2-7_远距离输电学案.doc
《远距离输电》 教学设计
《远距离输电》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标（1）理解为什么要采用高压输电。
（2）掌握远距离输电过程中电能损失的主要原因及减少电能损失的方法。
（3）能够运用所学知识分析和解决远距离输电中的实际问题。
2、过程与方法目标（1）通过对远距离输电模型的分析，培养学生的逻辑推理能力和分析问题的能力。
（2）通过小组讨论和交流，培养学生的合作学习能力和表达能力。
3、情感态度与价值观目标（1）让学生体会物理知识与实际生活的紧密联系，激发学生学习物理的兴趣。
（2）培养学生节约能源的意识和社会责任感。
二、教学重难点1、教学重点（1）理解高压输电的原理和电能损失的计算。
（2）掌握远距离输电的基本模型和相关计算。
2、教学难点（1）对输电线上电压损失和功率损失的分析。
（2）理解变压器在输电过程中的作用。
三、教学方法讲授法、讨论法、实验演示法、多媒体辅助教学法四、教学过程1、导入新课通过展示生活中远距离输电的实例，如西电东送工程、大型水电站向城市输电等，引导学生思考远距离输电过程中可能存在的问题，如电能在输送过程中的损失，从而引出本节课的主题——远距离输电。
2、知识讲解（1）电能的输送介绍电能输送的基本过程，包括发电站、升压变压器、输电线路、降压变压器和用户。
强调在输电过程中，电能需要经过多次变换电压，以减少能量损失和提高输电效率。
（2）输电线上的功率损失引导学生分析输电线上电能损失的原因，即电流通过电阻发热而损失电能。
给出功率损失的计算公式：＼（P_{损} ＝ I^2R\），其中\（I\）为输电电流，＼（R\）为输电线路的电阻。
通过实例计算，让学生感受电流对功率损失的影响。
（3）减少输电线上功率损失的方法①减小输电线路的电阻讨论如何减小输电线路的电阻，如选用电阻率小的材料、增大导线的横截面积等。
但指出在实际中，这些方法受到成本、技术等因素的限制。
②提高输电电压推导在输送功率一定的情况下，输电电压与输电电流的关系：＼（P ＝ UI\），得出提高输电电压可以减小输电电流，从而减小功率损失。
高中物理第二章交变电流第七节远距离输电学案粤教版选修3_220171103281
第七节 远距离输电一、从发电站到用户的输电线路1．大型发电机发出十几千伏的电压，在发电站区域通过变压器升高到几十万伏，然后进行远距离输电，当电能被输送到用电区域后，再根据不同的用电需求，用变压器将电压降低，这就是远距离输电．2．实验表明：在输电导线的电阻不变的前提下，提高输电的电压，减小输电电流，可以达到减少输电过程中的功率损耗、更有效地输送电能的目的．预习交流1我国城镇和农村电网的低压改造已基本结束，低压改造使我国广大城乡居民获得了实惠．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）：（1）电灯不亮，达不到额定功率，换额定功率越大的灯泡越是不亮；（2）日光灯不能启动；（3）洗衣机转动力度小等．尤其是过节时现象更明显，这是为什么呢？输送电能的高压线答案：因为电能在输送中存在电压损失和电能损失．低压输电线较细，电阻较大，导线的电压降较大，致使用户末端电压远低于额定电压（有时甚至不高于160 V ）．到了过节的时候，各家用电器增多，所有用电器都并联，总电阻会更小，线路电流更大，输电导线上分得的电压变多，致使用户电压降低，就会出现上述现象．经过低压改造后，换上了合格的输电导线，以上现象就不明显了．二、为什么要采用高压输电1．电功率损失：输电导线上有电阻，当电流通过时，由于电流的热效应会引起电功率的损失．可以考虑通过减小输电导线的电阻或减小输送电流来减少电功率的损失．2．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：会使导线太重，给架线带来很大困难．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，减小电流必须靠提升电压来实现．预习交流2现在大功率输电采用直流输电好还是交流输电好？答案：直流输电，直流输电比交流输电损耗少．一、输电线上的电压损失假定两条输电线的总电阻为r ，在如图所示的输电示意图中等效画为r ，输送的功率为P ，发电厂输出的电压为U 1，则输电线上损失的电压为多少．怎样减小输电线上损失的电压呢？答案：由1P U I =得1P I U =， 所以1Pr U Ir U ∆== 因此减小输电线电阻、提高输电电压可以减小输电线上损失的电压．