高二物理鲁科版选修3-2 4.3电能的远距离传输教案

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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。

年高中物理鲁科版选修3-2第4课4-3电能的远距离传输课件

年高中物理鲁科版选修3-2第4课4-3电能的远距离传输
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)合理地调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高．三、高压直流输电直流输电系统只在输电这个环节是直流，发电和用电环节仍是交流；输电过程中只用两根导线．整流器和逆变器可以实现交流电和直流电的转换．
一、为什么要采用高压输电 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． 2．输电线上的电能损失 (1)原因：导线有电阻，电流通过时，因发热而损失电能．输电线上的功率损失ΔP＝I2r. (2)降低输电损耗的两个途径 ①减小输电线的电阻． ②减小输电导线中的电流．
年高中物理鲁科版选修3-2第4课4-3电能的远距离传输
一、远距离输电损耗的产生及减损方法
1．输电导线上的功率损失
(1)损失功率计算：设输电电流为I，输电线电阻为 R，则输电线上的功率损失为ΔP＝I2R
(2)减小输电线上功率损失的方法．
①减小输电线的电阻R：由R＝ρL S，得要减源自R，可以减小ρ、L，增大S.
第3节电能的远距离传输
年高中物理鲁科版选修3-2第4课4-3电能的远距离传输
1．了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．了解交变电流从变电站到用户的输电过程及电网设计．
4．了解高压直流输电的原理．
年高中物理鲁科版选修3-2第4课4-3电能的远距离传输

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。

(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

当堂双基达标
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课时作业
LK ·物理
教学教法分析
选修3-2
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●新课导入建议介绍引入新课
教学方案设计
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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热情．
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菜
单
LK ·物理
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选修3-2
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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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选修3-2
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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 .
选修3-2
课堂互动探究
教学方案设计
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演示结束

