最新鲁科版选修3-2第三节《电能的远距离传输》教案.doc

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高中物理(鲁科版选修3-2)教师用书：第4章第3节电能的远距离传输含答案

学习目标知识脉络1.了解从变电站到用户的输电过程．2.理解降低输电损耗的两个途径及其各自的优缺点．(重点)3.知道高压输电原理，区别导线上的输电电压U和损失电压ΔU.(难点)4.了解高压交流和高压直流输电的优缺点及两种系统的区别和联系.为什么采用高压输电1．电功率损失由于电流的热效应会引起电功率的损失，且满足P损＝I2R线，可以通过减小输电线的电阻或减小输送电流来减小电功率的损失．2．电压损失3．高压输电减小电阻要增粗导线，增粗导线又带来两个不利，其一，耗费更多的金属材料；其二，会使电抗更大，造成更大的电压损失．只有采用小电流输电才会避免上述问题，在保证输送功率不变的情况下，减小电流必须靠升高电压来实现．1．输电线上的电压损失可用ΔU＝Ir计算，r为输电线的电阻．(√)2．输电电压越高越好．(×)3．家庭用电常用铜导线，是为了减小输电导线的电阻，从而减小电能损失．(√)在电能的输送过程中，U为输电电压，r为输电线电阻，则输电线中电流为I＝，对不对？为什么？【提示】不对．U为输电电压，而不是在输电导线上的电压，即U≠Ir，而输电电流可通过P＝UI求得．假定输电线路中的电流是I，两条导线的总电阻是r，在图中导线电阻集中画为r，输送功率为P.发电厂输出的电压为U1.图4－3－1探讨1：远距离大功率输电面临的困难是什么？【提示】在输电线上有功率损失．探讨2：输电线上功率损失的原因？功率损失的表达式？减少输电损耗的两个途径？【提示】由于输电线有电阻，当有电流时，有一部分电能转化为电热而损失掉了；P损＝I2r；减少输电损耗两个途径：①减小输电电流I，②减小输电线电阻r.探讨3：为什么远距离输电必须用高压呢？【提示】因为发电厂的输出功率P是一定的，由P＝UI知，要减小输电电流I，必须提高输出电压U.1．输电线上的功率损失(1)输电过程中功率损失的原因输电导线有电阻，因此当电能通过输电线送向远方，电流流过输电线时，因输电线有电阻而发热，电能必有一部分转化为内能而损失掉．(2)计算输电导线上功率损失的方法设输电导线的总电阻为R，输电电流为I，则损失功率为P损＝I2R.设输送的总电功率为P，输电电压为U，输电线的总长度为L，横截面积为S，电阻率为ρ，则输电电流I＝，输电线电阻R＝ρ，所以输电线上的功率损失可表示为P损＝()2ρ.(3)减小输电线上的功率损失的方法根据公式P损＝I2R可知，减小输电线路上功率损失的方法有两种：①减小电阻据R＝ρ判断：减小输电线的长度L，由于输电距离一定，所以在实际中不可能通过减小L来减小R；减小电阻率ρ，目前，一般用电阻率较小的铜或铝作为输电线材料；增大导线的横截面积S，这要多耗费金属材料，增大成本，同时给输电线的架设带来很大的困难．②减小输电导线的电流I据I＝判断：减小输送功率，在实际中不能通过用户少用或不用电来达到减少损耗的目的；提高输电电压U，在输送电功率P一定，输电线电阻一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，据P损＝()2R可知，输电线上的功率损耗将降为原来的.2．输电线上的电压损失(1)在输电线上存在电压损失的原因输电导线有电阻，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．(2)计算输电线上的电压损失的方法如图4－3－2所示，U为发电厂的输出电压，P为发电厂的输出功率，U′为用电设备两端的电压，P′为用电设备的输入功率，则输电线上损失的电压为ΔU＝U－U′，且ΔU＝IR.图4－3－2(3)减少输电线路上的电压损失的方法据ΔU＝IR可知，减小输电线路上电压损失的方法主要有两种：(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．1．(多选)如图4－3－3为远距离高压输电的示意图，关于远距离输电，下列表述正确的是( )【导学号：05002101】图4－3－3A．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B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好【解析】根据输电原理，电路中的功率损耗ΔP＝I2R线而R线＝ρ，增大输电线的横截面积，输电线的电阻会减小，则能减小输电线上的功率损失，A对；由P＝UI可知，P一定的情况下，输送电压U 越大，I越小，ΔP越小，B对；若输电电压一定，输送功率越大，则电流I越大，ΔP越大，C错；输电电压并不一定越高越好，因为电压越高，对于安全和技术的要求越高，D对．【答案】ABD2．某小型实验水电站输出功率是20 kW，输电线路总电阻是6 Ω.(1)若采用380 V电压输电，求输电线路损耗的功率和用户得到的电压；(2)若改用5 000 V高压输电，用户端利用n1∶n2＝22∶1的变压器降压，求用户得到的电压．【解析】(1)输电线上的电流为：I＝＝A≈52.63 A输电线路损耗的功率为：P损＝I2r＝52.632×6 W≈16 620 W＝16.62 kW用户得到的电压为：U1＝U－Ir＝(380－52.63×6)V＝64.22 V.