人教版高二物理选择性必修二册电能的输送
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【新教材】人教版高中物理选择性必修第二册3.4 电能的输送 —课件
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 UU12＝nn12＝II12，UU34＝nn34＝II43 U2＝ΔU＋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： P 线＝I 线 ΔU＝I2线R 线＝UP222R 线
二、输电导线上的功率损失
1．功率损失的原因 输电导线有电阻，电流通过电阻时，电能必有一部分转化为内能而损失掉。 2．功率损失大小的计算 (1)ΔP＝I2R，I 为输电线路上的电流，R 为线路电阻； (2)ΔP＝ΔRU2，ΔU 为输电线路上损失的电压，R 为线路电阻；
(3)ΔP＝ΔUI，ΔU 为输电线路上损失的电压，I 为线路上的电流； (4)ΔP＝(UP)2ρLS，P 为输送电功率，U 为输电电压，ρ 为电阻率，L 为输电 线的总长度，S 为横截面积。 3．减少损耗的方法 据 P 损＝I2R 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，据 R＝ρ·LS
则每根导线损失的电功率 P 损＝I2R。 由于 P＝UI，R＝ρLS， 所以 P 损＝(UP)2·ρLS＝PU2ρ2SL，
现在，输送电功率 P 相同，导线电阻率 ρ 和长度 L 也相同。在输电电压 U 和导线横截面积 S 不同时，如果要求导线上损失的电功率相同，则应有 U21S1＝ U22S2
所以SS12＝UU2221＝(UU21)2＝(112×20103)2＝2500。 可见，要满足题中所设要求用 220V 电压输电时，导线的横截面积是 11kV 输电时的 2500 倍。 从中可以令人印象深刻地体会出高压输电的实际意义。
四、高压输电线路的基本模型
交流高压输电的基本环节
电能的输送—人教版高中物理选择性必修第二册课件
L S
，要
减小输电线的电阻R线，可采用下述方法：
电能的输送—人教版高中物理选择性 必修第 二册课 件
电能的输送—人教版高中物理选择性 必修第 二册课 件
①减小材料的电阻率ρ.银的电阻率最小，但价格昂贵，目 前选用电阻率较小的铜或铝作输电线材料．
②减小输电线的长度L不可行，因为要保证输电距离． ③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． 另外，用增大输电导线横截面积的方法来减小电阻，对低 压照明电路有效，在高压线路中，因容抗和感抗造成的电压损 失比电阻造成的还要大，故这种方法在高压输电中的应用效果 不佳．
电能的输送—人教版高中物理选择性 必修第 二册课 件
1用户消耗的功率决定输送功率，即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 器原理的体现.
2抓住输电的两头——电源和用电器；分析一条线——输 电线；研究两次电压变换——升压变压器和降压变压器.
3注意输送电压功率、损失电压功率、用户电压功率 三者之间的区别和数量关系.
意图
分析
关计算 分析
功率
电能的输送—人教版高中物理选择性 必修第 二册课 件
电能的输送—人教版高中物理选择性 必修第 二册课 件
【解析】 根据题意画出从发电机到用户的传输过程如图 所示．
(1)升压变压器原、副线圈两端的电压之比为 UU21＝nn12，解得U2＝nn21U1＝2 200 V， 副线圈中的电流I2＝UP2＝20 A，
考点二 高压交流输电的电路分析 1．远距离输电电路图
电能的输送—人教版高中物理选择性 必修第 二册课 件
电能的输送—人教版高中物理选择性 必修第 二册课 件
2．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＝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： P线＝I线U线＝I线2 R线＝(UP22)2R线．
高中物理(新人教版)选择性必修2：电能的输送【精品课件】
四、远距离输电原理图
几百千伏
100千伏左右
10千伏左右
10潜伏
输电简易图
220伏
四、远距离输电原理图
I1
I2 U损 P损 I3
I4
P1
P2
r线 P3
P4
F U 1 n1 n2 U2
U3n3 n4 U4 R用
升压变压器
降压变压器
功率关系：
P1=P2，P3=P4，P2=P损+P3
I1
I2 U损 P损 I3
电网供电有什么好处？
1、次能源产地使用大容量的发电机组，降低一次能源的运输成本，获得最 大的经济效益； 2、可以减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡； 3、可以根据火电、水电、核电的特点，合理地调度电力。
