2021人教版物理选修3-2课件：第五章 第5节 电能的输送
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高中物理第五章交变电流55电能的输送课件选修32
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。 3．对高压输电中几个电压的理解 (1)输送电压：输电线始端电压，如上图中的 U2。 (2)用户电压：最终用户得到的电压，如上图中的 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。
解题技能⊳输电问题中找准对应物理量的技巧 在远距离输电的题目中，涉及的物理量多，而且还比较 相近，因此容易混淆，所以找准公式中物理量的对应关系是 做对题目的前提，此时应注意以下三点： (1)高压输电的电路划分wenku.baidu.com三个独立的回路。 (2)不同回路之间通过功率以及变压器的电流和电压相 联系。 (3)只有在某一个确定的回路中才可以应用闭合电路欧 姆定律或串、并联电路规律，从而确保公式中物理量的对应 性。
解析 输电线电阻为 R 线＝ρSl ，输电电流为 I＝UP，故 输电线上损失的电功率为 ΔP＝I2R 线＝UP2ρSl ＝PU22ρSl，用户得 到的电功率为 P′＝P－ΔP＝P1－UPρ2Sl 。B、D 正确。
考点 高压输电线路的分析与计算
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 器构成即“三个回路两个变压器”，如图所示。由于发电机 本身的输出电压不可能很高，所以采用高压输电时，在发电 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 降压变压器降到用户所需的电压。
物理人教版选修3-2课件：第五章5电能的输送
(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． (2)输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表 达式是什么？降低输电损耗的两个途径是什么？ 提示：由于输电线有电阻，当有电流流过输电线时， 有一部分电能转化为电热而损失掉了． 这是输电线上功率 损失的主要原因．
设输电电流为 I，输电线的电阻为 R，则功率损失为 ΔP＝I2R.根据功率损失的表达式ΔP＝I2R 可知， 要减少输 电线上的功率损失， 有两个途径： 一是减小输电线的电阻； 二是减小输电电流．
出电流，必须提高输出电压．
1．电压损失． 输电线始端电压 U 与输电线末端电压 U′的差值，Δ U＝U－U′＝Ir.
2．功率损失． 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 (1)Δ P＝I2r； (2)Δ P＝IΔ U； Δ U2 (3)Δ P＝ r .
3．减小电压、功率损失的方法． (1)减小输电线路电阻． l 由 R＝ρS可知，间距一定时，使用电阻率小的材料， 增大导体横截面积可减小电阻． (2)减小输电电流 I. 由 P＝UI 可知，当输送功率一定时，升高电压可以 减小电流．
知识点二 电网供电 提炼知识 1．远距离输电基本原理 远距离输电的基本电路如图所示．
在发电站内用升压变压器升压，然后进行远距离输 电，在用电区域通过降压变压器降压到所需的电压．
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，形成的全国性或地区性的输电网络． 3．电网送电的优点 (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．
人教版 高二物理 选修3-2 5.5电能的输送习题课 课件(共19张PPT)
电导线电阻，才能减P 小 U输R2 电导线上的热损耗。
B．因为热功率P=IU，所以应采用低电压、小电流
输电，才能减小输电导线上的热损耗。
C．因为热功率P=I2R，所以可采用减小输电线电阻
或减小输送电流的方法来减小输电导线上的热损耗。
D．以上说法均不正确。
课后作业2题 以下是一段关于输电线损失功率的推导：
10．发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把 电能输送到用户，如果升压变压器和降压变压器都可视为理 想变压器．
(1)画出上述输电全过程的原理图． (2)发电机的输出功率是 100 kW，输出电压是 250 V，升 压变压器的原副线圈的匝数比为 1∶25，求升压变压器的输 出电压和输电导线中的电流． (3)若输电导线中的电功率损失 4% ，求输电导线的总电 阻和降压变压器原线圈两端的电压． (4)计算降压变压器的输出功率．
I1
I2
I3
I4
P1
P2
r线 P3
P4
F U1 n1 n2 U2
U3 n3 n4 U4 R用
I1
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I3
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P1
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r线 P3
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F U1 n1 n2 U2
U3 n3 n4 U4 R用
U1＝n1＝I2，U3＝n3＝I4 (2)电流、电压关系UU32＝nU22－IΔ1U，U4I2＝nI4线＝I3I3
B．因为热功率P=IU，所以应采用低电压、小电流
输电，才能减小输电导线上的热损耗。