(2)改用高压输电后，输电线上的电流变为：I′＝＝ A＝4 A用户端在变压器降压前获得的电压U1′＝U′－I′r＝(5 000－4×6) V＝4 976 V根据＝n1n2用户得到的电压为U2′＝U1′＝×4 976 V≈226.18 V.【答案】(1)16.62 kW 64.22 V (2)226.18 V计算输电线上功率损耗的方法1．ΔP＝I2R，I为输电线上的电流，R为线路电阻．2．ΔP＝，U线为输电线路上损失的电压，R为线路电阻．3．ΔP＝U线·I，U线为输电线上损失的电压，I为线路上的电流．高压交流输电和高压直流输电1．高压交流输电(1)基本环节升压变压器降压变压器发电厂(站)―→高压输电线路―→用户(2)电路原理图：(如图4－3－4所示)图4－3－42．高压直流输电(1)主要构造整流站、直流线路和逆变站三部分．(2)原理图：(如图4－3－5所示)图4－3－5(3)高压直流输电的优点高压直流输电的过程是在高压交流输电的基础上完善而成的，它的主要优点有：①节省材料，架设方便．②不存在容抗和感抗引起的损耗．③易于建设输电网，不需要考虑各发电机的同步问题．1．在远距离输电线上的功率损失与输电线上电压损失的平方成正比．(√)2．由P＝UI知，在输送功率一定的情况下，提高输电电压，同时输电电流一定减小．(√)3．高压直流输电系统有两次换流过程．(√)在直流输电系统中，换流站内换流器的作用是什么？【提示】换流器的作用是实现交流电与直流电的转换，是直流输电系统内的重要环节．我们日常生活离不开电，电是由发电厂产生的．为了合理地利用自然资源，火力发电厂通常建在煤矿附近，水电站建在水力资源丰富的河流上，但用电的地方可能距离很远，需要将电能安全、保质地由发电厂送往远方，同时又不能浪费太多的电能．请探究以下几个问题：探讨1：火力发电厂或水电站发出电的电压一定很高吗？怎样才能提高输送电压？【提示】电厂发出的电的电压最大值由公式Em＝NBSω决定，因机械制造等因素，电压不会很高，通常借助变压器将低电压变为高电压．探讨2：电能的远距离传输一般要经过哪几个环节？【提示】一般要经历三个环节，即升压变压器升压、电能的输送线路、降压变压器降压．探讨3：用户消耗的电功率和电厂发出的电功率相等吗？【提示】不相等，因为在电能的输送线路上有电阻要消耗部分电功率，所以电厂发出的电功率大于用户获取的电功率．1．高压交流输电线路(1)结构示意图图4－3－6(2)基本关系电压关系：＝，＝n3n4电流关系：＝，＝n4n3 功率关系：P1＝P2，P3＝P4 损失电压：UR ＝I2R ＝I3R 损失功率：PR ＝IR ＝U/R(3)重要关联关系⎩⎨⎧I2＝I3U2＝UR＋U3P2＝PR＋P3(4)高压交流输电技术的困难①输送大功率电能，导线横截面积较大，电感的作用(感抗)超过电阻；②电缆长度越长，电容器的旁路作用越强，甚至使交流无法输送；③电流并网要求各台发电机交流相位相同，频率相同． 2．高压直流输电(1)高压直流输电系统原理图4－3－7(2)高压直流输电的优越性①输送相同功率的电能时，直流输电所用线材仅为交流输电的2/3；②直流输电比同容量交流输电简单，占地面积小；③稳定的直流输电不存在感抗和容抗引起的能量损耗；④用直流输电不需要考虑电网中各台交流发电机的同步运行问题．3．(多选)高压直流输电与高压交流输电相比( )A．高压直流输电不存在感抗和容抗引起的损耗B．高压直流输电所需的设备比高压交流输电所需的设备经济C．高压直流输电技术简单D．高压直流输电主要用于联系非同步运行的交流系统【解析】稳定的直流输电不存在感抗和容抗引起的损耗，A正确；高压直流输电技术的要求高，所需的换流设备制造难价格高，B、C错误．高压直流输电主要用于联系非同步运行的交流系统，D正确．故选A、D.【答案】AD4．如图4－3－8所示，学校有一台应急备用发电机，内阻为r＝1 Ω，升压变压器匝数比为n1∶n2＝1∶4，降压变压器的匝数比为n3∶n4＝4∶1，输电线总电阻为R线＝4 Ω，全校有22间教室，每间教室安装“220 V40 W”的电灯6盏，要求所有的电灯都正常发光，求：图4－3－8(1)输电线上损耗的电功率P损为多大？(2)发电机的电动势E为多大？【导学号：05002102】【解析】(1)所有电灯正常发光时消耗的功率为P灯＝40×22×6 W＝5 280 W＝P4由于电灯正常发光时降压变压器副线圈两端电压U4＝220 V所以降压变压器原线圈两端电压U3＝U4＝×220 V＝880 V两变压器之间输电线上的电流为I线＝＝＝ A＝6 A输电线上损失的功率P损＝IR线＝62×4 W＝144 W.(2)输电线上损失的电压U损＝I线R线＝6×4 V＝24 V升压变压器副线圈两端电压U2＝U3＋U损＝(880＋24)V＝904 V升压变压器原线圈两端电压U1＝U2＝×904 V＝226 V升压变压器原线圈中的电流I1＝I线＝×6 A＝24 A发电机内阻上的电压：Ur＝I1r＝24 V发电机的电动势E＝U1＋Ur＝226 V＋24 V＝250 V.【答案】(1)144 W (2)250 V处理远距离输电问题的方法处理远距离输电问题的方法，关键是抓住一图三线，一图即输电的线路图，三线即三个关系：功率关系、电压关系和电流关系，抓住一图三线，按照从前到后或从后向前的顺序分析，即可找到突破口．。