六、输电技术的发展
1882年，爱迪生在美国修建了第一个电力照明系统；每隔3 km 左右就要建 立一个发电厂，否则灯泡因电压过低而不能发光；
Pr I 2r 20 2 4 1600 (W) ( 3 ) U用 U Ur 220 80 140(V)
P用 P Pr 4400 1600 2800 (W)
例4、图甲为远距离输电示意图，理想升压变压器原、副线圈匝数比为1∶1000， 理想降压变压器原、副线圈匝数比为1 000∶1，输电线的总电阻为1 000 Ω，若升 压变压器的输入电压如图乙所示，用户端电压为220 V。下列说法正确的是( B )
P损
=（P）2 U
L S
如何减少电能损失? P损 =I 2R线 (1)减小输电线电阻R
(2)减小输电电流I
途径一、减小输电线电阻R： R L
S
①减小材料的电阻率ρ： 用铜或铝 ②减小输电线的长度L： 不可行 ③可适当增大导线横截面积S. 有一定限度
高中物理(新人教版)选择性必修二课后习题：电能的输送(课后习题)【含答案及解析】
第三章交变电流电能的输送课后篇素养形成必备知识基础练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()A.和输电电压的二次方成正比B.和输送电流的二次方成反比C.和输送电线上损失的电压的二次方成正比D.和输送电流成正比ΔP=I线2R,电压损失ΔU=U-U'=I线R线,输电电流I线=PU,所以ΔP=I线2R线=ΔU 2R 线=(PU)2R线,可见在输送功率P一定、输电线电阻一定时,ΔP与I线2成正比,ΔP与ΔU2成正比,ΔP与U2成反比。
2.发电厂发电机的输出电压为U1,发电厂至学校的输电导线的总电阻为R,通过导线的电流为I,学校得到的电压为U2,则输电线上损耗的电压可表示为()A.U1B.U1-IRC.IRD.U2ΔU=U1-U2=IR,故B错误,C正确;U1为输出电压,U2为用户得到的电压,A、D 错误。
3.如图,利用理想变压器进行远距离输电,发电厂的输出电压恒定,输电线路的电阻不变,当用电高峰到来时()A.输电线上损耗的功率减小B.电压表V1的示数减小,电流表A1增大C.电压表V2的示数增大,电流表A2减小D.用户端功率与发电厂输出功率的比值减小,用户消耗的功率变大,则电流表A2读数变大,输电线上的电流变大,输电线上损耗的功率变大,选项A错误;电流表A1增大,因为发电厂的输出电压恒定,则升压变压器的次级电压不变,即电压表V1的示数不变,选项B错误;输电线上的电压损失变大,故降压变压器的初级电压减小,次级电压也减小,即电压表V2的示数减小,选项C错误;用户消耗的功率占发电厂输出功率的比例P-P损P =1-I2RU1I=1-ΔUU1,因为输电线上的电流增大,故电压损失增大,U1不变,所以用户消耗的功率与发电厂输出功率的比值减小,故D正确。
故选D。
4.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,分去了一部分电压,电阻小(因为用电器都是并联的),干路电流大,输电线上损失电压大,导致电灯两端电压减小,故比深夜时暗,故C正确。
人教版物理选择性必修二课件：第三章4.电能的输送
【解析】选 A。高压输电时 P＝UI，I 是输送电路上的电流。用电高峰时，若输送 电压不变，则 I 为正常时的 2 倍，A 正确；输电线上损失的功率 ΔP＝I2R 线，则损 失功率变为正常时的 4 倍，B 错误；用电高峰时，若输送电压加倍，则 I 不变， 与正常时相同，C 错误；由 ΔP＝I2R 线知，损失的功率不变，D 错误。
圈电压 U3＝U2－ΔU＝ 3 800 V，故降压变压器的匝数比nn34 ＝UU34 ＝3282000 ＝11910 ，选项 C 正确。
降压变压器的功率 P4＝P3＝P－P 线＝95 kW，故用户得到的电流 I4＝
P4 U4
＝952×21003
A≈431.8 A，
选项 D 错误。
【误区警示】远距离输电应注意的三个问题 (1)理想变压器的输入功率由输出功率决定。 (2)远距离输电过程中的功率、电压的损失与哪些因素有关。 (3)整个过程中的功率、电压关系，理想变压器电压和匝数关系。
二、电网供电 任务驱动：为了减小一次能源的运输成本，合理调度电力采取了什么办法？
提示：组建全国性或地区性的输电网络。
(1)远距离输电的基本原理：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)下列哪些是电网输电的优点_①__②__③__ 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，调节不同地区电力供求的平衡，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。