2018版高中物理鲁科版选修3-2学案：第4章+远距离输电+4.3+电能的远距离传输

第3讲电能的远距离传输[目标定位] 1.了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.了解交变电流从变电站到用户的输电过程及电网设计.4.了解高压直流输电的原理．一、为什么要采用高压输电1．电功率损失(1)损失的电功率P＝I2R，即在输电线上因发热而损耗的电功率与电阻成正比，与电流的二次方成正比．(2)在输送电功率不变的前提下，要减少电功率损失，只能采取减小导线中电流的方法．2．电压损失：在输送电功率不变的前提下，要减少电压损失，只能采取减小输电电流的方法，或减小输电线电阻的方法．3．高压输电：由P＝UI知，在保证P不变的情况下，必须提高输送电压U，才能减小电流I.二、高压交流输电1．远距离输电的基本思路．如图1所示．在发电站内用升压变压器升高电压．然后进行远距离输电，在用电区域通过降压变压器降压．图12．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)合理地调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高．三、高压直流输电直流输电系统只在输电这个环节是直流，发电和用电环节仍是交流；输电过程中只用两根导线．整流器和逆变器可以实现交流电和直流电的转换.一、降低输电损耗的两个途径1．输电导线上的功率损失(1)损失功率计算：设输电电流为I，输电线电阻为R线，则输电线上的功率损失为ΔP＝I2R线．(2)减小输电线上功率损失的方法：①减小输电线的电阻R线：由R线＝ρlS得，要减小R线，在l保持不变的情况下，可以减小ρ，增大S.②减小输电电流I：由P＝UI得，在输送功率一定的情况下，提高输电电压，即可减小输电电流．采用高压输电是减小输电线上功率损失最有效、最经济的措施．2．输电线上的电压损失(1)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，ΔU＝U－U′，如图2所示，电压损失还可以表示为ΔU＝IR线＝PU R线．图2(2)减少输电线上电压损失的方法： ①减小输电线的电阻． ②提高输送电压．例1 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(不考虑电抗产生的损失)( ) A ．功率损失是原来的1n B ．功率损失是原来的1n 2C ．电压损失是原来的1n D ．电压损失是原来的n 倍答案 BC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 线，则输电电流I 线＝PU，线路的功率损失ΔP ＝I 2线R 线＝P 2R 线U 2，可知ΔP ∝1U2，当输电电压U 升高为原来的n 倍时，功率损失变为原来的1n 2，故选项B 正确；线路上的电压损失ΔU ＝I 线R 线＝PR 线U ，可知ΔU ∝1U，当输电电压升高为原来的n 倍时，电压损失变为原来的1n ，故选项C 正确．针对训练发电厂发电机的输出电压为U 1，发电厂至学校的输电线总电阻为R 线，通过导线的电流为I ，学校输入电压为U 2，下列计算输电线功率损耗的式子中，正确的是( ) A.U 21R 线 B.(U 1－U 2)2R 线 C ．I 2R 线 D ．I (U 1－U 2) 答案 BCD解析输电线功率损耗P 损＝I 2R 线＝U 2线R 线＝IU 线，其中U 线＝U 1－U 2，故B 、C 、D 正确．二、远距离输电及基本关系 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． 2．远距离输电的基本关系(如图3所示)图3(1)功率关系P 1＝P 2，P 3＝P 4，P 2＝ΔP ＋P 3→能量守恒 (2)电压、电流关系U 1U 2＝n 1n 2＝I 2I 1，U 3U 4＝n 3n 4＝I 4I 3→理想变压器 U 2＝ΔU ＋U 3，I 2＝I 3＝I 线→串联电路中电压、电流关系 (3)输电导线中电流：I 线＝P 2U 2＝P 3U 3＝U 2－U 3R 线.(4)输电导线上损耗的电功率：ΔP ＝ΔUI 线＝I 2线R 线＝⎝⎛⎭⎫P 2U 22R 线． 3．特别强调(1)升压变压器副线圈的电压U 2不等于降压变压器原线圈的电压U 3，输电线上的电压损失ΔU ＝I 线R 线，输电线上的功率损耗ΔP ＝I 2线R 线．(2)计算输电线的电阻时，应注意输电线长度为距离的两倍． (3)处理远距离输电问题．首先要画出输电线路示意图，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置；其次解题时要抓“两头”——电源、用电器．要注意“中间两条线”——输电线，以变压器为界将整个输电电路划分为三个独立的回路．以变压器为联系的纽带将“两头”与中间“输电线”联系起来，利用能量守恒、变压比、变流比等规律进行分析与计算．例2发电机两端电压为220V，输出功率44kW，输电导线的总电阻为0.2Ω，如果用原、副线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线后，再用原、副线圈匝数比为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；(2)求用户得到的电压和功率；(3)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的电压和功率．答案见解析解析(1)示意图如图所示．(2)由图可知，升压变压器副线圈两端的输出电压U2＝n2n1U1＝2200V．据理想变压器P入＝P出，则升压变压器副线圈的输出电流I2＝PU2＝44×1032200A＝20A，输电线上的功率损失和电压损失分别为P损＝I22R线＝202×0.2W＝80W.U损＝ΔU＝I2R线＝20×0.2V＝4V.所以降压变压器原线圈的输入电压和电流为U3＝U2－U损＝2200V－4V＝2196V，I3＝I2＝20A.降压变压器副线圈的输出电压和电流为U 4＝n 4n 3U 3＝110×2196V ＝219.6V ，I 4＝n 3n 4I 3＝10×20A ＝200A.用户得到的功率为P 4＝U 4I 4＝219.6×200W ＝4.392×104W.(3)若直接用220V 低压供电，电路如图所示，则输电电流I ′＝P U 1＝44×103220A ＝200A ．输电线路上的电压损失ΔU ′＝I ′R 线＝200×0.2V ＝40V .所以用户得到的电压U 2′＝U 1－ΔU ′＝220V －40V ＝180V ，用户得到的功率为P ′＝U 2′I ′＝180×200W ＝3.6×104W.输电线上损耗的问题1．某发电厂原来用电压为U 1的交流电输电，后改用变压比为1∶50的升压器将电压升高为U 2后输电，输送的电功率保持不变．若输电线路的总电阻为R 线，则下列说法中正确的是( ) A ．由公式I ＝P U 2可知，提高电压后输电线上的电流降为原来的150B ．由公式I ＝U 2R 线可知，提高电压后输电线上的电流增为原来的50倍C ．由公式P ＝I 2R 线可知，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的12500D ．由公式P ＝U 22R 线可知，提高电压后输电线上的功率损耗增大为原来的2500倍答案 AC解析由U 1U 2＝n 1n 2可知，U 2＝50U 1，输送功率不变，由公式I ＝PU 2可知，输电线中的电流变为原来的150，选项A 正确；由P ＝I 2R 线＝⎝⎛⎭⎫P U 22·R 线可知，输电线上的功率损耗减为原来的12500，C 选项正确；B 、D 选项中的U 2应为损失的电压，所以选项B 、D 是错误的．2．某水电站，用总电阻为2.5Ω的输电线输电给500km 外的用户，其输出电功率是3×106kW.现用500kV 电压输电，则下列说法正确的是( ) 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15kVC ．若改用5kV 电压输电，则输电线上损失的功率为9×108kWD ．输电线上损失的功率为ΔP ＝U 2R ，U 为输电电压，R 为输电线的电阻答案 B解析输电线上输送的电流为I ＝P U ＝3×106×103500×103A ＝6×103A ，A 错；输电线上损失的电压为U 损＝IR ＝6×103×2.5V ＝1.5×104V ＝15kV ，B 项正确；当用5kV 电压输电时，输电线上损失的功率若超过3×106kW ，与实际情况相矛盾，故C 项错误；当用公式ΔP ＝U 2R 计算损失的功率时，U 为输电线上损失的电压而不是输电电压，D 项错误．远距离高压输电的应用3．某小型水电站的电能输送示意图如图4所示，发电机的输出电压为200V ，输电线总电阻为r ，升压变压器原、副线圈匝数分别为n 1、n 2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n 3、n 4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220V 的用电器正常工作，则( )图4A.n 2n 1＞n 3n 4B.n 2n 1＜n 3n 4C ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D ．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率答案 AD解析由于输电线上有电阻，所以考虑到电压损失，则有升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，根据变压器的电压与匝数的关系，可知要让用电器正常工作，必须有n 2n 1＞n 3n 4，故A 项对，B 、C 项错；考虑到输电线上也有电功率的损失，可知D 项也正确．4．在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失．有一个电站，输送的电功率为P ＝500kW ，当使用U ＝5kV 的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4800度．求：(1)这时的输电效率η和输电线的总电阻R 线；(2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？答案 (1)60% 20Ω (2)22.4kV解析 (1)由于输送功率为P ＝500kW ，一昼夜输送电能E ＝Pt ＝12000度，终点得到的电能E ′＝7200度，因此效率η＝60%.输电线上的电流可由I ＝PU计算，为I ＝100A ，而输电线损耗功率可由P 损＝I 2R 线计算，其中P 损＝480024kW ＝200kW ，因此可求得R 线＝20Ω.(2)输电线上损耗功率P 损＝⎝⎛⎭⎫P U 2·R 线∝1U 2，原来P 损＝2200kW ，现在要求P 损′＝10kW ，计算可得输电电压应调节为U ′＝22.4kV .。