鲁科版高中物理选修3-2第四章第三节电能的远距离传输

电能的远距离传输【教学目标】一、知识与技能1、知道电能输送过程中有功率损失和电压损失，2、通过探究理解降低这两种损失的方法。

3、通过探究理解远距离高压输电电路的构造，4、理解并会计算输电系统的输电电压、输电电流、功率损耗、电压损耗。

5、了解电网供电的优点和输电的新技术。

二、过程与方法1、通过阅读、思考与讨论，提高学生分析解决实际问题的能力。

2、通过理论探究、学生实验验证、演示实验验证相结合，引导学生积极主动探究，发现问题，解决问题，培养学生的科学研究方法。

三、情感态度与价值观1、通过实验探究引导学生积极主动探究，发现问题，解决问题，在学习知识的同时获得一定的成就感。

2、体会物理知识在生产、生活中的巨大作用，激发学生学好知识投身祖国建设的热情。

【教学重点难点】学习重点：通过探究理解远距离高压输电电路的构造，输电线上电能损失的计算。

学习难点：理解并会计算高压输电的输电电压、输电电流、功率损耗、电压损耗。

【教学流程】【教学过程】一、探究一：输电线的电阻对远距离输电的影响现实生活中，发电站往往距离电力用户很远，这样就导致了远距离输电的问题。

输电时，由于输电距离很远使得导线上存在不可忽略的电阻，电阻的电流热效应导致电能损耗，造成了能源的浪费。

请据下图填空：①输电电流: I= P/U；②电压损耗: △U = IR ； ③功率损耗: △P = I 2R ；分组实验一：体验输电线的电阻对远距离输电的影响器材：学生低压交流电源（4V ），滑动电阻器（最大50Ω），小灯泡（额定电压4V ），导线若干要求：请使用以上器材模拟上图中的远距离输电电路，以滑动电阻器（最大50Ω）作为输电线的电阻，以小灯泡作为用电设备。

电路图：观察：1）改变滑动电阻器的阻值（相当于加大输电线长度，即增加输电线的电阻），观察小灯泡的亮度变化。

2）注意记住滑动变阻器的有效阻值大概为多少时小灯泡就不亮了，并和后面的实验二进行对比现象：结论：演示实验一和学生分组实验一实物图二、探究二：减少远距离输电损耗的方法1、远距离输电电路的两种损耗：⑴功率损耗：远距离输送电能，由于输电线上的电流热效应，电能转化为热能。

43《电能的远距离传输》教案(鲁科版选修3-2)

个人采集整理- 仅供参照4． 3《电能地远距离传输》教案【学习目标】<1）知道“便于远距离输送”是电能地长处，知道输电过程；<2）知道降低输电消耗地两个门路；<3）认识电网供电地长处和意义.【学习重点】理解高压输电原理，差别导线上地输电电压U 和损失电压U.【知识重点】1．为何要采纳高压输电输送电能地基本要求是：靠谱、保质、经济. 靠谱，是指保证供电线路靠谱地工作，罕有故障和停电 . 保质，就是保证电能地质量，即电压和频次稳固 . 经济是指输电线路建筑和运转地花费低，电能消耗小 .1）电功率损失因为输电线有电阻，当有电流流过输电线时，有一部分电能转变为电热而损失掉了 . 这是输电线上功率损失地主要原由.设输电电流为 I ，输电线地电阻为 r ，则功率损失为P I 2r.=依据功率损失地表达式 P=I 2 r 可知，要减少输电线上地功率损失，有两种方法：其一是减小输电线地电阻；其二是减小输电电流 .要减小输电线地电阻r ，可采纳下述方法：①减小资料地电阻率ρ. 银地电阻率最小，但价钱昂贵，当前采纳电阻率较小地铜或铝作输电线 .②减小输电线地长度 l 不行行，因为要保证输电距离 . ③增添导线地横截面积，可适合增大横截面积 . 太粗不行能，既不经济又架设困．．．．．．难 .2）电压损失在输电功率必定地条件下，依据P=UI 可知，要减小输电线中地电流I ，必须提升输电电压U，这就是采纳高压输电地道理.3）高压输电采纳高压输电 . 在输电电流必定地状况下，线路电阻减为本来地一半，线路中消耗地功率减为本来地 . 在线路电阻必定地状况下，电压提升一倍，线路中地电流减为一半，而消耗地功率减为本来地.2．高压沟通输电我国远距离高压输电状况及远距离高压输电地原理 . 以下列图所示 .设发电机地输出功率为 P ，则功率损失为P I 22 ，用户获得地功率为 P= R用PP ，输电线路上地电压损失为：UI 2，则U 3U 2U= -= R= -.3．高压直流输电【典型例题】，输出电压为×，若是输例题 1：某沟通发电机输出功率为 5× 105W3 U=1.0 10 V电线地总电阻 R=10Ω，在输电线上损失地电功率等于输电功率地 5%，用户使用电压 U=380 V. <1）画出输电线路地表示图 .<注明各部分地符号） <2）所用升压和降压变压器地原、副线圈地匝数比各为多少？ <使用地变压器是理想变压器）解读： I 1==500 AI 1I 2 I 3I 4 厂发 UU U用 P 损 =5%P=5%× 5× 105=2.5×104 W电 U电22n 1 n 2n 3 n 4P 损=I 2R =50 AI =I 4=A所以<也可从电压角度去剖析和计算）【达标训练】1、小型水力发电站地发电机有稳固地输出电压，它发出地电先经过电站邻近地升压变压器升压，而后经过输电线路把电能输送到远处用户邻近地降压变压器，经降低电压后再输送至各用户.设变压器都是理想地，那么在用电顶峰期，随用电器电功率地增添将致使 < ） A.升压变压器初级线圈中地电流变小B.升压变压器次级线圈两头地电压变小C.高压输电线路地电压损失变大D.降压变压器次级线圈两头地电压变小2．人们利用发电机把天然存在地各样形式地能<水流能、煤等燃料地化学能）转变为电能，为了合理地利用这些能源，发电站要修筑在凑近这些天然资源地地方，但用电地地方却散布很广，所以需要把电能输送到远方. 某电站输送电压为 U=6000 V，输送功率为 P=500 kW，这时安装在输电线路地起点和终点地电能表一日夜里读数相差 4800 kW·h<即 4800 度电） . 试求：<1）输电效率和输电线地电阻；<2）若要使输电线损失地功率降到输送功率地2%，电站应使用多高地电压向外输电？答案： 1.CD2 解读： <1）依题意，输电线上地功率损失为P 损 =kW=200 kW则输电效率η=× 100%=60%.因为 P 损=I2R线，又因为 P=IU，所以 R 线= Ω=28.8Ω .<2）设升压至 U′可知足要求，则输送电流I ′= A.输电线上损失功率为P 损′=I′2R 线 =P× 2%=10000 W，<2 分）则有 <）2× R线=10000 W，得 U′ =V=2.68×104 V.【反省】收获疑问声明：全部资料为自己采集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用途.。