2．远距离输电线路的三个回路、两个联系和一个定律的有关关系：
3.4 电能的输送 课件 高二物理人教版(2019)选择性必修2
R线
③P损＝ΔU·I线，ΔU 为输电线路上损失的电压，I线为线路上的电流。 在远距离输电问题中，计算线路功率损耗时应用P损＝I2R线，其原因是I线
可以由公式 P输出＝I线U输出求出， 而P损＝ΔU·I线 和 P损＝ΔRU线2 则不常用，其原因是在一般情况下，ΔU 不易 求出，且易将ΔU 和U输出相混而造成错误。
答案 (1) 25 r/s
(2)输电线上损失的电压ΔU； (3)升压变压器原、副线圈匝数比n1∶n2； (4)发电机的输出功率P1。
答案 (2) 200 V (3) 5∶26 (4) 13 kW
5.(2023·浙江省普高强基联盟月考)如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为 N，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，输出 端通过理想升压变压器和降压变压器给远处用户供电。升压变压器原、 副线圈两端的电压分别为U1和U2，降压变压器原、副线圈两端的电压分 别为U3和U4，若线圈电阻忽略不计，则下列说法正确的是 A.图示状态，U1＝NBSω B.若仅把线圈的角速度ω增大一倍，输
电网供电及远距离高压输电过程 的分析与计算
观察与思考
10千伏
几百千伏
100千伏左右
10千伏左右
220伏/380伏 远距离输电过程示意图
观察与思考
某发电机两端的电压为220 V，输出功率为44 kW，通过原、副线圈匝 数比为1∶10的升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为0.2 Ω， 在用户端再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户， 两个变压器均为理想变压器。 (1)画出全过程的线路示意图。
2.输电线路的电压损失
输电线始端电压 U 与输电线末端电压 U′的差值。
ΔU＝U－U′＝Ir＝UPr，
③P损＝ΔU·I线，ΔU 为输电线路上损失的电压，I线为线路上的电流。 在远距离输电问题中，计算线路功率损耗时应用P损＝I2R线，其原因是I线
可以由公式 P输出＝I线U输出求出， 而P损＝ΔU·I线 和 P损＝ΔRU线2 则不常用，其原因是在一般情况下，ΔU 不易 求出，且易将ΔU 和U输出相混而造成错误。
答案 (1) 25 r/s
(2)输电线上损失的电压ΔU； (3)升压变压器原、副线圈匝数比n1∶n2； (4)发电机的输出功率P1。
答案 (2) 200 V (3) 5∶26 (4) 13 kW
5.(2023·浙江省普高强基联盟月考)如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为 N，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，输出 端通过理想升压变压器和降压变压器给远处用户供电。升压变压器原、 副线圈两端的电压分别为U1和U2，降压变压器原、副线圈两端的电压分 别为U3和U4，若线圈电阻忽略不计，则下列说法正确的是 A.图示状态，U1＝NBSω B.若仅把线圈的角速度ω增大一倍，输
电网供电及远距离高压输电过程 的分析与计算
观察与思考
10千伏
几百千伏
100千伏左右
10千伏左右
220伏/380伏 远距离输电过程示意图
观察与思考
某发电机两端的电压为220 V，输出功率为44 kW，通过原、副线圈匝 数比为1∶10的升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为0.2 Ω， 在用户端再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户， 两个变压器均为理想变压器。 (1)画出全过程的线路示意图。
2.输电线路的电压损失
输电线始端电压 U 与输电线末端电压 U′的差值。
ΔU＝U－U′＝Ir＝UPr，
22人教版高中物理新教材选择性必修第2册--第4节 电能的输送
[解析] 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 项错误；由 = 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，其输出电压也变小，输电线上
损失的功率变大，故 B 项错误， C 项正确；输电线上损失的功率 =
2
=
2
3 = 2 − 损 = 2200 V − 4 V = 2196 V
3 = 2 = 20 A
降压变压器副线圈的输出电压和电流分别为 4 =
219.6 V
4 =
3
4 3
