【讲与练】高中物理人教版(2019)选择性必修2：3.4 电能的输送课件

第三章交变电流4．电能的输送课前预习反馈课内互动探究课堂达标检测目标体系构建易错辨析警示课堂小结目标体系构建1．了解从发电站到用户远距离输电过程，知道远距离输电时通常采用高压输电的原因。2．能运用相关知识分析求解远距离输电中的相关问题，掌握远距离输电问题的分析方法。3．能从降低输电损耗情境中发现并提炼问题，提高分析探究问题的能力。1．物理观念：从能量守恒的角度理解发电厂输出的电功率和用户得到的电功率之间的差异。2．科学思维：经历建立远距离输电模型的过程，体会建立理想模型的思维方法。3．科学态度与责任：理解工程技术要兼顾科学、技术、经济等多种因素，知道电网供电是远距离输电的重要发展。课前预习反馈

输送电能的基本要求

知识点

11．可靠保证供电线路_______工作。2．保质保证供电质量——电压和频率要_______。3．经济线路建造和运行的费用低——成本低，电能损耗_____。正常稳定少降低输电损耗的两个途径

知识点

21．输电线上的功率损失ΔP＝_____，I为输电电流，r为输电线的电阻。2．降低输电损耗的两个途径(1)减小输电线的_______：在输电距离一定的情况下，为了减小_______，应当选用___________的金属材料，还要尽可能增加导线的___________。(2)减小输电导线中的_______：为减小输电_______，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电_______。I2r电阻电阻电阻率小横截面积电流电流电压『判一判』(1)增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失。()(2)高压输电是通过提高电压、减小输电电流来减少输送电路的发热损耗。()(3)高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好。()√√√『选一选』(多选)(2023·海南东方市高二月考)中央电视台《焦点访谈》栏目曾多次报道某些边远落后的农村电价过高、农民负担过重的问题。造成电价高的客观原因主要是电网陈旧老化，电能损耗严重。为了保障农民的利益，在进行电网改造的时候，电力部门必须考虑尽可能减少输电线上的能量损耗。下列方法可行的是()A．提高输送电压B．将铝线换成银线C．适当增大输电线的截面积D．缩短输电线长度AC解析：由P＝UI可知，用户功率不变，增大输送电压可使输电线路电流减小，由焦耳定律Q＝I2Rt，可知，电流减小可以减少输电线上的能量损耗，A正确；将铝线换成银线虽然比铝的电阻小，但银不稳定，易折损，造价成本高等缺点不适用于当输送电线，B错误；适当增大输电线的截面积，可使电阻减小，结合A中分析，可以减少输电线上的能量损耗，C正确；缩短输电线长度，虽能使电阻减小，但每条输电线路都是经过规划的，不能随意更改，D错误。『想一想』如图为一高压危险标志，随着电压的增加用电危险性也会跟着增加，那为什么还要采用高压输电？答案：采用高压输电，可减小输电线上的电能损失。电网供电

知识点

31．远距离输电基本原理在发电站内用_______变压器，然后进行远距离输电，在用电区域通过_______变压器降到所需的电压。2．电网通过网状的输电线、_______，将许多电厂和广大用户_________，形成的全国性或地区性的输电网络。升压降压变电站连接起来『判一判』(4)从发电厂发出的电输送到用户均需要采用高压输电。()(5)使用升压变压器和降压变压器进行远距离输电时，用户得到的电压可以高于发电机输出的电压。()(6)远距离输电时，若升压变压器匝数比为1∶n，降压变压器匝数比为n∶1，则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等。()×√×课内互动探究探究

降低输电损耗的两个途径我国农村电网的低压改造已基本结束，低压改造使我国广大农民获得了实惠。农村电网改造前，某些村庄经常出现以下现象(离变压器较远的用户)：(1)电灯不亮，达不到额定功率，换额定功率越大的灯泡越是不亮；(2)日光灯不能启动；(3)洗衣机“没劲”等。尤其是节假日，这些现象更明显，这是为什么呢？情|境|导|入提示：低压输电线较细，电阻较大，另外当输电功率一定时，由于电压低，故输电电流I＝P/U较大。因此输电线上的电压损失ΔU＝IR线较大，致使末端用户得到的电压远低于额定电压(有时才160V)，到了过节的时候，各家用电器增多，线路电流又会增大，导线上分压更多，用户电压更低，这些现象更加明显。经过低压改造后，以上现象不明显了。要|点|提|炼3．减小输电线路上功率损失的方法主要有两种(2023·贵州镇远县高二期中)用一台型号为AED6500S的柴油发电机给灾民临时安置区供电，输电线路示意图如图所示，发电机规格如下表所示。该发电机到安置区的距离x＝500m，输电线路中火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻r＝8×10－5Ω，安置区家用电器的总功率P＝55kW，若这些额定电压U＝220V的家用电器都正常工作，求：典例1典|例|剖|析型号AED6500S输出电压范围220V～300V最大输出功率60kW(1)输电线路中的电流；(2)发电机的实际输出电压；(3)在输电线路上损失的电功率。答案：(1)250A