输电导线的电阻为R ，输送电功率为P ，现分别用U 1和U 2两种电压来输电，则两次输电线上损失的电压比为（ ）．A ．U 1/U 2B ．2212/U UC ．2221/U UD ．U 2/U 1答案：D解析：输电线上的电流为I ＝P U ，输电线上损失的电压为U 损＝IR ＝PR U ，可见在输送功率不变的情况下，损失的电压与输电电压成反比，故D 项正确．1．输电线上的电压损失输电线路始端电压U 与输电线路末端电压U ′的差值．ΔU ＝U －U ′＝IR （R 为输电线路电阻）．2．减小输电线路电压损失的两种方法（1）减小输电线路电阻由R ＝ρl S可知，间距一定时，使用电阻率小的材料、增大导体横截面积均可减小电阻．（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．3．输电线路的构成主要有：发电机、升压变压器、输电导线、降压变压器、用电器，如图所示．二、输电线上的电功率损失1．探究如何减少输电线路的功率损失．答案：根据P 损＝I 2r 可知，减小输电线的电阻和输电线中的电流可减少输电线路的功率损失．2．通过上一问题的探究，你认为哪一途径对降低输电线路的功率损耗更为有效？答案：根据P 损＝I 2r 得，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12；根据P 损＝I 2r 得，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14．通过比较，很显然，减小输电电流对于降低输电线路的功率损耗更为有效．3．假定输电线路中的电流为I ，两条输电线的总电阻为r （如图所示），输送的功率为P ，发电厂输出的电压为U1，则输电线上损失的电压为Ir ，用户得到的电压为U1-Ir ．那么怎样计算输电线路损失的功率呢？用户得到的功率又是多少呢？答案：2P I r =损 2P P P P I r=-=-用损如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10 kW ，输出电压为400 V ，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2 kV 高压输电，最后用户得到220 V 、9.5 kW 的电力，求：（1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比n 1/n 2；（2）输电线路导线电阻R ；（3）用户降压变压器原、副线圈匝数比n 3/n 4．答案：（1）1∶5 （2）20 Ω （3）95∶11解析：（1）升压变压器原、副线圈匝数比为n 1n 2＝U 1U 2＝4002 000＝15． （2）导线电阻R 与输送电流和输电线上损失的电功率有关，有P 损＝I 2R ，而输送电流又决定于输出电压及输送功率，有I ＝P /U 2，所以R ＝P 损/I 2＝P 损/（P U 2）2＝10 000－9 500(10 000/2 000)2Ω＝20 Ω． （3）设降压变压器原线圈上电压为U 3U 3＝U 2－IR ＝（2 000－5×20）V ＝1 900 V所以降压变压器原、副线圈匝数比为n 3n 4＝U 3U 4＝1 900220＝9511．1．输送功率是指升压变压器输出的功率，损失功率是指由于输电线发热而消耗的功率．两者关系是ΔP ＝P －P ′（P 为输送功率，P ′为用户所得功率）．2．除了利用ΔP ＝P －P ′计算输电线路上的功率损耗外．还可用下列方法计算：（1）ΔP ＝I 2R ，I 为输电线路上的电流，R 为线路电阻；（2）ΔP ＝ΔU 2R，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．3．计算输电线上的损失功率时，将输电线当成纯电阻．三、远距离输电系统1．在输送功率不变的情况下，怎样才能减小输电电流？答案：P ＝UI ，则I ＝P U ，所以在输送功率不变的情况下，可以通过提高输送电压来减小输电电流．2．提高输电电压，则减小输电线上的电流，这是否与欧姆定律相矛盾？答案：不矛盾．欧姆定律I ＝U R是对纯电阻元件成立的定律，而“提高输电电压，则减小输电线上的电流”是从输电角度，由P ＝UI ，且P 一定的条件下得出的结论，两者间没有必然的联系．3．思考讨论远距离输电有哪些基本环节．