阻定律R=，得P损=（）2，在损失不变的情况下，
3、输送电压与导线截面积的平方根成反比，从而得出选项D正确.答案:BD5.用变压器进行远距离输电，输送的电功率为P，输送电压为U，输电导线的电阻率为，导线横截面积为S，导线总长为L，输电线损耗的电功率为P1，用户得到的电功率为P2.则（ ）A.P1= B.P1=C.P2=P- D.P2=P(1-)思路解析：由导线输送的电功率P=UI知，输电导线上的电流为I=P/U，由电阻定律得R=，所以导线上损耗的功率为导线上产生的热功率P1=I2R=，B正确.用户得到的电功率P2应为输送电功率减去导线损耗的热功率，即P2=P-P1=P（1-），故D正确.答案:BD6.(2006广东高考)某发电站的输出功率为10
4、4 kW，输出电压为4 kV，通过理想变压器升压后向80 km远处用户供电.已知输电线的电阻率为=2.410-8 m，导线横截面积为1.510-4 m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：（1）升压变压器的输出电压；（2）输电线路上的电压损失.思路解析：（1）输电线的电阻为：R= P损=P14% P损=I22R P2=P1 P2=I2U2 由得升压变压器的输出电压：U2=80 000 V.（2）输电线路上的电压损失U=I2R=3 200 V.答案:(1)80 000 V (2)3 200 V我综合 我发展7.如图5-5-5，为演示远距离输电的装置，理想变压器B1、B2的变压比分别为14和
5、51，交流电源的内阻r=1 ，三只灯泡的规格均为“6 V 1 W”，输电线总电阻为10 .若三只灯泡都正常发光，则交变电源的电动势E为多大？图5-5-5思路解析：设变压器B1的原线圈电压为U1，副线圈电压为U2，变压器B2的原线圈电压为U3，副线圈电压为U4.通过B1原线圈的电流为I1，输电线上的电流为I2，B2副线圈上的电流为I3.根据题意得：U4=6 V，而I3=0.5 A对B2,由电流关系：I2=I3=0.1 A线路上的损失电压为U线=I2R线=1 V由线路上的电压关系：U2=U+U3，,=，将有关数据代入得U1=7.75 V.再对B1使用电流关系I1n1=I2n2，求得：I1=0.4
6、A最后由闭合电路欧姆定律得：E=I1r+U1=8.15 V.答案:8.15 V8.一台小型发电机的最大输出功率为100 kW，输出电压恒为500 V，现用电阻率为1.810-8 m、横截面积为10-5 m2的输电线向4103 m远处的用电单位输电.要使发电机满负荷运行时，输电线上的损失功率不超过发电机总功率的4%，求:(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少？(2)如果用户用电器的额定电压为220 V，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少？（3）想一想，当深夜接入电路的用电器减少时，用电器两端的电压是大于、小于还是等于220 V?若用电器电路中电流为100 A，求此时用电
7、器两端的电压数值.思路解析：(1)输电要用两根导线，则输电线的电阻为r=1.810-8=14.4 由题意知P损=P4%=()2r105=()214.4 U2=6 000 V升压变压器原、副线圈匝数比=.(2)I2=A= AU损=I2r=14.4 V=240 V而U3=U2-U损=6 000 V-240 V=5 760 V降压变压器原、副线圈匝数比为28811.（3）用电器总数减少时，用电器两端电压将增大.由题知I3=100 A则由所以I2=U损=I2r=14.4 V=55 V而U1、U2不变U3=U2-U损=(6 000-55) V=5 945 V U4=U3=5 945 V=227 V.答案
8、:(1)112 (2)28811 （3）227 V我创新 我超越9.有一条河流的河水流量为4 m3/s,落差为5 m，现利用它建水电站，使用的发电机总效率为50%，发电机输出电压为350 V，输电线的电阻为4 ，允许输电线上损耗的功率为发电机输出功率的5%,而用户所需要的电压为220 V.求所用的理想升压变压器、降压变压器上的原、副线圈的匝数比.思路解析：设河水重力做功的功率为P0，Q为水流量,P0=Qgh,代入数值得P0=1.010349.85 W=1.96105 W.发电机的输出功率就是升压变压器的输入功率P1，依题意有P1=P0=50%1.96105 W=9.8104 W输电线上允许消耗
