师:同学们,今天我们学习高二物理选择性必修2第三章第四节远距离输电的第二课时。首先回顾上一节课远距离输电第一课时的主干知识。在远距离输电中,各部分的功率、电压和电流关系如何呢?上节课我们知道,功率关系方面,升压器中P1等于P2,P2等于ΔP加P3;降压器中P3等于P4。电压关系上,升压器中U1比U2等于N1比N2;在远距离输电回路里,U2等于ΔU加U3;降压器中U3比U4等于N3比N4。电流关系为,升压器中I1比I2等于N2比N1,且I2等于I3;降压器中I3比I4等于N4比N3 。

  通过远距离输电模型可知,P2是升压变压器的输出功率,P1是升压变压器的输入功率,输送功率一般指升压变压器的输出功率。因为理想变压器中输出功率P2等于输入功率P1,所以输送功率P2在数值上也等于升压变压器的输入功率P1 ,降压器同理。

  P4是降压变压器的输出功率,即副线圈功率;P3是降压变压器的输入功率,即降压器原线圈功率。大家读题时一定要看清题目所指物理含义再做题。下面通过几道题巩固所学的远距离输电知识。先看第一道多选题。

  特高压输电可大幅降低输送中的电能损耗和电压损失。我国已成功掌握并实际应用特高压输电技术。假设从a处采用550千伏超高压向b处输电,线上损耗的电功率为ΔP,到达b处时电压下降了ΔU。在保证a处输送的电功率和输电线电阻都不变的情况下,改用1100千伏特高压输电,输电线上损耗的电功率变为ΔP′,到达b处时电压下降了ΔU′ 。不考虑其他因素影响,那么:

  A. ΔP′等于1/4的ΔP

  B. ΔP′等于1/2的ΔP

  C. ΔU′等于1/4的ΔU

  D. ΔU′等于1/2的ΔU

  这道题考查大家对概念的理解。从题目可知,输电线上输送功率和电阻不变,设输送电功率为P,输电线电阻为r 。用输送电功率P除以输电电压U,得到远程输电中的电流。

  采用550千伏超高压输电时,线上功率损耗ΔP =(P / U)2 × r,输电线路损失的电压ΔU = P / U × r 。若改用1100千伏特高压输电,同理有ΔP′ =(P / U′)2 × r,ΔU′ = P / U′ × r 。经计算可知,ΔP′ = 1/4的ΔP,ΔU′ = 1/2的ΔU ,所以BC错误,AD正确。

  根据刚才分析,看第二道题能否做对。远距离输电线路简化图如下(同学们要注意,若题目没给图,自己要会画)。电厂输送的电功率不变,变压器均为理想变压器。图中标示了电压和电流,其中输电线总电阻为R 。

  A选项:I2小于U2 / R

  B选项:输电线损失的电功率为U22 / R

  C选项:提高输送电压U2,则输电线电流I2增大

  D选项:电厂输送电功率为U2I2

  本题选AD。在输电线路上,U2 = I2 × R + U3 ,由此可知I2小于U2 / R,A正确。因为U2不是R两端电压,所以输电线上损失的电功率不是U22 / R,B错误。由于输送功率不变,根据P2 = U2 × I2,提高输送电压U2,输电线上电流I2会减小,C错误。因为变压器为理想变压器,所以P1 = P2 = U2 × I2,这道题选AD 。

  做多选题时,大家可通过互推法、排除法选择。平时做题要认真分析每个选项,但考试时可用这些特殊方法选对题目。再看第三题。

  西电东送是我国一项重大工程,常出现在考题中。读题:我国西电东送采用特高压远距离输电,在西部发电厂附近升压变压器将电压升高,通过输电线输送到东部地区,再用降压变压器降压到稳定工作电压,为负载提供电压。变压器均为理想变压器,发电机输出电压及输电线上电阻均不变。

  A选项:增加负载,输电线上损失的功率增大。

  B选项:增加负载,升压变压器原线圈中的电流减小。

  C选项:升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压。

  D选项:升压变压器的输出电压小于降压变压器的输入电压。

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《物理 选择性必修2 第3章 第四节 远距离输电 第2课时 逐字稿-3,229字 第5版》.docx
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