3.4 电能的输送 导学案

4.电能的输送 【学习目标】 学科知识 学科能力 学科素养 1.远距离输电过程中的损耗 2．远距离输电 1.会计算输电线上的功率损耗和电压损失 2．推理高压输电的原因 3．构建远距离输电模型，区分发电效率和传输效率，计算输电线上的电流、发电厂输送功率和电压、用户端得到的功率和电压 1.物理观念：认识远距离输电能量守恒关系 2．科学思维：通过降低输电损耗的分析，体会科学思维在构建物理模型中的重要作用 3．科学态度与责任：通过对简单的远距离输电线路分析与计算，体会科技对社会发展的推动作用 知识点一　降低输电损耗的两个途径 如图所示，假定发电厂输出的电压为U，输送功率为P，输电线路中的电流是I，两条导线的总电阻是r（在图中把导线电阻集中画为r）。那么： （1）输送到用户两端的电压U′与U、P、I及r之间有哪些关系式？ （2）用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗？为什么？ （3）功率损失的表达式是什么？降低功率损失有哪些途径？ 提示：（1）U′＝U－ΔU＝U－Ir＝U－r。 （2）不相等。由于输电线有电阻，有一部分电能转化为电热损耗掉了。 （3）ΔP＝I2r＝r。降低功率损失的两个途径：①减小输电线的电阻r；②减小输电电流I，即提高输送电压U。 1．输送电能的基本要求 2．降低输电损耗的两个途径 （1）输电线上的功率损失：P＝I2r，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减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应当选用电阻率小的金属材料，还要尽可能增加导线的横截面积。 ②减小输电导线中的电流：为减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电电压。 【判断正误】 1．输电线上功率的损失与输电线的电阻成正比，与输电线电流的平方成正比。（√） 2．由P＝可知，输电电压越小，输电线上电功率的损失就越小。（×） 3．高压输电线应选用电阻率小的金属材料，导线的横截面积越大越好。（×） 1．输电线上的电压损失ΔU 输电线上的电压损失ΔU是输电线路始端电压U与输电线路末端电压U′的差值，ΔU＝U－U′＝IR线＝R线。 2.输电线上的功率损失ΔP （1）原因：输电线有电阻R线，电流I流过输电线时，电流的热效应引起电功率的损失。 （2）计算式：①ΔP＝I2R线； ②ΔP＝ΔUI； ③ΔP＝。 3．减少电压损失和功率损失的方法 （1）减小输电线的电阻R线：根据R线＝ρ知，可减小电阻率ρ，目前一般用电阻率较小的铜或铝作为导线材料；也可增大导线的横截面积S，但这要多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难。 （2）减小输电电流I：根据I＝可知，在输送功率P与输电线电阻R线一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，输送电流可减为原来的，输电线上的功率损失将降为原来的。 1．（多选）我国领先全球的特高压输电技术将为国家“碳中和”做出独特的贡献。2021年6月28日白鹤滩水电站首批初装机正式并网发电。在传输电能总功率不变的情况下，从原先150kV高压输电升级为1350kV特高压输电，则下列说法正确的是（　　） A．若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原先的 B．若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原先的 C．如果损失的功率不变，相同材料、传输到相同地方所需导线横截面积是原先的 D．如果损失功率不变，相同材料、粗细的输电线传输距离是原先的9倍 特别提醒 计算功率损失和电压损失的三点提醒 1．输电电压是指加在高压输电线起始端的电压U，损失电压是指在输电线路上损失的电压ΔU＝I输R线。 2．输送功率是指高压输电线起始端输出的功率，损失功率是输电线上损失的功率。 3．输电线上的电流由I输＝计算，而不能由I输＝计算。　　 2．针对练：某水电站，用总电阻为2.5Ω的输电线输电给500km外的用户，其输出 ... ...