人教版選修32 5.5 電能的輸送 學(xué)案.doc

五、電能的輸送 學(xué)案 【學(xué)習(xí)要點(diǎn)】1本節(jié)內(nèi)容重點(diǎn)是：輸電線上損失電能的原因和輸電線上損失的電能的計(jì)算。本節(jié)內(nèi)容難點(diǎn)是：輸電系統(tǒng)的“輸電電壓”、“用戶得到的電壓”和輸電線上“損失的電壓”三者的區(qū)別與聯(lián)系。2遠(yuǎn)距離輸電電路圖如圖所示：若輸電線電阻r，輸電功率為p，輸電電壓u，則輸電導(dǎo)線的電流i2=p/u1，輸電導(dǎo)線上的電壓降（電壓損失）u損=i2r=pr/u1，輸電導(dǎo)線上的功率損耗p損=i22r =u額2/r=p2r/u12 【范例精析】例1、發(fā)電機(jī)的輸出電壓為220v，輸出功率為44kw，每條輸電線電阻為0.2，求用戶得到的電壓和電功率各是多少？如果發(fā)電站先用變壓比為1：10的升壓變壓器將電壓升高，經(jīng)同樣輸電線路后，再經(jīng)過10：1的降壓變壓器降壓后供給用戶，則用戶得到的電壓和電功率又各是多少？分析與解答：輸送電路原理圖如圖5。發(fā)電站輸出的功率p出是一定的,當(dāng)以220伏的電壓輸出時(shí),輸出電流應(yīng)該是： i=p出/u出=44000w/220v=200a 兩條輸電線路的總電阻為0.4,則導(dǎo)線上損失的電功率為： p損=i2r=(200a)20.4=16kw 用戶得到的電功率為p=p出-p損=44kw-16kw=27kw 在導(dǎo)線上損失的電壓為 u損=i2r=200v0.480v用戶得到的電壓為：u=u出-u損=220v-80v=140v 如果用1：10的變壓器將電壓升高到2200v后再輸送出去，則輸出電流為： i=p出/u出=44000w/2200v=20a p損=i2r=(20a)20.4=160w 用戶得到的電功率為p=p出-p損=44kw-160w=43.83kw 在導(dǎo)線上損失的電壓為 u損=i2r20v0.48v加到用戶端變壓器上的電壓為：u=u出-u損=2200v-80v=2192v 經(jīng)過變壓器降壓后輸送給用戶的電壓為：219.2v 例2、一個(gè)小型水力發(fā)電站，發(fā)電機(jī)輸出電壓u0=250v，內(nèi)電阻可以忽略不計(jì)，最大輸出功率為pm=30kw，它通過總電阻r線=20的輸電線直接向遠(yuǎn)處的居民區(qū)供電。設(shè)居民區(qū)所有用電器都是額定電壓u用=220v的白熾燈，總功率為p用=22kw，不計(jì)燈絲電阻隨溫度的變化。（1）當(dāng)居民區(qū)的電燈全部使用時(shí)，電燈兩端的電壓是多少伏?發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出的電功率多大?（2）若采用高壓輸電，在發(fā)電機(jī)端用升壓變壓器，在用戶端用降壓變壓器，且不計(jì)變壓器和用戶線路的損耗。已知用戶變壓器的降壓比為40：1，當(dāng)全部用戶電燈正常發(fā)光時(shí)，輸電線上損耗的功率多大? 解析：（1）如圖5-5-3，p用=u用2/r用=2.2， i=u0/(r用+r線)=250/4.2=59.5（a） u燈=ir用130.9v131v p輸=u0i=14880w14.9kw （2）如圖5-5-4，p用=u4i4, u4=220v, i4=110a i3/i4=n4/n3, i3=i4/40=2.5a p損=i32r線=12.5w拓展：關(guān)于電能輸送問題，應(yīng)詳細(xì)作出輸送原理圖，分析電路特點(diǎn)，認(rèn)真仔細(xì)解題。 【課堂訓(xùn)練】1、在電能輸送過程中，若輸送的電功率一定，則在輸電線上損失的電功率：（acd ）a隨輸電線電阻的增大而增大b和輸送電壓的平方成正比c和輸電線上電壓降落的平方成正比d和輸電線中電流強(qiáng)度的平方成正比2、輸電線的電阻共計(jì)r，輸送的電功率為p，輸電電壓為u，則用戶能得到的電功率是：（b ）a. p b.p(p/u)r c.i2r d. (p/u)r 3、用6600v和220v兩種電壓輸電，若輸送的功率和輸電線的電阻相同，則低壓輸電線與高壓輸電線上損失功率之比是（b ）a. 1：900 b. 900：1 c. 1：30 d. 30：1 4、一個(gè)小水電站輸出電功率為20kw，輸電線總電阻為0.5，如果先用400v的電