C．因为热功率P=I2R，所以可采用减小输电线电阻
或减小输送电流的方法来减小输电导线上的热损耗。
D．以上说法均不正确。
课后作业2题 以下是一段关于输电线损失功率的推导：
10．发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把 电能输送到用户，如果升压变压器和降压变压器都可视为理 想变压器．
(1)画出上述输电全过程的原理图． (2)发电机的输出功率是 100 kW，输出电压是 250 V，升 压变压器的原副线圈的匝数比为 1∶25，求升压变压器的输 出电压和输电导线中的电流． (3)若输电导线中的电功率损失 4% ，求输电导线的总电 阻和降压变压器原线圈两端的电压． (4)计算降压变压器的输出功率．
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F U1 n1 n2 U2
U3 n3 n4 U4 R用
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r线 P3
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F U1 n1 n2 U2
U3 n3 n4 U4 R用
U1＝n1＝I2，U3＝n3＝I4 (2)电流、电压关系UU32＝nU22－IΔ1U，U4I2＝nI4线＝I3I3
高中物理人教版选修3-2课件：5-5电能的输送
首 页
X 新知导学 Z 重难探究
INZHIDAOXUE
HONGNANTANJIU
D 当堂检测
ANGTANGJIANCE
一
二
2.降低输电损耗的两个途径 (1)输电线上的功率损失 :Δ P=I r,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
2
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
HONGNANTANJIU
D 当堂检测
ANGTANGJIANCE
探究一
探究二
名师精讲
1.输电线上的功率损失 远距离输电时,输电线上的电阻不能忽略,电流的热效应会引起功率损 失。损失功率 Δ P 的三个计算式 : (1)ΔP=I
2
Δ������2 R;(2)ΔP=IΔU;(3)Δ P= 。 ������
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X 新知导学 Z 重难探究
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探究一
探究二
3.减少损耗的方法 由 P 损=I R 可知,减小输电线路上功率损失的方法主要有两种。 (1)减小输电线的电阻 R,由
������ R=ρ·知 ������
2
①减小输电线长度 l:发电厂与用户之间的输电线尽量走两点间直线距
选修3-2第五章第5节《电能的输送》教案.pdf
选修3-2第五章第5节《电能的输送》教学设计
一、教材分析
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
二、教学目标
1、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.
2、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．
3、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．
三、教学重点、难点
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．
四、学情分析
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．
人教版 高二物理 选修3-2 第五章：5.5-电能的输送(共26张PPT)
9
②提高输电电压U ： 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，
输电电流减小到原来的1/n,则输电线 上的功率损失降为原来的1/n2倍．
可见，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．
10
功率关系
I ΔP
电 站P
R
P’
用 户
P = P’ + P
三峡水电站—我国最大的水力发电站
2020/7/11
1
2020/7/11
某城市夜景——用户
2
输送电能的基本要求应当是：
可靠、保质 、经济
2020/7/11
3
§5.5 电能的输送
4
助学目标
1．知道“便于远距离输送”是电能的优点，知道输电过程。 2．知道降低输电损耗的两个途径。 3．了解电网供电的优点和意义。
②减小电阻率：目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线材料．
③增大导线的横截面积S，这要多消耗金属材料，增加成本，同 时给输电线的架设带来很大的困难．
8பைடு நூலகம்
（2）减小输电电流 I
①减小输送功率P ：
由于电站的装机容量一定，因此电站向 外输送的电功率是一定的，即在实际中 不能以用户少用或不用电来减少输电线 上的功率损失．(此种方法不可取）
U` 电
P`
设 备
②提高输电电压U ： 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，
输电电流减小到原来的1/n,则输电线 上的功率损失降为原来的1/n2倍．
可见，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．