鲁科版高中物理选修3-2第4章第3节电能的远距离传输

高中物理学习材料金戈铁骑整理制作1．远距离输送交流电都采用高压输电，采用高压输电的优点下列说法错误的是() A．可节省输电线的材料B．可根据需要调节交流电的频率C．可减少输电线上的功率损失D．可降低输电线上的电压损失解析：当输电功率一定时，设为P，P＝IU，I是输电电流，U是输电电压，设输电导线电阻为R，则输电线上的损耗为P耗＝I2R＝P 2U2R，U损＝IR＝PU R，要减小损耗有两条途径：增大输电电压U、减小输电电线电阻。

输电距离是一定的，要减小输电电线电阻只能增大电线横截面积，这样就多用材料，如果采用更高的电压输电，就不用加粗导线，亦可换用铝等电阻率稍大、但价格低廉的材料，所以A、C、D均正确。

答案：B2．下列关于高压直流输电的说法，正确的是()A．高压直流电可以经过变压器提升电压后进行输送B．在输送过程中直流输电不考虑输电线的电感对电流的影响C．在输送过程中直流输电不考虑输电线的电阻对电流的影响D．直流输电，用户可以直接得到直流电解析：现代的直流输电，只有输电这个环节使用高压直流，发电、用电及升、降电压仍然是交流，选项D错误。

变压器只能对交流起作用，对直流不起作用，选项A错误。

在输电功率大，输电导线横截面积大的情况下，对交流来说，感抗会超过电阻，但电感对直流就不会有影响，当然电阻对直流和交流是同样有影响的，选项B正确，选项C错误。

答案：B3．为了减少输电线路中电能损失，发电厂发出的电通常是经过升压变电站升压后通过远距离输送，再经过降压变电站将高压变为低压，某降压变电站将电压U0＝11 0002sin 100πt(V)的交流电降为220 V供居民小区用电，则下列说法错误的是()A．降压变电站原、副线圈匝数比为50∶1B．输电电流的频率是50 HzC．降压变电站副线圈的导线比原线圈的要粗D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和解析：原电压的有效值为U1＝11 000 V，由U1U2＝n1n2得，n1n2＝501，选项A正确；变压器不改变交流电的频率，故选项B正确；由n1n2＝I2I1得，副线圈的电流大，要想导线发热少，导线要粗一些(电阻小)，故选项C正确；居民小区各用电器电流总和应该等于副线圈的电流，选项D错误。

新鲁科版物理选修3-2同步讲义：电能的远距离传输

1．为什么要采用高压输电(2)降低两种损失的途径——高压输电输送电功率不变的前提下提高输电电压，会减小输电电流，从而减小导线上的电功率损失和电压损失。

在电能的输送过程中，U 为输电电压，r 为输电线电阻，则输电线中电流为I ＝Ur ，这种说法对吗？解析：不对。

U 为输电电压，而不是加在输电导线上的电压。

2．高压交流输电 (1)基本环节发电厂(站)―→高压输电线路―→用户 (2)电路原理图如图所示。

3．高压直流输电(1)组成部分主要由整流站、直流线路和逆变站三部分组成。

(2)原理图如图所示。

(3)主要用途主要用于远距离大功率输电、联系不同频率或相同频率但非同步运行的交流系统等。

1．高压直流输电不存在感抗和容抗引起的损耗(√)2．家庭照明线路的电线线芯通常是铜或铝(√)3．采用高压输电的优点是可加快输电的速度(×)解析：1.稳定的直流输电不存在感抗和容抗引起的损耗，1正确。

