第3节电能的远距离传输
2019年高中物理第4章第3节电能的远距离传输讲义含解析鲁科版选修3
电能的远距离传输1．为什么要采用高压输电(1)两种输电方式损失比较两种损失原因分析大小表示减小办法电功率损失输电线有电阻，电流通过时会产生焦耳热ΔP ＝I 2R减小R ；减小I 电压损失输电线有电阻，输电线分担电压引起电压降低ΔU ＝IR减小I ；减小R(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 ＝，这种Ur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＝I 2R线，②P 线＝IU 线，③P 线＝。
U 2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＝R 线，因此输电电压若提高到nU ，则P 损将减为原来的。
高中物理 第4章 远距离输电 第3节 电能的远距离传输检测 鲁科版选修3-2(2021年最新整理)
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电能的远距离传输1．下列关于电能输送的说法正确的是( )A．输送电能的基本要求是可靠、保质、经济B．减小输电导线上功率损失的唯一方法是采用高压输电C．减小输电导线上电压损失的唯一方法是增大输电线的横截面积D．实际输电时，要综合考虑各种因素，如输电功率大小、距离远近、技术和经济条件等解析:输送电能的基本要求是可靠、保质、经济．减少输电线上的功率损失可采用高压输电，也可以减小输电线电阻，即增大导线横截面积，但不经济．实际输电时，应综合考虑各种因素．答案：AD2．照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的．可是我们在晚上七八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些，这是因为此时( ）A．总电阻比深夜时大，干路电流小,每盏灯分到的电压就小B．总电阻比深夜时大,干路电流小，每一支路的电流就小C．总电阻比深夜时小,干路电流大，输电线上损失的电压大D．干路电流一定,支路比深夜时多,分去了一部分电流答案:C3．关于高压直流输电下列说法正确的是( )A．高压直流输电系统在输电环节是直流B．变压器能实现直流电和交流电的转换C．稳定的直流输电存在感抗和容抗引起的损耗D．直流输电时,要考虑电网中的各台交流发电机的同步运行问题解析：直流输电在发电环节和用电环节是交流，而输电环节是直流,A正确；换流器的功能是实现交流电和直流电的转换，B错误；稳定的直流输电，不存在感抗和容抗引起的损耗，不需要考虑电网中的各台交流发电机的同步运行问题，C、D错误．答案：A4．某山区小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压,它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压,然后通过高压输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器，经降低电压后再输送至村寨中各用户．设变压器都是理想的．那么随着村寨中接入电路的用电器消耗的总功率的增加，则（）A．通过升压变压器初级线圈中的电流变大B．升压变压器次级线圈两端的电压变小C．高压输电线路上的电压损失变大D．降压变压器次级线圈两端的电压变小解析：村寨中接入电路的用电器消耗的总功率加大，升压变压器初级线圈中功率也随之增大，发电站的发电机输出稳定的电压,则电流增大，由升压变压器的初级线圈与次级线圈的电压比等于匝数比值，可知次级线圈的电压（即输送电压）不变，A对，B错;输送功率增大，输送电压不变，则导线上的电流增大，导线上电压损失增大，C对；降压变压器的初级线圈的电压等于输送电压与导线上电压损失的差值，故而减小，从而由初级线圈与次级线圈电压比等于匝数比可知降压变压器次级线圈两端的电压变小，即用户得到的电压减小，这也是为什么用电高峰期用户灯泡比较暗的原因,D对．答案：ACD5．远距离输送交流电都采用高压输电，我国正在研究用比330 kV高很多的电压进行输电．采用高压输电的优点是( )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：本题考查输电过程．由于远距离输电,往往输送电功率一定，根据P＝UI,输送电压U越高，则输送电流I＝PU越小，根据P线＝I2r，当要求在输电线损耗一定的情况下,输电线电阻可略大,导线可做得细一些或选择电阻率略大的材料(非铜材料)；若输电线确定，即r确定，则可减小线路上的能量损耗,故A、C两项正确．而交流电的频率是一定的，不需调节，输电的速度就是电磁波的传播速度，也一定，故B、D两项错误．答案：AC6．发电厂发电机的输出电压是U1,发电厂至学校的输电导线总电阻为R，导线中的电流为I，学校得到的电压为U2，则输电线上损失的功率,下列表达式中错误的是( ）A．错误!B．错误!C．I2R D．I（U1－U2)解析：用P＝错误!求电阻上损失的功率时，U与R要相对应，选项A中的U1是输出电压不是输电线电阻上的电压，B选项中U1－U2是输电线电阻上的电压，故A错误，B正确．由P损＝I2R＝I·U线＝I(U1－U2)知C、D正确．答案:A7．若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是( ）A．升压变压器原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B．输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定C．当用户用电器的总电阻减少时，输电线上损失的功率增大D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压解析：变压器输入功率、输入电流的大小是由次级负载消耗的功率大小决定的,选项A、B错误．用户的总电阻减小，据P＝U2R，消耗的功率增大,输电线电流增大,线路损失功率增大，C项正确，升压变压器的输出电压等于输电线路电阻上损失电压加上降压变压器输入电压,D项错误．答案:C8．水电站向小山村输电，输送电功率为50 kW,若以1 100 V送电，则线路损失为10 kW,若以3 300 V送电,则线路损失可降为（)A．3。