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功率关系
I ΔP
电 站P
R
P’
用 户
P = P’ + P
三峡水电站—我国最大的水力发电站
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某城市夜景——用户
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输送电能的基本要求应当是：
可靠、保质 、经济
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§5.5 电能的输送
4
助学目标
1．知道“便于远距离输送”是电能的优点，知道输电过程。 2．知道降低输电损耗的两个途径。 3．了解电网供电的优点和意义。
②减小电阻率：目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线材料．
③增大导线的横截面积S，这要多消耗金属材料，增加成本，同 时给输电线的架设带来很大的困难．
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（2）减小输电电流 I
①减小输送功率P ：
由于电站的装机容量一定，因此电站向 外输送的电功率是一定的，即在实际中 不能以用户少用或不用电来减少输电线 上的功率损失．(此种方法不可取）
U` 电
P`
设 备
高二物理人教版选修3-2课件：第5章 5 电能的输送
电阻
电阻率小的金属材料，还要尽可能增加导线的横截面积
减 小 输 电 导 线 为减小输电电流 ， 同时又要保证向用户提供一定的电功率， 中的 电流 就要提高输电电压
[再判断] 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．(×) U2 3．根据 P＝ R 可知，要减小损耗功率，输电电压越低越好．(×)
图 552
Leabharlann Baidu
I1U1 A．用户端的电压为 I 2 B．输电线上的电压降为 U C．理想变压器的输入功率为 I2 1r D．输电线路上损失的电功率为 I1U
【解析】
根据变压器的工作原理、欧姆定律和电功率公式解决问题．
I1U1 根据理想变压器的工作原理，得 I1U1＝I2U2，所以用户端的电压 U2＝ I ， 2 选项 A 正确；输电线上的电压降为 U′＝I1r＝U－U1，选项 B 错误；变压器的
[后思考] 要减少输电损失，既可以增加导线的横截面积，又可以采用高压输电以减 小输电线的电流，为什么远距离输电都要采用高压输电呢？
【提示】
利用升压变压器升压提高输送电压以减小输电线上的电流容易
1 做到，且成本较低，比如电压升高到原来的 2 倍，输电电流变为原来的2，损失 1 1 功率将为原来的4，而如果增加输电导线的横截面积，使功率损失变为原来的4， 则输电线的横截面积将为原来的 4 倍，大大增加了一次性架设成本，并且导线 的横截面积不可能无限地增大．
第5章-5电能的输送
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
新课标 ·物理 选修3-2
教 学 教 法 分 析
(2013· 兰州铁一中高二检测 )在远距离输电时， 输送的电功率为 P，输送电压为 U，所用导线的电阻率为 ρ， 横截面积为 S，总长度为 L，输电线损失的电功率为 P′，用 户得到的电功率为 P 用， 则 P′和 P 用的关系式正确的是 ( )
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主wk.baidu.com导 学 菜 单
课 时 作 业
新课标 ·物理 选修3-2
教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
3．探究交流 为什么在用电高峰期家中的白炽灯灯光较暗？
教 学 方 案 设 计
【提示】 用电高峰期高压输电线和变压器到家庭的输 电线中电流较大，有较大的电压损失，加在白炽灯上的电压 变低，达不到额定功率，因此白炽灯灯光较暗.
教 学 方 案 设 计
电线上的电流容易做到，且成本较低，比如电压升高到原来 1 1 的 2 倍，输电电流变为原来的 ，损失功率将为原来的 ，而 2 4 1 如果增加输电导线的横截面积，使功率损失变为原来的 ，则 4 输电线的横截面积将为原来的 4 倍，大大增加了一次性架设 成本，再者导线的横截面积不可能无限地增大 .
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
人教版高中物理选修3-2 电能的输送 PPT课件
（2）输电线上损失的电压是多少？用户得到 多少电压？ （3）输电线上损失的功率是多少？用户得到 多少有用功？
4、某交流发电机的输出电压为220V，输出 的电功率为4400W，发电机到用户的输电线 的电阻为10Ω ，求 如果用匝数比为1：10的升压变压器升压后 用户处再用匝数比为10：1的降压变压器降 压后使用，那么用户得到的实际电压和电 功率又是多少？
思考 讨论
如何减少输电中的功率和电压损 失呢？
P损
P I R U
2 线
输送
输送
l s
2
结论：在输送功率和线路电阻一定时，线 路中损失的功率与输送电压的二次方成反 比。所以提高输送电压不仅能大幅度的减 少电能的损失，节约输电线耗材，还大大 减少了架线的困难。
体会高压输电的优点
火力发电站
风力发电站
水利发电站
大亚湾核电站
秦山核电站
三峡水电站
新疆风力发电
而用电的地方却分布很广:
电 能 的 输 送 示 意 图
一、电能的输送