= 10 × 20 A = 200 A
用户得到的功率为
4 = 4 4 = 219.6 × 200 W = 4.392 × 104 W
[答案]
1
10
120
11
[解析] 由 = 2 2 ，得 2 =
1
2
=
1
，对降压变压器有 3
10
又 4 =
3
220 V ，故
4
=
3
4
=
5×104
V
20
3
= 2.5 × 10
1
V ，对升压变压器有
2
=
= 2 − 2 线 = (2500 − 20 × 5)V = 2400 V ，
2
2
， D 项错误；若改用 5 kV 电压输电，其损失的功率不可能高于输出功率，
否则违反能量守恒定律， C 项错误。
2. 某小型水力发电站的输出功率为 5 × 104 W ，发电机的输出电压为 250 V ，
输电线总电阻 线 = 5 。为了使输电线上损失的功率为发电机输出功率的
人教版高中物理选择性必修第2册 第三章 4.电能的输送
实例引导
例1 (多选)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,则下列关系式正确的是(
2
A.P'=
2
B.P'= 2
2
C.P 用=P-
D.P 用=P 1- 2
分经低压变电站的降压变压器降压后供给其他用户。
远距离输电的示意图
2.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,这就是电网。
3.优点
(1)减少发电设施的重复建设,降低一次能源的运输成本。
(2)可保证发电和供电的安全可靠,方便调整供需平衡,使电力供应更加
可靠、质量更高。
高于发电机输出的电压。(
)
解析 用户得到的电压取决于降压变压器。
答案 √
(6)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。(
)
解析 由于输电导线有电阻,电路上电压会有损耗,升压变压器输入的电压
大于降压变压器输出的电压。
答案 ×
假如输电线的总电阻R=10 Ω,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用户=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)
解析 (1)输电线路示意图如图所示。
(2)I1==500 A
远距离输电电路的分析与计算
情境探究
人教版高中物理选择性必修第2册 第三章 交变电流 第4节 电能的输送
(1)输电线上损耗的功率。 (2)输电线上损失的电压。 (3)为了进一步节约能源，请你为输电环节提出改进措施。
[解析] (1)由 P＝UI 可得： 电流 I＝UP＝111.10××110083A＝1 000 A； 则损失的功率 P 损＝I2r＝(1 000 A)2×5 Ω＝5×106 W。 (2)输电线上的电压为 U 损＝Ir＝1 000 A×5 Ω＝5×103 V。 (3)为了减少输电线上的功率损耗，可以通过提高输电电压或减小输电线 电阻来减小输电线上功率的损耗。
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。
(×)
3．想一想 输电电压越高越好吗？ 提示：输电电压并不是越高越好。输电电压越高，输电线路方面，对导线 的绝缘要求越高，安全问题要求也越高，线路修建的费用也会越高；变压 器方面，升压变压器输出的电压越高，变压器在绝缘、结构方面的制作要 求也相应提高。因此，实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如输电功 率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，依据不同情况选择合适的输 电电压。
②减小输电电流 I：根据 I＝UP，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，根据 P 损＝UP2R 知，输电线上的功 率损耗将降为原来的n12。
[典例 1] 西双版纳州水资源丰富，利用水力发电的电力除了供应本地使 用以外，还源源不断地输送至邻近东盟国家。总装机容量 175 万千瓦的景洪 电站建成之后，采用 110 千伏高压将 11 万千瓦的电力对泰国供电，如果从景 洪到泰国的输电电线总电阻是 5 Ω。求：
[典例 2] 一小型水电站为某企业供电，发电机输出功率为 66 kW，输出 电压为 220 V，输电线的总电阻为 0.2 Ω。
[解析] (1)由 P＝UI 可得： 电流 I＝UP＝111.10××110083A＝1 000 A； 则损失的功率 P 损＝I2r＝(1 000 A)2×5 Ω＝5×106 W。 (2)输电线上的电压为 U 损＝Ir＝1 000 A×5 Ω＝5×103 V。 (3)为了减少输电线上的功率损耗，可以通过提高输电电压或减小输电线 电阻来减小输电线上功率的损耗。