电能的远距离传输PPT教学课件
高压直流输电
1.基本知识 (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 4－3－2 所示) 图 4－3－2
(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．
2．思考判断 (1)高压直流输电系统有两次换流过程．(√) (2)跨越海峡输电常用直流输电．(√) (3)直流输电中的换流设备由于制造、价格等问题，影响 了直流输电的推广．(√)
3．探究交流 输电电压与输电线上损失的电压一样吗？
【提示】 二者不同，输电电压由 P＝UI 决定，即 U＝ PI ，而输电导线上损失的电压 ΔU＝IR 线，ΔU 一般不超过输电 电压的 10%或 15%.
高压交流输电
1.基本知识 (1)基本环节
(2)电路原理图：(如图 4－3－1 所示) 图 4－3－1
2．思考判断 (1)为减小远距离输电的损失可采取增大输送电流．(×) (2)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．(√) (3)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．(√)
2．计算输电线上的电压损失的方法 如图 4－3－4 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.
4.3电能的远距离传输详解
（3） 62.50W
9
提高输电电压，是减少电能 损失的行之有效的办法
10
是不是输电电压越高越好？ 不是
我国常用的远距离输电采用的电压有 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。
（逆变器、降压变压器）
18
直流输电的基本过程
交流电
交流电力系统I(发电端）
整流站（升压、交流变直流 ）
高压直流电
远距离输送
交流电力系统II（用电端 ）
交流电
逆变站（直流变交流、降压）
发电环节和用电环节都是交流电，只有输电环节是直流电
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高压直流输电的优点：
1.经济，直流输电线材和电塔的结构都比交流输电简单。 2.稳定的直流输电不存在感抗和容抗引起的损耗。 3.直流输电时，不需要考虑电网中各台交流发电机的同步运 行问题。
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交流输电系统的缺点：
交流电在输送时会产生感抗和容抗，引起电功率和电 压损耗，而且输送的功率越大，感抗和容抗的抵抗作 用越强，交流输电系统不能进行大功率输电。
因此，直流输电系统开始受到人们的重视！
17
高压直流输电
主要结构：交流电力系统I 直流输电系统 交流电力系统II
整流站
高压直流线路
逆变站
（升压变压器、整流器）
缺点是：直流输电的换流设备制造难，价格高。
20
11
交流高压输电的基本过程
升压变压器 发电站
用户
降压变压器
高压输电
12
高压交流输电的基本原理图（重点）
发电站→升压变压器→高压输电线→降压变压器→用电单位
2017_2018学年高中物理第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
1．大体环节
2．电路原理图
图 4 3 1
三、高压直流输电
1．组成部份
高压直流输电系统要紧由整流站、直流线路和逆变站
三部份组成。事实上直流输电系统只在输电那个环节是直流，发电环节和用电环节仍是交流，输电进程中只用两根导线。
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发的损耗。
[答案] (1)140 V 28 kW (2)219.2 V 43.84 kW
(1)用户和线路总共消耗多少功率，发电站就输送多少功率，这是能量守恒定律和变压器原理的表现。
(2)抓住输电的两头——电源和用电器；分析一条线——输电线；研究两次变压——升压变压器和降压变压器。
(3)注意输送电压(功率)、电压(功率)损失、用户电压(功率)三者之间的区别和数量关系。
解析：选A 节约的电功率即为一般电路输电时损耗的电功率，I＝ ＝ A＝50 A。P线＝I2R＝502×0.4 W＝1 000 W，故节约的电功率为1 kW，A正确。
5．(多项选择)如图1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，其结尾间的电压为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。那么( )
损失的电压UR′＝IR′R＝2×0.2×20 V＝8 V
损失的功率PR′＝UR′IR′＝8×20 W＝160 W
因此，降压变压器的输入电压U3＝U2－UR′＝2 192 V
已知降压变压器的匝数比n3∶n4＝10∶1