1、面临的问题 电流流过输电导线时，由于电流的热效应， 必然有一部分电能转化成热而损失掉。 2、发热损失电能的计算：P损=I2R 3、减小输电线上电能损失的办法： 由热功率计算公式可看出 （1）减小输电线的电阻 （2）减小输送的电流
例2、某发电机输出功率P=100千瓦， 发电机端电压U=500伏，向远距离输 电的输电线总电阻R=10欧。现要求输 电损耗为5%，用户得到的电压恰好为 220伏，则： ①画出输电线路的示意图； ②求出所用的变压器的原副线圈匝数比。
4、某交流发电机的输出电压为220V，输出 的电功率为4400W，发电机到用户的输电线 的电阻为10Ω ，求 如果用匝数比为1：10的升压变压器升压后 用户处再用匝数比为10：1的降压变压器降 压后使用，那么用户得到的实际电压和电 功率又是多少？
思考 讨论
如何减少输电中的功率和电压损 失呢？
P损
P I R U
2 线
输送
输送
l s
2
结论：在输送功率和线路电阻一定时，线 路中损失的功率与输送电压的二次方成反 比。所以提高输送电压不仅能大幅度的减 少电能的损失，节约输电线耗材，还大大 减少了架线的困难。
体会高压输电的优点
火力发电站
风力发电站
水利发电站
大亚湾核电站
秦山核电站
三峡水电站
新疆风力发电
而用电的地方却分布很广:
电 能 的 输 送 示 意 图
一、电能的输送
1、面临的问题 电流流过输电导线时，由于电流的热效应， 必然有一部分电能转化成热而损失掉。 2、发热损失电能的计算：P损=I2R 3、减小输电线上电能损失的办法： 由热功率计算公式可看出 （1）减小输电线的电阻 （2）减小输送的电流
例2、某发电机输出功率P=100千瓦， 发电机端电压U=500伏，向远距离输 电的输电线总电阻R=10欧。现要求输 电损耗为5%，用户得到的电压恰好为 220伏，则： ①画出输电线路的示意图； ②求出所用的变压器的原副线圈匝数比。
物理：5.5《电能的输送》课件(人教新课标选修3-2)
5.5 电能的输送
三峡水电站
用户
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.
对升压变压器： U1I1＝U2I2＝I2(2)R＋U′2I2＝ 62×4W＋5280W＝5424W P出＝5424W
(4)电灯减少一半时，n′P灯=2640W
P′出＝n′P灯＋I′2(2)R＝2640W ＋32×4W＝2676W 发电机的输出功率减少一半还要多， 因输电线上的电流减少一半，输电线 上电功率损失减少到原来的
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。
1.输送功率为100kW 以下， 距离为几百 米以内，一般采用220V 的电压送电 。 这就是通常用的 低压线路。 2.输送功率为几千kW 到 几万kW，距 离为几十km到上百km, 一般采用35kV 或110kV 的电压送电。这就是所谓 高压 输 电。 3.如果输送功率为10 万kW 以上，距离 为几百km，就必须采用220kV 甚至更高 的电压送电。这就是所谓 超高压输电。
三峡水电站
用户
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.
对升压变压器： U1I1＝U2I2＝I2(2)R＋U′2I2＝ 62×4W＋5280W＝5424W P出＝5424W
(4)电灯减少一半时，n′P灯=2640W
P′出＝n′P灯＋I′2(2)R＝2640W ＋32×4W＝2676W 发电机的输出功率减少一半还要多， 因输电线上的电流减少一半，输电线 上电功率损失减少到原来的
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。
1.输送功率为100kW 以下， 距离为几百 米以内，一般采用220V 的电压送电 。 这就是通常用的 低压线路。 2.输送功率为几千kW 到 几万kW，距 离为几十km到上百km, 一般采用35kV 或110kV 的电压送电。这就是所谓 高压 输 电。 3.如果输送功率为10 万kW 以上，距离 为几百km，就必须采用220kV 甚至更高 的电压送电。这就是所谓 超高压输电。
人教新课标高中物理选修3-2 5.5电能的输送课件(46张ppt)
• 思路点拨：
解析：本题考查远距离输电各物理量变化的分析．发电厂 的输出电压不变，由变压器原理知，升压变压器的输出电压不 变，A 错误．由 P＝UI 知，输送功率增大，线路中的电流增大， 损失的电压增大，降压变压器原线圈的电压变小，其输出电压 P2 也变小， B 错误， 正确． 故 C 输电线上损失的功率 ΔP＝I2R＝ 2 U ΔP P R， 所以 P ＝ 2R，故输电线上损失的功率占总功率的比例随输 U 送功率的增大而增大，D 正确．
第五章 交变电流
第五节
百度文库
电能的输送
• 1．理解远距离输电电线上的能量损失与哪些因 素有关．(重点) • 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．(重点＋难点) • 3．了解交变电流从变电站到用户的输电过程及 电网设计．
• 一、输送电能的基本要求 • 1．可靠：保证供电线路可靠的工作． 电压 • 2．保质：保证电能的质量—— 频率和 的 稳定． • 3．经济：输电线路的建设和运行要费用低，能 量损耗少．
解析：(1)输电线的电阻 2×80×103 2l r＝ρ S ＝2.4×10－8× Ω＝25.6 Ω －4 1.5×10 输电电路图如图所示
根据公式 P 损＝I2r 及 P 损＝P 出· 4%得，输送电流为 I＝ P出×4% ＝ r 104×103×4% A＝125 A 25.6
P出 104×103 升压变压器的输出电压 U2＝ I ＝ V＝8×104 V. 125 (2)电压损失 U 损＝Ir＝125×25.6 V＝3 200 V.