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。
(×)
3．想一想 输电电压越高越好吗？ 提示：输电电压并不是越高越好。输电电压越高，输电线路方面，对导线 的绝缘要求越高，安全问题要求也越高，线路修建的费用也会越高；变压 器方面，升压变压器输出的电压越高，变压器在绝缘、结构方面的制作要 求也相应提高。因此，实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如输电功 率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，依据不同情况选择合适的输 电电压。
②减小输电电流 I：根据 I＝UP，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，根据 P 损＝UP2R 知，输电线上的功 率损耗将降为原来的n12。
[典例 1] 西双版纳州水资源丰富，利用水力发电的电力除了供应本地使 用以外，还源源不断地输送至邻近东盟国家。总装机容量 175 万千瓦的景洪 电站建成之后，采用 110 千伏高压将 11 万千瓦的电力对泰国供电，如果从景 洪到泰国的输电电线总电阻是 5 Ω。求：
[典例 2] 一小型水电站为某企业供电，发电机输出功率为 66 kW，输出 电压为 220 V，输电线的总电阻为 0.2 Ω。
3.4电能的输送 课件-2023年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修二册
选修3-2第五章
第五节 电能的输送
知识回顾
理想变压器
原副线圈功率关系：
=
原副线圈电压关系：
=
原副线圈电流关系：
=
问题？
我国很多发电厂建在能源聚
集的西部 地区 , 而用电量大
的城市多在东部沿海地 区。
从发电厂到用电量大的区域
的远距离 输电中，如何减少
的电阻集中画为一个电阻 r 。
1. 怎样计算输电线路损失的功率？
2. 在输电电流一定的情况下，如果线路的电阻减为原来的一半，线路上损失的功
率减为原来的几分之一？在线路电阻一定的情况下，如果输电电流减为原来的一
半， 线路上损失的功率减为原来的几分之一？
3. 通过第 2 步的两项计算，你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更有效？
（3）两个变压器的匝数比各应等于多少？
四、电网供电
现在世界各国都不采用一个电厂与一批用户的“一对 一”的供电方式，而是通
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，这就是电网。
采用电网送电，是输电技术的重要发展。这
样可以在 一次能源产地使用大容量的发电
机组，降低一次能源的运 输成本，获得最
减小输电线的电阻
减小输电导线中的电流
二、降低输电损耗的两个途径
减小输电线的电阻
根据电阻定律， =
输电距离一定：不变
选用电阻率小的金属
材料：
例 如铜、铝来制造输电线
二、降低输电损耗的两个途径
减小输电线的电阻
根据电阻定律， =
输电距离一定：不变
第五节 电能的输送
知识回顾
理想变压器
原副线圈功率关系：
=
原副线圈电压关系：
=
原副线圈电流关系：
=
问题？
我国很多发电厂建在能源聚
集的西部 地区 , 而用电量大
的城市多在东部沿海地 区。
从发电厂到用电量大的区域
的远距离 输电中，如何减少
的电阻集中画为一个电阻 r 。
1. 怎样计算输电线路损失的功率？
2. 在输电电流一定的情况下，如果线路的电阻减为原来的一半，线路上损失的功
率减为原来的几分之一？在线路电阻一定的情况下，如果输电电流减为原来的一
半， 线路上损失的功率减为原来的几分之一？
3. 通过第 2 步的两项计算，你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更有效？
（3）两个变压器的匝数比各应等于多少？
四、电网供电
现在世界各国都不采用一个电厂与一批用户的“一对 一”的供电方式，而是通
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，这就是电网。
采用电网送电，是输电技术的重要发展。这
样可以在 一次能源产地使用大容量的发电
机组，降低一次能源的运 输成本，获得最
减小输电线的电阻
减小输电导线中的电流
二、降低输电损耗的两个途径
减小输电线的电阻
根据电阻定律， =
输电距离一定：不变
选用电阻率小的金属
材料：
例 如铜、铝来制造输电线
二、降低输电损耗的两个途径
减小输电线的电阻
根据电阻定律， =
输电距离一定：不变
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