高考物理模型遠距輸電主要包括:
1. 升壓變壓器-高壓輸電模型:為了減小輸電線路上的電流,提高輸電效率,需要升壓變壓器將電壓提高,再經高壓輸電線傳輸,到達目的地后,再用降壓變壓器降低電壓。
2. 降壓變壓器-低壓輸電模型:降壓變壓器是將輸電線路中的高壓電壓降低,以適應用戶的需求。
此外,遠距輸電還涉及到輸電線的電阻、輸電線上的電抗、輸送電流、輸送功率、輸電線上的功率損失、電壓損失等問題,形成的物理模型包括等效電路模型、雙回路模型、塔桿及輸電線上的“熱地效應”模型、串并聯電阻模型、補償無功模型等。這些模型涉及到遠距輸電的原理、輸電線的電阻、功率的輸送等問題,是高考物理的重要考點。
題目:假設有一個理想化的遠距輸電系統,輸電線路的長度為L,輸電電壓為U,輸電線電阻為r。現在要向該系統輸入功率為P的交流電源,求輸電線上損耗的功率P_loss。
【分析】
根據輸電電壓和輸電線電阻,可以求出輸電電流,再根據功率公式求出輸電線上損耗的功率。
【解答】
根據輸電電壓和輸電線電阻,可以求出輸電電流:
I = \frac{P}{U}
輸電線上損耗的功率為:
P_{loss} = I^{2}r = \frac{P^{2}r}{U^{2}}
答案:輸電線上損耗的功率為$\frac{P^{2}r}{U^{2}}$。