高中人教版3-2 第5章 5 电能的输送 课件(23张)
配人教版 物理 选修3-2
一、输送电能的基本要求和降低输电损耗的两个途径 1．输送电能的基本要求 (1)可靠：保证供电线路可靠地工作，少有故障． (2)保质：保证电能的质量——___电__压___和___频__率___稳定． (3)经济：输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少．
配人教版 物理 选修3-2
配人教版 物理 选修3-2
A．电流表的示数为32202 A B．电源输出功率为 1 200 W C．电流表的示数为2230 A D．原线圈端电压为 11 V
配人教版 物理 选修3-2
【答案】C 【解析】由灯泡正常发光，可知副线圈电压为 220 V，由UU12
＝n1可知，原线圈电压 n2
U1＝20×220
A.nn12U4r2m C．4rnn122UPm2
B.nn21U4r2m D．4rnn212UPm2
配人教版 物理 选修3-2
解析：原线圈电压的有效值 U1＝U2m，根据UU12＝nn12，可得 U2＝nn21·Um2，又因为是理想变压器，所以 T 的副线圈的电流功 率等于输入功率 P，所以输电线上的电流 I＝UP2，导线上损耗 的电功率为 P′＝I2·2r＝4rnn122·UPm2，所以 C 正确，A、B、D 错误．
配人教版 物理 选修3-2
解析：输电线损失功率 P 损＝100×103×5% W＝5×103 W 所以输电线电流 I2＝ RP损损＝25 A 升压变压器原线圈电流 I1＝PU总1＝400 A 故升压变压器原、副线圈匝数比nn12＝II12＝116 升压变压器副线圈端电压 U2＝nn21U1＝4 000 V
第五节 电能的输送
U3=U2-U损
高二物理 选修3-2 第五章《交变电流》
二、远距离高压输电：
3 电流关系：
I1 / I2= N2 / N1
I2 / I4= N4 / N3
I2 = P / U2 I4 = P4 / U4
高二物理 选修3-2 第五章《交变电流》
例题：
【例1】发电厂电机的输出电压为U1,,发电厂至学校的的输电 导线总电阻为R通过导线的电流为I,学校得到的电压为U2， 则输电导线上损耗的功率可表示为： A．U12/R B．(U1-U2)2/R C．I2R D．(U1-U2)I
高二物理 选修3-2 第五章《交变电流》
课堂总结：
一、降低输电损耗的两个途径：
二、远距离高压输电：
高二物理 选修3-2 第五章《交变电流》
The end Thank you
高二物理 选修3-2 第五章《交变电流》
秦山核电站
三峡水电站
新疆风力发电
高二物理 选修3-2 第五章《交变电流》
电能的应用具有四方面的优越性
① 电能来源广泛。 ③ 电能使用方便。 ② 电能便于输送。 ④ 电能有利于保护环境。
需要电能的地方分布很广，而电站相对来说比较集中，
因此要把电站的电能向外输送，有的需要输送到远方，这就 涉及电能的输送问题．
高二物理 选修3-2 第五章《交变电流》
人教版高中物理复习课件：电能的输送 (共38张PPT)
11
（二）层层设问 进行新课
一、提出问题
三峡水电站向我市供电，怎样将电能输送过来呢？
用输电导线将发电机和用电器连接起来
输电导线
发 电 机
我 市 用 户
12
二、创设情境
若教室所有用电器额定总功率为4.4kw，从三峡到我校的输电线上的总 电阻为10Ω，发电机功率也为4.4kw，用220v的电压输送，我教室用电 器能正常工作吗？
（2）输电导线上的电流 I2= P2/ U2
输电导线上的功率损失为 P损=I22r线=60kW
26
（3）输电导线上的电压 U损=I2r线 降压变压器原线圈的电压 U3=U2-U损=2200V 降压变压器原、副线圈的匝数比为 n3/n4= U3/ U4= 10:1
（4）用户得到的功率 P用= P1- P损=440kW
30
析与解
U损I2R2V 4
U 3 n3 U 4 n4
U3 88V0
U 2U 损 U 390 V4
U U
1 2
n1 n2
I1 n2 I 2 n1
I14I22A 4
U1 2 2V6
P 出I1U 154W 24
EU 1I1r25 V0
31
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。
（二）层层设问 进行新课
一、提出问题
三峡水电站向我市供电，怎样将电能输送过来呢？
用输电导线将发电机和用电器连接起来
输电导线
发 电 机
我 市 用 户
12
二、创设情境
若教室所有用电器额定总功率为4.4kw，从三峡到我校的输电线上的总 电阻为10Ω，发电机功率也为4.4kw，用220v的电压输送，我教室用电 器能正常工作吗？