《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。

4.3《电能的远距离传输》教案(鲁科版选修3-2)

4． 3《电能的远距离传输》学案【学习目标】<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。

【学习重点】理解高压输电原理，区别导线上的输电电压U和损失电压ΔU。

【知识要点】1．为什么要采用高压输电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。

IuXw3ZUixQ1）电功率损失由于输电线有电阻，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。

IuXw3ZUixQ 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，有两种方法：其一是减小输电线的电阻；其二是减小输电电流。

IuXw3ZUixQ要减小输电线的电阻r，可采用下述方法：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。

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。

2）电压损失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，这就是采用高压输电的道理。

IuXw3ZUixQ3）高压输电采用高压输电。

在输电电流一定的情况下，线路电阻减为原来的一半，线路中损耗的功率减为原来的。

在线路电阻一定的情况下，电压提高一倍，线路中的电流减为一半，而损耗的功率减为原来的。

IuXw3ZUixQ2．高压交流输电我国远距离高压输电情况及远距离高压输电的原理。

如下图所示。

设发电机的输出功率为P，则功率损失为ΔP=I22R，用户得到的功率为P用=P-ΔP，输电线路上的电压损失为：ΔU=I2R，则U3=U2-ΔU。

高中物理第4章远距离输电4.3电能的远距离传输课件鲁科选修3_2

为 U2,下面选项表示输电导线上损耗的功率正确的是( )。
A.��1 2
��
B.(��1 -��2 )2
��
C.I2R D.I(U1-U2)
【答案】BCD
3.(多选)如图所示,输送功率为 P,输送电压为 U,输电线电阻为 R,用户得到的电压为 U',则下列选项正确的是( )。
电流相位相同,交变电流的频率相同。
3.高压直流输电
直流输电的优点:a.节约线材;b.不存在感抗和容抗引起
的损耗;c.不需要考虑电网中各台交流发电机的同步运行问题。
1.降低输电损耗的两个途径是什么?
解答:一个是减小输电线的电阻,另一个是减小输电线中的电流。
2.高压交流输电中的电压是不是越高就越好?
解答:不是。
3.高压直流输电中换流器的作用是什么?
解答:将交流电与直流电进行相互转换。
1.2017 年 1 月 4 日,昌吉(新疆)—古泉(安徽宣城)特高压输电
工程跨越秦岭。500 千伏超高压输电是我国目前正在实施的一项重
大工程。若输送功率为 3200 万千瓦,原来采用 200 千伏输电,由于输
教学建议:通过自学讨论法、阅读法、讲解法讨论减少输电过程中电能损失、电压损失的方案,让学生了解远距离输电时采用高压输电的优点,知道输电线上损失的电能、电压与输送电压的关系。要结合现代科技问题了解交流配电网的构成及意义。还可组织学生参观当地的输配电线路或查阅资料,了解“发电站一变电站一住宅”的输配电过程。
课时 4.3 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道理。
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,变压器规律等解决有关问题。 4.通过输电过程的分析,培养发现问题、解决问题的能力。