2．为了减小导线上的功率损失，家庭照明电路应选用电阻率小的材料，2正确。

3．高压输电可减少输电线上的能量损失，与输电速度无关，3错误。

1．输电线上的电功率损失(1)原因：输电导线有电阻R线，电流流过输电线时，电流的热效应引起电功率的损失。

(2)计算式：①P线＝I2R线，②P线＝IU线，③P线＝U2线R线。

2．输电线上的电压损失若用U表示输电线始端电压，U′表示输电线末端电压，则U线＝U－U′或U线＝IR线。

3．电压损失与输电电压的关系如果远距离输电的电功率P 不变，输电电压为U ，输电导线电阻为R 线，则输电导线上发热损失的功率P 损＝I 2R 线＝P2U 2R 线，因此输电电压若提高到nU ，则P 损将减为原来的1n 2。

[典例1] 某变电站用220 V 的电压输电，导线上损失的功率为输送功率的20%。

若要使导线上损失的功率降为输送功率的5%，则输电电压应为多少？[思路探究](1)明确两次输送功率相同。

(2)理解输送电压220 V ，不是导线两端的电压。

鲁科版高中物理选修3-2第4章远距离输电第3节电能的远距离传输学案

第3节电能的远距离传输
1.了解从变电站到用户的输电过程，知道远距离输电时应用高电压的原因．
2.理解降低输电损耗的两个途径及其各自的优缺点．
3.掌握远距离输电的典型电路，并能利用电路知识、变压器规律等解决问题．
[学生用书P53])
一、为什么要采用高压输电
1．电功率损失和电压损失
2．降低两种损失的途径——高压输电：输送电功率不变的前提下提高输电电压，会减小电流，从而减小导线上的电功率损失和电压损失．
1．高压输电是否电压越高越好？
提示：电压升高，会导致对空气放电，这就对导线的绝缘性能提出了更高的要求．另外高压送电对变压器也提出了更高的要求．因此输电电压也不是越高越好．在实际输电过程中输电电压要根据输送功率的大小、距离的远近、技术和经济各方面因素综合考虑．
二、高压输电
1．高压交流输电
(1)基本环节
(2)电路原理图(如图)
1。

高中物理第4章远距离输电第3节电能的远距离传输教学案鲁科版选修3_2

第3节电能的远距离传输一、为什么要采用高压输电 1．两种损失比较2．降低两种损失的途径——高压输电在保证输送电功率不变的前提下提高输电电压，会减小输电电流，从而减小导线上的电功率损失和电压损失。

二、高压交流输电 1．基本环节发电厂站――→升压变压器高压输电线路――→降压变压器用户2．电路原理图图 431三、高压直流输电 1．组成部分高压直流输电系统主要由整流站、直流线路和逆变站三部分构成。

实际上直流输电系统只在输电这个环节是直流，发电环节和用电环节仍是交流，输电过程中只用两根导线。

2．优越性(1)节省材料，输电结构简单，占地面积小。

(2)不存在感抗和容抗引起的损耗。

(3)不需要考虑电网中的各发电机的同步运行问题。

1．自主思考——判一判(1)为了减少能量损失，要高压输电，而且越高越好。

(×) (2)输送功率一定时，提高输送电压，可以减少功率损失。

(√) (3)电压损失ΔU ＝IR 线和电功率损失ΔP ＝I 2R 线中I 可以通过I ＝P 送U 送求得。

(√) (4)负载越多，即用电高峰期，ΔU 、ΔP 也越大。

(√) (5)高压直流输电与高压交流输电的区别在于输送环节。

(√) 2．合作探究——议一议(1)电能的输送要达到什么要求？输送电压是不是越高越好？提示：①输送电能要达到三个方面的要求： a ．可靠：保证供电线路正常工作，少有故障。

b ．保质：保证电能质量，即电压、频率稳定。

c ．经济：线路架设和运行费用低，能耗少，电价低。

②电压升高，导线会对空气放电，对导线的绝缘性能提出更高的要求，另外，高压输电对变压器也提出了更高的要求，因此，输电电压并不是越高越好。

(2)在电能的输送过程中，U 为输电电压，r 为输电线电阻，则输电线中电流为I ＝U r，对不对？为什么？提示：不对。

U 为输电电压，而不是加在输电导线上的电压，即U ≠Ir ，而输电电流可通过P ＝UI 求得。

(鲁科版)物理选修3-2课件：第4章-第3节-电能的远距离传输

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●新课导入建议介绍引入新课
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人们常把各种形式的能 (如水流能、燃料化学能、核能 ) 先转化为电能再进行传输，这是因为电能可以通过电网来传输，那么电能在由电厂传输给用户过程中要考虑什么问题？这节课我们就来学习远距离输电的知识，请同学们认真仔细
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●课标解读 1．引导学生积极主动探究，发现问题，解决问题，在学习知识的同时获得一定的成就感．
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2．对远距离输电的典型电路有一个全面的理解认识，能用电路的知识，变压器的知识解决相关问题．
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●教学地位本节要求学生会运用所学过的电磁学方面的知识解决一
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个实际问题 ——电能的输送．本节内容是本章的综合体现，并且在高考中经常考查，因此是一节重要的内容，要使学生充分理解降低输电损耗的两个途径，能用能量守恒的观点解决电能的输送问题 .
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演示结束