(2)240V

(3)5kW(多选)某电站不用变压器直接向用户输送电能，若输电功率为P，输电电压为U，输电线电阻为R，用户得到的电压为U′，则下列说法中正确的是()对点训练❶ABD探究

远距离输电电路及基本关系如图是我们常见的高压输电线路。(1)由电厂输出的电压采用什么方法获得高电压？(2)如何获得用户所需的220V的电压？提示：(1)用升压变压器得到高压。(2)用降压变压器得到用户所需的220V电压。情|境|导|入1．输送过程图2．输电过程电路被划分为三个独立的回路，每个回路均可以应用闭合电路欧姆定律，串、并联电路规律，而变压器的电压、电流、功率关系是联系不同回路的桥梁。要|点|提|炼3．对高压输电(输送回路)中几个电压的理解(1)输送电压：输电线始端电压，如图中的U2。(2)用户电压：最终用户得到的电压，如图中的U4。(3)损失电压：输电线始端电压与末端电压的差值(ΔU＝U2－U3＝I2R)，形成的原因是输电导线有电阻，电流通过输电线时，会在线路上产生电势降落，致使输电线路末端的电压比起始端电压要低，这就是输电线上的电压损失。4．减小输电线路上电压损失的方法根据ΔU＝IR可知有两种：(1)减小输电线路的电阻。(2)减小输电电流I，即提高输电电压。5．基本关系式(1)功率关系P1＝P2，P3＝P4，P2＝P线＋P3(2)电压、电流关系(2023·江苏徐州高二期中)某水电站到用户之间要进行远距离输电，水电站发电机输出功率为2×105W，输出电压250V，采用理想变压器输电，所用输电线的总电阻为16Ω，输电线上损失的功率为发电机输出功率的5%。用户所需要的电压为220V，求：(1)输电线上通过的电流为多少；(2)降压变压器原、副线圈匝数比为多少。典例2典|例|剖|析远距离输电问题的四个关键(1)画出一个模型——远距离输电模型图。(2)抓住输电的两端——电源和用电器。(3)分析两条导线——输电导线。(4)研究两次电压变换——升压和降压。

图甲为远距离输电示意图，理想升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，理想降压变压器原、副线圈匝数比为100∶1，远距离输电线的总电阻为100Ω，若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为750kW，下列说法中正确的是()A．用户端交变电流的频率为100HzB．用户端电压为250VC．输电线中的电流为30AD．输电线的损耗功率为180kW对点训练❷C课堂小结易错辨析警示易错点：不能区分输电电压和输电线上损失的电压

(2023·湖南张家界高二上期末)中央电视台某节目多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重的问题，不利于国家扶贫政策的展开，为减少远距离输电的损耗，某发电站采用高压向外输送电能。若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电导线的总电阻为R。则下列说法正确的是()案例B易错分析：输电电压为升压变压器的输出电压，要注意与输电线上损失的电压的区别。课堂达标检测一、降低输电损耗的两个途径1．电网陈旧老化易使电能损耗严重，为了减少远距离输电线路上的电能损耗，以下措施中切实可行的是()A．提高输电电压

B．用超导材料做输电线C．提高输送功率

D．减小输电线的横截面积解析：为了减小输电过程中电能损失，一般采用两种方式，一是减小导线电阻，二是提高输电电压；用超导材料，不切实际；减小导线截面积、电阻增加；提高输送功率时，电流增大，电能损失更多。故选A。A2．(2022·陕西西安市阎良区关山中学高二期中)供电站向远距离的某单位输送电能，若输送的电功率保持不变，将输电电压提高到原来的10倍，以下判断中正确的是()A．输电电流为原来的10倍B．输电导线上损失的电压为原来的10倍D二、电网供电3．某小型发电站发电机输出的交流电压为500V，输出的电功率为50kW，用电阻为3Ω的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)。对整个送电过程，下列说法正确的是()A．升压变压器的匝数比为1∶10B．输电线上的损失功率为3000WC．输电线上的电流为100AD．降压变压器的输入电压为4700VA4．(2023·南京高二期中)如图所示，有一小型火力发电站，其发出的电力通过远距离输电供给某大型制造工厂使用。已知升压变压器T1原、副线圈匝数比