第三章 第4节　电能的输送（课件 学案 练习）高中物理人教版（2019）选择性必修 第二册

第4节　电能的输送(赋能课—精细培优科学思维) 课标要求 学习目标 知道远距离输电时通常采用高压输电的原因。 1.理解远距离输电线上的能量损失与哪些因素有关。2.应用理想变压器、电路知识对简单的远距离输电线路进行定量计算。3.了解交变电流从发电站到用户的输电过程。 一、降低输电损耗的两个途径 1．输送电能的基本要求 (1)可靠：指保证_____可靠地工作，少有故障。 (2)保质：保证电能的质量———电压和_____稳定。 (3)经济：指输电线路建造和运行的费用_____，电能损耗_____。 2．降低输电损耗的两个途径 (1)途径一：减小输电线的电阻。根据P损＝I2R，R＝ρ，在输电距离一定的情况下，可增大导线的_____或选用_____较小的金属材料。 (2)途径二：减小输电导线中的电流。从公式P＝IU来看，在保证功率不改变的情况下，要减小输送电流，就必须提高_____。 二、电网供电 1．远距离输电基本原理 在发电站内用_____变压器升压，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、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的输电网络。 3．电网输电的优点 (1)降低一次能源的运输成本，获得最大经济效益。 (2)减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡。 (3)合理调度电力，使得电气化社会的主要能源———电力的供应更加可靠，质量更高。 　　　输电线路的组成 (1)从发电站发出先经过变压器升压再经过输电线输送。 (2)输送的电能先经过降压变压器降低电压后才能供给用户使用。 [微情境·大道理] 1．为了检验输送电压高低对电能输送的影响，采用实验比较法，在低压交流电源上并联两个回路。一个回路只含电阻、灯泡和电流表，电阻模拟远距离输电线路上导线的电阻，灯泡模拟用户使用的效果；另一个回路先通过一个升压变压器提高电压，再通过一个降压变压器降低电压，其余线路与第一个回路相同。实验电路如图所示。 进行实验，并观察实验现象，可以得到什么结论？ 2．如图是远距离输电示意图，判断下列说法正误。 (1)从发电厂发出的电输送到用户均需要采用高压输电。(　　) (2)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。(　　) (3)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。(　　) 强化点(一)　输电线电压损失和功率损失 任务驱动　 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)用户两端的电压是多大？ (2)用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗？ (3)输电线上功率损失的原因是什么？ 　 [要点释解明] 1．输电线上的电压损失：输电线始端电压U与输电线末端电压U′的差值。ΔU＝U－U′＝Ir＝r，其中I为输电线上的电流，r为输电线的电阻。 2．输电线上的功率损失 (1)远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损失，损失的电功率ΔP＝I2r。 (2)若输电线上损失的电压为ΔU，则功率损失还可以表示为ΔP＝，ΔP＝ΔU·I。 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。根据r＝ρ，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＝，在输送功率P一定、输电线电阻r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，输电线上的功率损耗将降为原来的。 [典例]　(多选)特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用550 ... ...