创新设计高中物理鲁科选修电能的远距离传输学习教案

C．电压损失是原来的1n D．电压损失是原来的n倍
第27页/共31页
第二十八页，共32页。
解析设输电电压为U，所输送的功率为P，输电线路总电
阻为R，则输电电流I＝UP ，线路的功率损失ΔP＝I2R＝PU2R2 ，可知
ΔP∝
1 U2
，当输电电压U升高为原来的n倍时，功率损失变为原来
的
1 n2
，故选项B正确；线路上的电压损失ΔU＝IR＝
P U2
＝44×103 2 200
A＝20 A，输电线上的功率损失和电压损失分别为
P损＝I22R＝202×0.2 W＝80 W.
第19页/共31页
第二十页，共32页。
U损＝ΔU＝IR＝20×0.2 V＝4 V．所以降压变压器初级上的输入电压和电流为
U3＝U2－U损＝2 200 V－4 V＝2 196 V， I3＝I2＝20 A. 降压变压器次级的输出电压和电流为 U4＝nn43U3＝110×2 196 V＝219.6 V， I4＝nn34I3＝10×20 A＝200 A. 用户得到的功率为P4＝U4I4＝219.6×200 W＝4.392×104 W.
2
线
R成立，而ΔP＝
U2 R
不成立；利用U线＝I线R及ΔP＝
U线2 R
成立．计算时要注意区分线损电压和输电电压的区别．
第16页/共31页第十七页，共32页。
【变式1】某用电器离供电电源的距离为L，线路上的电流
为I，若要求线路上的电压降不超过U，已知输电导线的电阻率为
ρ，那么，该输电导线的横截面积最小值是( )．
1．输电线路的构成
由发电机、升压变压器、输电导线、降压变压器，用电器构成．如图4－3－3所示，由于发电机本身的输出电压不可能很高，所以(suǒyǐ) 采用高压输电时，图4在－3－发3 电站内需用升压变压器升压后再由输电线输出，到用电区再用降第9页/共压31页变压器降到用户所需的电压．

《电能的远距离输送》示范课教学设计【物理鲁科版高中选择性必修第二册(新课标)】

教师提问：既然采用高压输电是减小输电线上功率损失的最有效、最经济的措施，那么我们怎么提高输电电压，同时又要达到用户需要的电压呢？
学生回答：在发电机处用升压变压器升高电压，在用户处用降压变压器降低电压。
教师提问：若用U表示输电线始端电压，U′表示输电线末端电压，则输电线上的电压损失为多少？
学生回答：U线＝U－U′或U线＝IR线。
二、高压交流输电与直流输电
1．高压交流输电系统
（1）输电环节：在发电站附近用升压变压器升高电压，用输电线输送到远方，在用电地区附近，用降压变压器降到所需电压。
（2）输电过程示意图
（3）远距离输电电路图如图所示：
教师引导学生一起寻找下列关系：
(1)功率关系：P1＝P2，P2＝P损＋P3，P3＝P4。
学生回答：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输电电压。
完成练习：
把功率为22 kW的电能用总电阻为2 Ω的导线输送到远方的用户，用220 V的电压输电，导线损失的功率为多少？若改用22 kV的电压输电，导线损失的功率又为多少？
教师提问：通过计算，我们发现，采用高压输电可行不可行？
则用户得到的电压U用户′＝219.2 V
变压器输入功率和输出功率相等，所以用户得到的功率P用户′＝P2＝43840 W。
答案： (1)140 V 28 000 W (2)219.2 V 43 840 W
课堂小结
②减少断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡，保障供电的质量。
③合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高。
（5）输电线上功率损失的两种方法
计算输电线上损失的功率时，要注意区分两个电压：输电电压(输电线始端的电压)U和输电线上的损失电压ΔU。