（2）输电导线上的电流 I2= P2/ U2
输电导线上的功率损失为 P损=I22r线=60kW
26
（3）输电导线上的电压 U损=I2r线 降压变压器原线圈的电压 U3=U2-U损=2200V 降压变压器原、副线圈的匝数比为 n3/n4= U3/ U4= 10:1
（4）用户得到的功率 P用= P1- P损=440kW
30
析与解
U损I2R2V 4
U 3 n3 U 4 n4
U3 88V0
U 2U 损 U 390 V4
U U
1 2
n1 n2
I1 n2 I 2 n1
I14I22A 4
U1 2 2V6
P 出I1U 154W 24
EU 1I1r25 V0
31
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。
人教版高中物理选修3-2课件高二：第五章5电能的输送
知识点 2 降低输电损耗的途径 1．减小输电导线上的电阻 R 由电阻定律 R＝ρSl 知，在实际输电线路中，增大导线长度、选用电 阻率小的贵重金属、增大导体横截面积等减小电阻的手段都不现实． 2．减小输电电流 I 根据公式 I＝UP，要减小电流，为了保证输送功率，应该增大电压．在 输送功率一定、输电线电阻一定的条件下，输电电压提高到原来的 n 倍， 输电线上的功率损失将降为原来的n12.采用高电压输电是减小输电线上 功率损耗最有效、最经济的措施．
知识点 3 远距离高压输电基本关系(图 5－5－1)
图 5－5－1 1．功率关系 P1＝P2，P3＝P4，P2＝P线＋P3.
2．电压、电流关系 UU12＝nn12＝II21，UU34＝nn34＝II34. U2＝U 线＋U3，I2＝I3＝I 线． 3．输电电流：I 线＝UP22＝UP33＝U2R－线U3. 4．输电导线上损耗的电功率 ΔP＝I 线 U 线＝I2线R 线，ΔP＝UP222R 线．
A．输电线上输送的电流大小为 2×105A B．输电线上由电阻造成的损失电压为 15 kV C．若改用 5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为 9×108kW D．输电线上损失的功率为 ΔP＝Ur2，U 为输电电压，r 为输电线 的电阻
题型 1 降低输电损耗 【例 2】(双选)远距离输送交流电都采用高压输电，我国正 在研究电压比 330 kV 高得多的高压输电方法．采用高压输电的 优点是( AC ) A．可节省输电线的铜材料 B．可根据需要调节交流电的频率 C．可减少输电线上的能量损失 D．可加快输电的速度 解析：高压输电，在保持输送功率不变的情况下减小能量 损失；在相同能量损失下，可减小导线横截面积，即省材料．
第五节 电能的输送
第五章 第五节
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-2
知识自主梳理
第五章 第五节
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-2
知识点 1
输送电能的基本要求
正常 工作。 1.可靠：保证供电线路_______ 稳定 。 2．保质：保证供电质量——电压和频率要______ 少 。 3．经济：线路建设和运行的费用低——能耗_____
2
P2 2 R 线＝ U2
线
第五章 第五节
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-2
如图所示，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)：
第五章 第五节
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-2
பைடு நூலகம்
第五章 第五节
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-2
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 U1 n1 I2 U3 n3 I4 ＝ ＝ ， ＝ ＝ U2 n2 I1 U4 n4 I3 U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I 线 P2 P3 U2－U3 (3)输电电流：I 线＝ ＝ ＝ U2 U3 R线 (4)输电导线上损耗的电功率： P 线＝I 线 ΔU＝I线R 线，P
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第5节ꢀ电能的输送
刷基础