因此用户取得的电压U4＝ U3＝219.2 V
用户取得的功率P用户′＝P－PR′＝43.84 kW。
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
结论： 输电线的电阻使得远距离输电产生明显损耗
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：
I
R
发
△U △P
电 厂
~P U
用 户
⑴电压损耗：△U= IR
⑵功率损耗：△P = I 2 R = ( P ) 2 . r l
U
S
2、减小输电线损耗的方法：
功率损耗：△P = I 2 R = ( P ) 2 . r l
U
S
⑴减小输电线上的电阻：
⑵减小输电电流： 效果更明显，需要高压输电
探究三：远距离高压输电电路图：
用
发
户
电
站
远距离高压输电电路图：
I1 I2
~U1
U2
P1
P2
R
∆U ∆P
I3 I4
用
户
U3
U4
P3
P4
n1 n2
学 生 电 源
n1 n2
小 灯 泡
n3 n4
变压器实物图：
连接电路：
学 生 电 源
n1 n2
R
小 灯 泡
n3 n4
观察：
1）改变滑动电阻器的有效阻值（相当于加 大输电线长度，增加输电线的电阻），观察小灯 泡的亮度变化。
2）注意滑动变阻器的有效阻值大概为多少 时小灯泡就不亮了，并和实验一进行对比。
1.远距离输电电路的两种损耗：
⑴功率损耗：△P =I22R =P2-P3 ⑵电压损耗：△U= I2R
2.功率关系： P输送=P1=P2=U2I2 3.输电电流： I输送=I2
n3 n4
2020_2021学年高中物理第四章远距离输电第3节电能的远距离传输教案鲁科版选修3_2
电能的远距离传输一、教学目标知识目标“便于远距离输送”是电能的优点，知道输电过程。
2.知道什么是输电线上的功率损失和如何减少功率损失。
3.知道什么是输电导线上的电压损失和如何减少电压损失。
4.理解远距离输电要用高压。
技能目标培养学生实验探究、分析、综合和应用能力。
情感态度目标1.培养学生遇到问题要认真分析的态度和用科学方法研究的精神。
2.介绍我国远距离输电概况，激发学生投身祖国建设的热情。
重点难点重点：理论和实验相结合分析如何减少输电过程的电能损失、远距离输电的原理难点：远距离输电原理图及各物理量关系的理解二、教材分析本节课是前面几节知识的实际应用，通过本节的学习加强学生运用所学知识解决实际问题的能力。
通过本节的学习，要注意培养和提高学生运用物理知识分析、解决实际问题的能力.教材写得比较详细、通俗，可让学生阅读课本，然后提出一些问题引导学生思考、讨论。
在内容的处理上，应注意以下几个方面：1.对于电路上的功率损失，可引导学生自己从已有的直流电路知识出发，进行分析，然后运用实验验证得出结论.2.讲解电路上的电能损失，是本节教材新增加的。
目的是希望学生对输电问题有更全面、更深入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，教学中并不要求深入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。
ΔU=U-U′与输电电压混淆起来，甚至进而得出错误结论。
要通过具体的例子，可引导学生进行讨论，澄清认识.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，似快而实慢。
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.本节课介绍高压直流输电既可以开阔学生眼界，也可以增加知识。
三、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。
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．
人教版高中物理选修3-2 第四章 第3节 电能的远距离输送 (共12张PPT)
2．减少输电线上功率损失的方法
（1）减小输电线的电阻R
P 2 l P ( ) . U S
①减小输电线长度 l：由于输电距离一定， 所以在实际中不可能用减小l来减小R． 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，这要多耗资金属 材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很 大的困难．
以后在计算时只考虑输电线电 阻所造成的电压损失．
3．减小输电线路上电压损失的方法
U＝IR（1）减小输电线来自阻R用增大输电导线的截面积来减小电阻对低压照明 电路有效，对高压输电线路效果不佳． （2）减小输电电流I 在输送电功率不变的前提下，提高输电电压是有 效的措施． 高压输电既能减小功率损失，又能减小电压损失， 但在实际输送电能时，还需综合考虑各种因素，依照 不同的情况，选择合适的输电电压．
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．
三、输电线路上的电压损失
１．电压损失：输电线路始端电压 U 跟末端电 压 U’的差值，称为输电线路上的电压损失， U ＝ U －U’ ，如图所示：
R
2．造成电压损失的因素 （1）输电线电阻造成电压损失U＝IR． （2）输电线的感抗和容抗造成电压损失．
P I R
2
（2）减小输电电流 I
P 2 l P ( ) . U S
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．
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，输电线上 的功率损失降为原来的1/n2倍．