鲁科版高中物理选修(3-2)-4.3《电能的远距离传输》参考教案

4.3 电能的远距离传输教学目标一、知识目标1、知道“便于远距离输送”是电能的优点之一．知道输电的过程．了解远距离输电的原理．2、理解各个物理量的概念及相互关系．3、充分理解；；中的物理量的对应关系．4、知道什么是输电导线上的功率和电压损失和如何减少功率和电压损失.5、理解为什么远距离输电要用高压.二、能力目标1、培养学生的阅读和自学能力．2、通过例题板演使学生学会规范解题及解题后的思考．3、通过远距离输电原理分析，具体计算及实验验证的过程，使学生学会分析解决实际问题的两种基本方法：理论分析、计算和实验．三、情感目标1、通过对我国远距离输电挂图展示，结合我国行政村村村通电报导及个别违法分子偷盗电线造成严重后果的现象的介绍，教育学生爱护公共设施，做一个合格公民．2、教育学生节约用电，养成勤俭节约的好习惯．教学建议教材分析及相应的教法建议1、对于电路上的功率损失，可根据学生的实际情况，引导学生自己从已有的直流电路知识出发，进行分析，得出结论．2、讲解电路上的电压损失，是本教材新增加的．目的是希望学生对输电问题有更全面、更深人和更接近实际的认识，知道影响输电损失的因素不只一个，分析问题应综合考虑，抓住主要方面．但真正的实际问题比较复杂，教学中并不要求深人讨论输电中的这些实际问题，也不要求对输电过程中感抗和容抗的影响进行深入分析．教学中要注意掌握好分寸．3、学生常常容易将导线上的电压损失面与输电电压混淆起来，甚至进而得出错误结论．可引导学生进行讨论，澄清认识．这里要注意，切不可单纯由教师讲解，而代替了学生的思考，否则会事倍功半，形快而实慢．4、课本中讲了从减少损失考虑，要求提高输电电压；又讲了并不是输电电压越高越好．希望帮助学生科学地、全面地认识问题，逐步树立正确地分析问题、认识问题的观点和方法．教学重点、难点、疑点及解决办法1、重点：（l）理论分析如何减少输电过程的电能损失．（2）远距离输电的原理．2、难点：远距离输电原理图的理解．3、疑点：；；的对应关系理解．4、解决办法通过自学、教师讲解例题分析、实验演示来逐步突破重点、难点、疑点．教学设计方案电能的输送教学目的：1、了解电能输送的过程．2、知道高压输电的道理．3、培养学生把物理规律应用于实际的能力和用公式分析实际问题的能力．教学重点：培养学生把物理规律应用于实际的能力和用公式分析实际问题的能力．教学难点：高压输电的道理．教学用具：电能输送过程的挂图一幅（带有透明胶），小黑板一块（写好题目）．教学过程：一、引入新课。

新课标鲁科版3-2 选修三4.3《电能的远距离传输》 PPT课件1

导线上的功率损失；
（3）降压变压器原、副线圈的匝数比；
（4）用户得到的功率。
（1）2500V （2）60kW
（3）10:1
（4）440kW
例2、某交流发电机输出功率为5×105 W，输出电压为U=1.0×103 V，假如输电线的总电阻R=10Ω，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户使用电压 U=380 V.
( 1 )画出输电线路的示意图（标明各部分的符号）
（2）所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少？（使用的变压器是理想变压器） 1：10 25：1
110 kV、220 kV、330 kV，输电干线采用500 kV的超高压，西北电网正在建设750kV的线路。
是不是输电电压越高越好？
电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。实际输送电能时，要综合考虑，如输送功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，要依照不同情况选择合适的输电电压。
5.5 电能的输送
输送电能的基本要求是：
可靠、保质、经济
可靠：是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。
保质：就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。
经济：是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小
一、输电线上的功率损失
1、为什么输电线上有电能损失？
由于输电线长，电阻大，当电流通过输电线时，产生热量Q，损失一部分电能，同时输电线上有电压降，故又损失一部分电压.
（1）25A 250V 150V （2）6250W 3750W
（3） 62.50W
提高输电电压，是减少电能损失的行之有效的办法
二、远距离输电原理图
I1
I2
I3
I4
P1

高二物理鲁科版选修3～2课件4.3 电能的远距离传输

由 Δ P=I2R 和 R=ρ 知,输电线可用 ρ 小、S 大的导线,但增大成本,施工困难由 P=UI 知,P 不变时,提高电压 U,减小电流 I ,即远距离输电采用高压输电
1
2
3
练一练
远距离输送交流电都采用高压输电,我国正在研究用比较高的电压进行输电,采用高压输电的优点是( )
A.可提高输电电流的最大值 BБайду номын сангаас可根据需要调节交流电的频率
②增加导线的横截面积。可适当增大横截面积,太粗不可能,既不经济又架设困
难。
探究一
探究二
(2)减小输电电流: 在输电功率一定的条件下,根据P=UI可知,要减小输电线中的电流I,必须提高输电电压U。在输送功率P一定,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,根 �� 1 R 线知,输据ΔU=IR线= �� R线知,输电线上的电压损失将变为原来的 ,根据 ΔP=(��)2· �� 1 电线上的功率损失将降为原来的 2。所以减小输电电流,采用高压输电的方法比减小
1
2
3
练一练
(多选)为了减小输电线路中的能量损耗,可采用的方法是( A.提高输电电压 B.增大输电电流 )
C.增大输电导线的截面积
D.采用电阻率较小的导线
解析:减小输电线路中的能量损耗,可以有两个途径:减小输电导线的电阻,减小输电电流。而增大导线横截面积、采用电阻率较小的导线,均可减小导线的电阻, 故选项A、C、D符合题意。答案:ACD
输电线电阻的方法更有效。
��
特别提醒
(1)分析电压损失时,注意U和ΔU的区别,U是输电电压,ΔU是输电线上损失的电压。