4．[河南南阳一中2018高二上期末](多选)如图所示，有一台交流发电机通过理想升压变压器T1和理想降 压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压 和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4 和P4，设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有A(ꢀCꢀ)
A．P2变大，P3变大 B．P1变小，P2变小 C．U2不变，U3变小 D．U2变小，U4变大
解析
因为P1＝P2＝ΔP＋P3，且P3＝P4，由于P4增大，则T2副线圈中电流变大，T2原线圈中电流也变
大，由ΔP＝I2R可知ΔP、P3及P1、P2均变大，选项A正确，B错误；
，U1一定，所以U2
不变，U3＝U2－IR，IR增大，所以U3变小，选项C正确，D错误．
户端的电压为U2，所以I1U1＝I2U2，即用户端的电压
，故A正确．
第5节ꢀ电能的输送
刷基础
题型2ꢀ远距离输电的电路分析
3．[河南八市2018高二下测评](多选)如图所示为实验室内设计的远距离输电线路示意图，变压器为理想 变压器，2是升压变压器的中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，R是输电线的电阻，交流电源的 输出电压恒定．当K由2改接到1时，下列说法正确的是(ꢀꢀ)
05
电能的输送
第5节ꢀ电能的输送
刷基础
题型1ꢀ输电线上电压、功率损失的计算
1．[浙江东阳中学2018高二上期中](多选)远距离输电时，当输送的功率相同时，输送导线上的电阻损失 的功率应是B(CꢀDꢀ)
A．与输送的电压的平方成正比 B．与输送的电流的平方成正比 C．与输送的电压的平方成反比 D．与输电导线上的电压降的平方成正比
BD A．输电线上损失的功率减小 B．电流表的示数一定增大 C．电压表的示数减小 D．灯泡的亮度增大
解析
由于交流电源的输出电压不变，当K由2改接为1时，升压变压器副线圈匝数增加，根据理想变压 器电压比可知升压变压器副线圈电压增大，所以最终降压变压器的输出电压也变大，所以电压 表的示数变大，通过灯泡的电流变大，由于降压变压器原、副线圈匝数比不变，所以输电线上 电流变大，电流表的示数变大，输电线上损失的功率变大．故B、D正确．
第5节ꢀ电能的输送
刷基础
5．[山东潍坊2018高二上检测]风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，某风力发电机 输出功率为100 kW，输出电压为250 V，用户需要的电压为220 V，输电线电阻为10 Ω.若输电线因发热 而损失的功率为输送功率的4%. (1)求在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比； (2)画出此输电线路的示意图并求出用户得到的电功率．
AD
A．用户端的电压为
B．理想变压器的输入功率为I1U C．输电线上损失的电压为U
D．输电线路上损失的电功率为I12r
解析
输电线上损失的电压ΔU＝I1r或ΔU＝U－U1，故C错误；输电线路上损失的电功率ΔP＝I12r，故
D正确；理想变压器的输入功率P＝I1U1，故B错误；理想变压器输入功率和输出功率相同，设用
解析
损失的功率
，故B、D正确；由
，故A错误，C正确．
第5节ꢀ电能的输送
刷基础
2．(多选)如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输
电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户 端的电流为I2.则 (ꢀꢀ)
6．远距离输送一定功率的交流电，若输送电压提高到原来的n倍，则(ꢀꢀB)
A．输电线上损失的电压减少到原来的 B．输电线上损失的电压减少到原来的 C．输电线上损失的电能减少到原来的 D．输电线上损失的电能不变
解析
输送的功率一定，根据P＝UI，可知输电电压越高，输电电流越小，若输送电压提高到原来的n 倍，则电流减小到原来的 ，根据ΔU＝Ir，可知输电线上损失的电压减少到原来的 ，故A错误， B正确；根据P损＝I2R，可知输电线上损失的功率减少到原来的 ，则输电线上损失的电能减少 到原来的 ，故C、D错误．
压器原线圈的电压为U3＝U2－U线＝4800 V，用户得到的电压为U4＝220V，则降压变压器原、副
线圈的匝数比为
.
(2)画出此输电线路的示意图，如图所示．
用户得到的电功率等于降压变压器的输入功率，则有P用＝P－P线＝P(1－4%)＝100×96% kW＝96 kW.
