1、5.5 电能的输送【知识概要】.1如图：某小型发电站的发电机输出交流电压为 500 V，输出电功率为 50 kW，如果用电阻为 3 的输电线向远处用户送电，求：（1）用户获得的电压和电功率是多少?（2）输电线上损失的电功率占输送功率的百分比。思考：（1）输电线上的功率 P =_，电压线U =_,要降低输电线上功率、电压，就要线_。（2）发电厂输出功率 P =_，当 P 一定时，减小输出 出电线中电流，就要_。这样输电线上的电压、功率_，用户得到电压，功率_。（3）设计输电线路，画出输电线路图（4）如果要求输电线上损失的电功率是输送功率的 0.6 %，用户得到的电压为 220 V，不考虑变压器的
2、能量损失，求：升压变压器和降压变压器两个变压器原、副线圈的匝数比各是多少?（5）输送电能时，先在发电厂用_，再用_送给用户。【课堂例题】【例 1】 （ ）某小型水电站的电能输送示意图如图 9 所示，发电机的输出电压为 200 V，输电线总电阻为 r，升压变压器原、副线圈匝数分别为 n1、n 2，降压变压器原、副线圈匝数分别为 n3、n 4(变压器均为理想变压器)要使额定电压为 220 V的用电器正常工作， A. B. C升压变压器的输出电压等于降n2n1 n3n4 n2n1 n3n4压变压器的输入D升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率【例 2】 （ ）2008 年 1 月 10 日开始
3、的低温雨雪冰冻造成我国部分地区严重灾害，其中高压输电线因结冰而损毁严重。此次灾害牵动亿万人的心，为消除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰。若在正常供电时，高压线上送电电压为 U，电流为 I，热耗功率为 P；除冰时，输电线上的热耗功率需变为 9P，则除冰时（认为输电功率和输电线电阻不变）A.输电电流为 3I B.输电电流为 9I C.输电电压为 3U D.输电电压为 U1【例 3】( )如图所示，T 为理想变压器，副线圈回路中的输电线 ab 和 cd 的电阻 不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当开关 S 闭合时A.交流电压表 和 的示数一定都变小B.交流电压表 的
4、示数变小C.交流电流表 、 和 的示数一定变大D.只有 的示数变大【例 4】如图所示，交流发电机的电动势 E=20 V，内阻不计，它通过一个 R=6 的指示灯连接到一个理想降压变压器的输入端，在变压器的输出端并联着 24 盏规格都是“6 V， 0.25 W”的彩色小灯，每盏小灯都正常发光，导线电阻不计，求：（1）原线圈中的电流；（2）降压变压器初级、次级线圈的匝数比；（3）若只使用 18 盏彩色小灯，通过计算说明这时每盏小灯的工作状态如何？（设小灯的电阻不随温度变化）【巩固训练】（ ）1. 2008 年春节前后，我国南方部分省市的供电系统由于气候原因遭到严重破坏为此，某小区启动了临时供电系统，
5、它由备用发电机和副线圈匝数可调的变压器组成，如图所示，发电机的电动势 e480 sin(100t)V(不考虑其内2阻)，图中 R 表示输电线的电阻滑动触头 P 置于 a 处时，用户的用电器恰好正常工作，在下列情况下，要保证用电器仍能正常工作，则( )A若 A2 示数为 2 A，R10 ，则原副线圈的匝数比 n1n 221B若 A2 示数为 2 A，R10 ，则原副线圈的匝数比n1n 22 12C当发电机输出的电压发生波动使 V1 示数小于正常值，用电器不变时，应使滑动触头 P 向下滑动D如果 V1 示数保持正常值不变，那么当用电器增加时，滑动触头P 应向上滑（ ）2.如图所示为一理想变压器，S
6、 为单刀双掷开关，P 为滑动变阻器的滑动触头，U 1 为加在原线圈两端的电压，I 1 为原线圈中的电流强度，则（ ）A.保持 U1 及 P 的位置不变，S 由 a 合到 b时，I 1 将增大B.保持 U1 及 P 的位置不变，S 由 b 合到 a时，R 消耗的功率减小C.保持 U1 不变，S 合在 a 处，使 P 上滑，I 1 将增大D.保持 P 的位置不变，S 合在 a 处，若 U1 增大，I 1 将增大3.如图所示，左侧的圆形导电环半径为 r=1.0 cm，导电环与一个理想变压器的原线圈相连，变压器的副线圈两端与一个电容为 C=100 pF的电容器相连，导电环的电阻不计，环中有垂直于圆环平
7、面的变化磁场，磁感应强度 B 的变化率为 =100 sin t，若电容器 C 所tB2带电荷量的最大值为 10-9 C，求：所用理想变压器的原、副线圈2的匝数之比为（取 2=10）（ ）4.如图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为 n1，原线圈接正弦交流电压 U，输出端串接一个电流表和一个电动机，电动机线圈电阻为 R，当输入端接通电源后，电流表（内阻不计）读数为 I，电动机带动一重物匀速上升，则A.电动机两端电压等于 IR B.电动机消耗的功率为I2RC.原线圈中的电流为 D.变压器的输入功率为nI nUI5.在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失，有一个发电站，输送的电功率为 P=500 kW，当使用 U=5 kV 的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差 4 800 度，求：（1）这时的输电效率 和输电线的总电阻 r。（2）若想使输电效率提高到 98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电?6.有一台内阻为 1 的发电机，供给一学校照明用电，如图所示.升压变压器原、副线圈的匝数比为 14，降压变压器原、副线圈的匝数比为 41，输电线的总电阻为 4 ，全校共有 22 个班，每班有“220 V 40 W”灯 6 盏，若保证全部电灯正常发光，求：（1）发电机的电动势为多大?（2）发电机的输出功率为多大?（3）输电效率为多少?