鲁科版物理选修3-2课件：第4章第3节电能的远距离传输

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【解析】 (1)输电线上的电流为： I＝UP＝203×80103 A≈52.63 A 输电线路损耗的功率为： P损＝I2r＝52.632×6 W≈16 620 W＝16.62 kW 用户得到的电压为： U1＝U－Ir＝(380－52.63×6)V＝64.22 V.
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(3)减小输电线上的功率损失的方法根据公式P损＝I2R可知，减小输电线路上功率损失的方法有两种： ①减小电阻
据R＝ρ
L S
判断：减小输电线的长度L，由于输电距离一定，所以在实际中不可
能通过减小L来减小R；减小电阻率ρ，目前，一般用电阻率较小的铜或铝作为输
电线材料；增大导线的横截面积S，这要多耗费金属材料，增大成本，同时给输
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2．输电线上的电压损失 (1)在输电线上存在电压损失的原因输电导线有电阻，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． (2)计算输电线上的电压损失的方法如图4－3－2所示，U为发电厂的输出电压，P为发电厂的输出功率，U′为用电设备两端的电压，P′为用电设备的输入功率，则输电线上损失的电压为ΔU ＝U－U′，且ΔU＝IR.
好，因为电压越高，对于安全和技术的要求越高，D对．
【答案】 ABD
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2．某Байду номын сангаас型实验水电站输出功率是20 kW，输电线路总电阻是6 Ω. (1)若采用380 V电压输电，求输电线路损耗的功率和用户得到的电压； (2)若改用5 000 V高压输电，用户端利用n1∶n2＝22∶1的变压器降压，求用户得到的电压．

新课标鲁科版3-2选修三4.3《电能的远距离传输》课件

高压输电线路的电压等级越高，传输容高压输电线路的建设需要综合考虑经济、
量和距离越大，损耗越小，因此高压输技术、环境等多方面因素，包括线路路
电是电力系统中的主要传输方式。
径、塔基选址、环保措施等。
跨区域电力交易
跨区域电力交易是指不同地区之间的电力买卖交 01 易，通过电力市场平台实现。
跨区域电力交易可以优化资源配置，提高电力系 02 统的经济性和可靠性，同时也可以促进可再生能
详细描述
分布式能源接入电网通过在用户端安装小型发电机组和储能设备，实现就地供电和能源管理。这种方式能够减少远距离输电的损耗和污染，提高供电的可靠性和稳定性。同时，分布式能源接入电网还有助于实现智能电网和微电网的发展，为未来能源管理提供更多可能性。
06
总结与思考
本节课的重点回顾
01 重点1
电能的远距离传输的必要性。
新课标鲁科版3-2选修三4.3《电能的远
距离传输》课件
目录
• 引言 • 电能的远距离传输概述 • 电能的损耗与减少损耗的方法 • 电能的远距离传输的应用 • 案例分析 • 总结与思考
01
引言
主题简介
01 主题名称
电能的远距离传
02 主题内容
介绍电能远距离传输的基本原理、技术应用和未来发展趋势。
选用低损耗的变压器、电抗器等设备，优化设备配置，降低设备损耗。
采用高压输电
通过提高输电电压，减小输电电流，从而减少因输电导线电阻产生的损耗。
提高传输效率的措施
选用高性能的输电导线
01
选用具有高导电性能的输电导线，降低输电导线的电阻，从而
提高传输效率。
优化输电线路布局
02
合理规划输电线路布局，减少输电线路的长度和曲折度，降低

4.3 电能的远距离传输学案(2020年鲁科版高中物理选修3-2)

4.3 电能的远距离传输学案（2020年鲁科版高中物理选修3-2）第第3节节电能的远距离传输电能的远距离传输学习目标核心提炼1.知道远距离输电时输电线的损失与哪些因素有关，理解高压输电的道理。

2个降低电损的途径减小输电线的电阻提高输送电压3个输电回路发电机回路输送回路输出（用户）回路2种输电方式高压交流输电高压直流输电2.知道远距离输电线路的基本构成，会对简单的远距离输电线路进行定量计算。

一.为什么要采用高压输电阅读教材第7576页，知道电能在远距离传输过程中有功率损失和电压损失，并知道减少这两种损失的方法。

1.两种损失比较两种损失主要原因大小表示减小办法电功率损失输电线有电阻，电流产生焦耳热PI2R减小电阻R减小电流I 电压损失输电线电阻上的电压降UIR2.降低两种损失的途径高压输电在保证输送电功率不变的前提下提高输电电压，会减小输电电流，从而减小导线上的电功率损失和电压损失。

思考判断1输电电压越高越好。

2输电线上电功率的损失，与输电线的电阻成正比，与输电电流的平方成正比。

3由PU2r可知，输电电压越小，输电线上的损失就越小。

4由PI2r可知，减小输电线的电阻和降低输电电流可减小输电损失。

5高压输电是通过提高电压，减小输电电流来减少电路发热损耗的。

二.高压交流输电阅读教材第7678页，了解高压交流输电流程和基本环节。

1.基本环节发电厂（站）升压变压器高压输电线路降压变压器用户2.电路原理图3.交流输电并网的要求1并联输电线中的交变电流相位必须相同。

2交变电流的频率必须相同。

4.交流输电的缺陷交流输电电路中不仅有电阻，而且还有电感和电容。

思维拓展“提高输电电压，减小输电电流”是否与欧姆定律相矛盾答案不矛盾。

欧姆定律IUR是对纯电阻元件成立的定律，而“提高输电电压，减小输电电流”是从输电角度，由PUI且在P 一定的条件下得出的结论，两者没有必然联系。

三.高压直流输电阅读教材第79页，了解直流输电的基本过程和优点。