第5节ꢀ电能的输送
刷易错
易错点ꢀ不能区分输电电压和输电线上损失的电压
答案与解析
(1)1∶20ꢀ240∶11ꢀ(2)见解析ꢀ96 kW
(1)输电线损耗的功率P线＝100×4% kW＝4 kW，又P 线＝I 22R 线，解得输电线上电流
，原线圈中输入电
，则升压变压器原、副线圈的匝数比
，则升压变
压器副线圈的电压
，输电线损失的电压为U线＝I2R线＝20×10V＝200 V，故降压变
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．
第5节ꢀ电能的输送
刷基础
4．[河南南阳一中2018高二上期末](多选)如图所示，有一台交流发电机通过理想升压变压器T1和理想降 压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压 和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4 和P4，设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有A(ꢀCꢀ)
A．P2变大，P3变大 B．P1变小，P2变小 C．U2不变，U3变小 D．U2变小，U4变大
解析
因为P1＝P2＝ΔP＋P3，且P3＝P4，由于P4增大，则T2副线圈中电流变大，T2原线圈中电流也变
大，由ΔP＝I2R可知ΔP、P3及P1、P2均变大，选项A正确，B错误；
，U1一定，所以U2
不变，U3＝U2－IR，IR增大，所以U3变小，选项C正确，D错误．
户端的电压为U2，所以I1U1＝I2U2，即用户端的电压
，故A正确．
第5节ꢀ电能的输送
刷基础
题型2ꢀ远距离输电的电路分析
3．[河南八市2018高二下测评](多选)如图所示为实验室内设计的远距离输电线路示意图，变压器为理想 变压器，2是升压变压器的中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，R是输电线的电阻，交流电源的 输出电压恒定．当K由2改接到1时，下列说法正确的是(ꢀꢀ)
05
电能的输送
第5节ꢀ电能的输送
刷基础
题型1ꢀ输电线上电压、功率损失的计算
1．[浙江东阳中学2018高二上期中](多选)远距离输电时，当输送的功率相同时，输送导线上的电阻损失 的功率应是B(CꢀDꢀ)
A．与输送的电压的平方成正比 B．与输送的电流的平方成正比 C．与输送的电压的平方成反比 D．与输电导线上的电压降的平方成正比
BD A．输电线上损失的功率减小 B．电流表的示数一定增大 C．电压表的示数减小 D．灯泡的亮度增大
解析
由于交流电源的输出电压不变，当K由2改接为1时，升压变压器副线圈匝数增加，根据理想变压 器电压比可知升压变压器副线圈电压增大，所以最终降压变压器的输出电压也变大，所以电压 表的示数变大，通过灯泡的电流变大，由于降压变压器原、副线圈匝数比不变，所以输电线上 电流变大，电流表的示数变大，输电线上损失的功率变大．故B、D正确．
第5节ꢀ电能的输送
刷基础
5．[山东潍坊2018高二上检测]风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，某风力发电机 输出功率为100 kW，输出电压为250 V，用户需要的电压为220 V，输电线电阻为10 Ω.若输电线因发热 而损失的功率为输送功率的4%. (1)求在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比； (2)画出此输电线路的示意图并求出用户得到的电功率．
AD
A．用户端的电压为
B．理想变压器的输入功率为I1U C．输电线上损失的电压为U
D．输电线路上损失的电功率为I12r
解析
输电线上损失的电压ΔU＝I1r或ΔU＝U－U1，故C错误；输电线路上损失的电功率ΔP＝I12r，故
D正确；理想变压器的输入功率P＝I1U1，故B错误；理想变压器输入功率和输出功率相同，设用
解析
损失的功率
，故B、D正确；由
，故A错误，C正确．
第5节ꢀ电能的输送
刷基础
2．(多选)如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输
电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户 端的电流为I2.则 (ꢀꢀ)
6．远距离输送一定功率的交流电，若输送电压提高到原来的n倍，则(ꢀꢀB)
A．输电线上损失的电压减少到原来的 B．输电线上损失的电压减少到原来的 C．输电线上损失的电能减少到原来的 D．输电线上损失的电能不变
解析
输送的功率一定，根据P＝UI，可知输电电压越高，输电电流越小，若输送电压提高到原来的n 倍，则电流减小到原来的 ，根据ΔU＝Ir，可知输电线上损失的电压减少到原来的 ，故A错误， B正确；根据P损＝I2R，可知输电线上损失的功率减少到原来的 ，则输电线上损失的电能减少 到原来的 ，故C、D错误．
压器原线圈的电压为U3＝U2－U线＝4800 V，用户得到的电压为U4＝220V，则降压变压器原、副
线圈的匝数比为
.
(2)画出此输电线路的示意图，如图所示．
用户得到的电功率等于降压变压器的输入功率，则有P用＝P－P线＝P(1－4%)＝100×96% kW＝96 kW.
第5节ꢀ电能的输送
刷易错
易错点ꢀ不能区分输电电压和输电线上损失的电压
答案与解析
(1)1∶20ꢀ240∶11ꢀ(2)见解析ꢀ96 kW
(1)输电线损耗的功率P线＝100×4% kW＝4 kW，又P 线＝I 22R 线，解得输电线上电流
，原线圈中输入电
，则升压变压器原、副线圈的匝数比
，则升压变
压器副线圈的电压
，输电线损失的电压为U线＝I2R线＝20×10V＝200 V，故降压变
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．