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
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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。

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。

高中物理4.3 电能的远距离传输课件02(鲁科版选修3-2 )

Ω，全校有22间教室，每间教室安装“220 V 灯6盏，要求所有的电灯都正常发光，求： 40 W”的电
图4－3－4
(1)输电线上损耗的电功率P损多大？ (2)发电机的电动势E多大？ [审题指导] 解答本题时应把握以下三点：
(1)根据电灯的总功率计算出输电电流。 (2)根据输电电流和导线电阻计算损失功率。 (3)根据闭合电路的电动势与内、外电压的关系求出
[思路点拔]
两次输送相同功率，利用电功率损失和
输电电压的关系求解。
[解析] 设输送功率为 P，输电电压 U1＝220 V 时，损失功率 ΔP＝20%P
2 P P 又 ΔP1＝I2 ，则 ΔP1＝ 2R 线 1R 线，而 I1＝ U1 U1
P2 现要求 ΔP2＝5%P，同理 ΔP2＝ 2R 线 U2 20% U2 2 因此可得＝，所以 U2＝2U1＝440 V。 5% U1 2
解析：P 损＝I2r I＝P/U0 P2 1 由①②得：P 损＝ 2r，所以 P 损∝ 2。 U0 U0 1 所以当 P 损为原来的时，U0′＝ 10 U0。 10
① ②
答案：B
1．输电线上的功率损失 (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， U线2 ③ P 线＝。 R线
线路上的电压损失，不能与输电线路的始端电压 U2 或末端电压 U3 相混，ΔU＝U2－U3。
三、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。

物理鲁科选修32 第4章第3节电能的远距离传输课件

C 过输电线的电流 I＝Ur 不成立，应该用公式 I＝ΔrU计算，
所以 C 选项错误
[解析] 设发电机输出功率为P，则P＝UI，使输电电压U 增大，则输电电流I减小．又由输电线上损失的功率ΔP＝ I2r得，输电线上损失的功率减小，所以选项A正确．
[真知灼见] 正确区分“输送电压”和“输电线上的电压”是解决远距离输电问题的关键. (1)P 损＝UI＝UR2，U 是指输电线上的电压，即输电线上损失的电压.
第4章远距离输电
第3节电能的远距离传输
第4章远距离输电
学习目标 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
一、为什么要采用高压输电 1．电功率损失和电压损失
1．远距离输送交变电流都采用高压输电．我国西北电网正在建设750 kV线路．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耗 D．可加快输电的速度
解析：可通过以下表格对各项进行透析.
选项
透析过程
结论
输送功率不变的情况下，提高输电电压，可减
A
小输电线上的电流，在损耗功率不变的情况下，可使输电线横截面积大大减小，而节省输电线
√
铜材料
B
交流电的频率由发电机转速决定，高压输电过程不改变交流电的频率
×
C
输送功率不变的情况下，提高输电电压，可减小输电线上的电流，从而使产热功率减小
√
D
电流的传播速度约等于光速，与输电电压高低无关
×
有关高压输电线路的分析与计算 1．输电过程如图所示．电路被划分为三个独立的回路，在每个回路中，变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源，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．

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。

高中物理 4.3 电能的远距离传输精品课件鲁科版选修3-2

的 n 倍，据 P 线＝(UP)2R 可知，输电线上的功率损失降为原来的n12. 总之：采用高压输电是减小输电线上功率损耗最有效、最经济的措施．
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 1．(2011年台州高二检测)在远距离输电过程中，为减少输电线路上的电能损失，可采用的最佳方法是( ) A．使输电线粗一些 B．减短输电线长度 C．减少通电时间 D．采用高压输电解析：选D.减小输电线的长度不可行，因为要保证输电距离．采用直径更大的导线，可适当增大
104×103×0.04 2×12.8
A＝125 A
由 P 输＝U 输 I 得 U 输＝PI输＝110245kAW＝80 kV.
(2)输电线路上的电压损失U损＝I·2r＝ 125×12.8×2 V＝3.2 kV. 【答案】 (1)80 kV (2)3.2 kV
【方法总结】远距离输电中，必须区分输
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 2．如图4－3－2为远距离输电线路的示意图，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是( )
图4－3－2
A．升压变压器的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小时，输电线上损失的功率增大
核心要点突破
一、正确理解减小输电线路电损的方法 1．输电线上的功率损失 (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＝UR线2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．减小输电损耗的方法据 P 线＝I2R 线可知，减小输电线路上功率损失的方法主要有两种：