四、交流高压输电的基本环节
第3节电能的远距离传输ppt课件
A．功率损失是原来的 1
n
B．功率损失是原来的
1 n2
C．电压损失是原来的 1
n
D．电压损失是原来的n倍
例、发电机的端电压为220 V，输出功率44 kW， 输电导线的电阻为0.2 Ω，如果用初、次级线圈 匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线 后，再用初、次级线圈匝数比为10∶1的降压变 压器降压供给用户．
(1)画出全过程的线路示意图并标出各符号；
(2)线路中损失的电压和功率；
(3)求用户得到的电压和功率；
(4)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到 的电压和功率．
1、高压交流输电遇到的困难：① 容抗 ② 感抗 ③ 同步 。
2、高压直流输电的优点：① 电线用量少 ②没有容、感抗。
③ 不具有同步性
。
学案导学
1．远距离输电过程电能主要损失在 线路电阻 。 2、降低输电损耗的两个途径①减小输电线 的电阻 。②减小输电线中的 电流 ，最有效的方法是 通过提高 电压 降低 电流 从而减小电能损失。
3、最简单的输电模型是在发电站内用 升压 变 压器，然后进行远距离输电，在用电区域用 降压变 压器．
4、画出最简单的输电模型的电路图并标出相应 的符号。
1．在电能输送过程中，若输送的电功率一定、 输电线电阻一定，则在输电线上损耗的电功率 (ACD )． A．和输送电线上电压的平方成反比 B．和输送电流的平方成反比 C．和输送电线上的电压降的平方成正比 D．和输送电流的平方成正比
2．远距离输送一定功率的交变电流，若输电电 压升高为原来的n倍，关于输电线上的电压损失 和功率损失正确的是（ BC ）。
I I1
输电规律
1、关于输送电流：I P2 P3 U U2 U3 R
高中物理第4章远距离输电第3节电能的远距离传输课件鲁科版选修3-2
学
业
第 3 节 电能的远距离传输
分
层
测
评
知 识 点 二
为什么采用高压输电
[先填空] 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．
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．
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，ΔP＝I2R，I 为输电线上的电流，R 为线路电阻． 2．ΔP＝UR2线，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
[先填空] 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．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．
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。
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二、创设情境
用学生电源6v直接给灯泡供电，灯泡正常发光，模拟远距离输 电，用100米双股输电线连在电源和灯泡之间，发现灯泡很暗？ 为什么？怎么解决？
△U
I
R
电
灯
源
泡
三、分析问题
1、电能主要在哪里损失？ 热能消耗
2、损失的电能如何来定量的表示？ 焦耳定律
△U
I
R
P输
发 电
U输 机
Q=I2Rt
用
U用=U输-△U
P ( P )2 R U
=20000W
P ( P )2 R =2W
U
总结：
减小输送电流的方法可以通过提高输电电压来实现。
2
某小型实验水电站输出功率是10 kW，输电线路总电阻是10 Ω. (1)若采用400 V输电，求输电线路损耗的功率． (2)若改用4000 V高压输电，用户端利用n1∶n2＝18∶1的变压器降压，求用 户得到的电压．
第五章 交变电流
学案5 电能的输送
电我 能们
的 生 活 离 不 开
思考：什么地方在生产电能呢？
三峡水电站建成后，发电机组总功率为1820万千瓦，年发电量 为846.8亿千瓦时。
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
用 户
课后练习
3．2014年2月初低温雨雪冰冻造成我国东部部分地区停电，为消除高
压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应
除冰．若在正常供电时，高压线上送电电压为U，电流为I，热耗功
率为ΔP；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9ΔP，则除冰时(认为
输电功率和输电线电阻不变)( )
A．输电电流为3I
2．如何获得高压来输电呢？
3.输送到用户处时，如何使用电器正常工作呢？
4.请设计远距离输电的整体流程图？
用升压变压器
n1
n2
p1
p2
U2
n2 n1
U1
P2=P1
用降压变压器
n3
n4 用
户
p3
p4
U4
n4 n3
U3
P3 P4
远距离输电流程简图： 实验验证
I1
I2
I3
I4
P1
P2
P3
P4
请同学们试着分析：（1）各个功率之间的关系
课后练习
2.发电厂发电机的输出电压为 U1，发电厂至学
校的输电线电阻为 R 线，通过导线的电流为 I，
学校输入电压为 U2，下列计算输电线功率损耗
的式子中，正确的是( )
P 损＝ I2R 线＝UR线 2线＝IU 线
A.RU线21
B.