9、的电功率为P损=5%P1=5%9.8104 W=4.9103 W输电线上的电流为I2= A=35 A升压变压器副线圈两端的电压为U2=V=2 800 V升压变压器原、副线圈匝数比为=降压变压器原线圈两端电压为U3=U2-I2R=（2 800-354） V=2 660 V所以降压变压器原、副线圈匝数比为12.答案:18 1210.利用太阳能电池这个能量转换器件将辐射能转变为电能的系统又称光伏发电系统.光伏发电系统的直流供电方式有其局限性，绝大多数光伏发电系统均采用交流供电方式.将直流电变为交流电的装置称为逆变器.(1)用逆变器将直流电变为交流电进行供电有哪些好处？请简要回答.(2)一台内阻为1
10、的太阳能发电机，供给一个学校照明用电.升压变压器匝数比为14，降压变压器的匝数比为41，输电线的总电阻R=4 ，全校共22个班，每班有“220 V 40 W”的灯6盏.若全部正常发光，则：发电机输出功率为多大？发电机电动势为多大？输电效率为多大？若使灯泡减半并正常发光，发电机输出功率是否减半？思路解析：(1)略(2)发电机的输出功率应为负载消耗的功率与输电线电阻消耗的功率之和，即P出=nP灯+I22R，而I2=所以P出=(22640) W+()24 W=5 424 W.=U1+I1r（r为发电机内阻），U1=U2=4U3+I2R=4220 V+64 V=904 VI1=4I2所以=(+461)
11、 V=250 V.=0.97=97%.电灯减少一半时，nP灯=112206 W=2 676 WI2= A=3 A所以P出=nP灯+I22R=(2 640+324) W=2 676 W发电机的输出功率减少一半还要多，因输电线上的电流减少一半，输电线上的功率的损失减少到原来的1/4.答案:(1)可以改变电压的大小以适应不同的需要；通过升压、降压在远距离输送中减少电能在输电线上的损耗，提高供电效率.所以，用逆变器将直流电变为交流电，可以扩大发电系统的利用率.(2)5 424 W 250 V 97% 否11.如图5-5-6所示，某小型水电站发电机输出功率为10 kW，发电机输出电压为400 V，向远距
12、离用户供电，为了减少电能损失，使用2 kV高压输电，最后用户得到220 V、9.5 kW的电力（即电功率）.求：图5-5-6（1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比n1n2;（2）输电线路导线电阻R线;（3）用户降压变压器原、副线圈匝数比n3n4.思路解析：升压变压器的原、副线圈匝数之比应等于发电机的输出电压和升压变压器的输出电压之比，已知输出功率为10 kW，而用户最后得到的功率为9.5 kW,这说明输电线路上的功率损失了0.5 kW，它应等于导线的电阻与输送电流的平方之积，即P损=I22R线.输送电流应等于输送功率与升压变压器的输出电压之比，而降压变压器的原、副线圈匝数之比应等于原、副线圈两
13、端的电压之比，所以有：（1）升压变压器原、副线圈匝数比为：=.（2）导线电阻R线与输送电流和输电线上损失的电功率有关，有P损=I2R线，而输送电流又决定于输电电压及输送功率，有I=所以R线=20 .（3）设降压变压器原线圈上电压为U3，U3=U2-IR线=2 000 V-520 V=1 900 V，所以降压变压器原、副线圈匝数比为：.答案:(1) (2)20 (3)951112.某发电站通过燃烧煤来发电，煤的热值为500 J/kg，热能发电效率为80%，发电站通过升压器、输电线和降压器把电能输送给生产和照明组成的用户，发电机输出的功率是100 kW，输出电压是250 V，升压变压器原、副线圈匝
14、数比是125,输电线上功率损失为4%，用户需用电压220 V.则：（1）输电线上的电阻和降压器的匝数比各是多少？（2）若用60 kW分配给生产用电，其余电能用来照明，那么可装25 W的电灯多少盏？（3）燃烧10 kg煤有多少热能转化为电能？思路解析:(1)由=得，U2=U1=250 V=6 250 V由P=()2R线知4%6 2502=100103R线，所以R线=15.625 输电线上电压损失：U=IR线=R线=15.625 V=250 V降压变压器原线圈电压：U3=U2-U=6 250 V-250 V=6 000 V所以降压变压器原、副线圈匝数比：.（2）P用=P-P损=100 kW-1004% kW=96 kW照明用电功率为：P照=P用-P生产=96 kW-60 kW=36 kW可装25 W电灯的盏数为：n=1 440(盏).(3)E电=E煤=80%50010 J=4 000 J.答案:(1)30011 (2)1 440盏 (3)4 000 J