U1－U2 R线
2
其中 U 线＝U1－U2
C．I2R 线
D．I(U1－U2)
(1)输电线上的电流为I＝P/U＝25 A 输电线路损耗的功率为P线＝I2R=6.25kW (2)改用高压输电后，输电线上的电流变为I′＝P/U′＝2.5A 用户端在变压器降压前获得的电压U1＝U－I′R＝3975V 根据U1/U2＝n1/ n2 用户得到的电压为U2＝n2U1/n1＝220.83 V
（2）减小材料的电阻率ρ。目前选用电阻
率较小的铜或铝作输电线。用电阻率更小的 银可以吗？
成本太高
（3）增加输电线的横截面积又如何呢？
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。
五、方案三的实施
1．发电机输出功率P一定，如何减少输电线上的电流？
发电机输出功率P一定，要减少电流，根据I=P/U，就要提 高输电电压，采用高压输电
P1=P2 P3=P4 P2=P损+P3
远距离输电流程简图：
I1
I2
I3
I4
P1
P2
P3
P4
请同学们试着分析：（2）各个电压之间的关系
U2=ΔU+U3
远距离输电流程简图：
I1Leabharlann I2I3I4
P1
P2
P3
P4
请同学们试着分析：（3）各个电流之间的关系
I2=I3
小结
I1
I2
P1
P2
（1）功率之间的关系
户
P用=P输-△P
四、探究问题的解决方案
目的：减少远距离输电过程中输电导线上的电能的损失？ 根据Q=I2Rt，我们要减少Q。
方案一：减少时间t 方案二：减少电阻R 方案三：减少输电电流I
减少导线电阻，由电阻定律： R
L S
（1）减小输电线的长度L可行吗？
减小输电线的长度L不可行，因为要保证输电 距离。
B．输电电流为9I
C．输电电压为3U
D．输电电压为U/3
高压线上的热耗功率ΔP＝I2R线……① 若热耗功率变为9ΔP，则9ΔP＝I′2R线……② 由①②两式得I′＝3I，A对； 输送功率不变，即P＝UI＝U′I′，得U′＝U/3，所以D对
课后练习
4.发电机的端电压为220 V，输出功
率44 kW，输电导线的电阻为0.2 Ω，
3
在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想
变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功
率的增大，下列说法中正确的有( )
A．升压变压器的输出电压增大
B．降压变压器的输出电压增大
C．输电线上损耗的功率增大
D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 升压变压器原线圈电压不变，变压比不变，故副线圈电压不变，A错误；
（2）电压之间的关系
（3）电流之间的关系
I3
I4
P3
P4
P1=P2 P3=P4 P2=P损+P3
U2=ΔU+U3
I2=I3
1
把功率为22KW的电能用总电阻为2Ω的导线 输送到远方的用户，用220V的电压输电，导线损 失的功率为多少？若改用22KV的电压输电，导线 损失的功率又为多少？
220V输电，损失的功率为 22KV输电，损失的功率为
I＝P/U，U损＝IR线，U3＝U2－U损，因P变大，I变大，所以U损变大，所
以降压变压器初级电压U3变小，B错误；
P损＝(P/U)2R线，因P变大，所以P损变大，C正确；
P损
＝
P U
2R线
PP
＝ PR线 ， 因 U
P
变大，所以比值变大，D
正确．
课后练习
1．远距离输送交流电都采用高压输电．我国正在研究 用比330 kV高得多的电压进行输电．采用高压输电的 优点是( ) 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．可减小输电线上的能量损失 D．可加快输电的速度
(1)示意图如图所示
如果用初、次级线圈匝数之比为
1∶10的升压变压器升压，经输电线
后，再用初、次级线圈匝数比为
(2) U2＝nn12U1＝2 200 V
I2＝UP2＝20 A，
10∶1的降压变压器降压供给用户． P 损＝I22R 线＝80 W. U 损＝ΔU＝I2R 线＝4 V.
(1)画出全过程的线路示意图；