答案：远距离输电的基本环节为： 发电厂(站)→升压变压器→高压输电线路→降压变压器→用户4．在远距离输电中，如何计算输电线上的电压损失？答案：计算输电线上的电压损失，通常有以下两种方法：（1）输电线始端电压U 与末端电压U ′的差值，即U 损＝U －U ′；（2）输电线上的电流I 与输电线的电阻r 的乘积，即U 损＝Ir ．如图为远距离高压输电的示意图，关于远距离输电，下列表述不正确的是（ ）．A ．增大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 ．高压输电时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答案：C解析：根据P ＝I 2R 知在电流I 一定的条件下，电阻R 越小，输电线路上的电能损失就越小．又R ＝ρlS，故增大输电线的横截面积S 有利于减小输电过程中的能量损失，即选项A 正确；在输送功率P 0一定时，损耗功率P ＝I 2R ＝P 20U 2R ，即损耗功率与输电电压的平方成反比，因此在输电电压一定时，输送的电功率越大，电能损失也越大，选项C 错误；高压输电时要综合考虑材料成本、技术、经济等各种因素，不是电压越高越好，选项D 正确．1．输电电压是指加在高压输电线始端的电压U ，损失电压是指降落在输电线路上的电压ΔU ＝IR ．2．无论从减小输电线路上功率损失，还是减小电压损失来看，都要求提高输电电压，以减小输电电流．1．关于电能输送的以下分析，正确的是（ ）．A ．由公式P ＝U 2/R 知，输电电压越高，输电线上功率损失越多B ．由公式P ＝U 2/R 知，输电导线电阻越大，输电线上功率损失越少C ．由公式P ＝I 2R 知，输电电流越大，输电导线上功率损失越大D ．由公式P ＝UI 知，输电导线上的功率损失与电流成正比答案：C 解析：输电线上损失的功率P 损＝I 2R 线＝U 2损R 线，U 损指输电线上的分压，而不是输电电压． 2．中国已投产运行的1 000 kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原来用500 kV 的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P ．在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV 的特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为（ ）．A ．P 4B ．P 2C ．2PD ．4P 答案：A解析：由P ＝UI 可知当输出电压由500 kV 升高到1 000 kV 时，电路中的电流将减为原来的一半；由P ＝I 2R 可知电路中损耗的功率将变为原来的14． 3．远距离输电时，输送的电功率为P ，输电电压为U ，输电线的横截面积为S ，线路损失的功率为ΔP ，若将电压提高到10U ，则（ ）．A ．不改变输电线路时，线路上的功率损失为0.01ΔPB ．不改变输电线路时，用户端的电压为原来的10倍C ．线路功率损失仍为ΔP 时，输电线的横截面积可减少为0.1SD ．不改变输电线路且线路损失功率仍为ΔP 时，输送的功率可增加到10P答案：AD解析：若将电压提高到10U ，则线路上的功率损失P 损＝（P 10U ）2R ＝P 2100U 2R ＝0.01ΔP ，A 项正确；若不改变输电线路时，用户端的电压大于原来的10倍，B 项错误；线路功率损失仍为ΔP 时，有P 损＝（P 10U ）2R ′＝（P U ）2R ，故R ′＝100R ，即ρL S ′＝100ρL S，所以S ′＝0.01S ，C 项错误；若不改变输电线路且线路损失功率仍为ΔP 时，即输电线路中的电流保持不变，而其输电电压提高到10U ，所以输送的功率可增加到10P ，D 项正确．4．发电厂发电机的输出电压是U 1，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U 2，则关于输电线上损失的功率，下列表达式错误的是（ ）．A ．U 12RB ．(U 1－U 2)2RC ．I 2RD ．I （U 1－U 2） 答案：A解析：用P ＝U 2R求电阻上损失的功率时，U 要与电阻R 相对应，选项A 中的U 1是输出电压不是输电线上的电压，故选项A 错误．选项B 中的U 1－U 2是输电线上的电压，因此，选项B 正确．选项C 、D 中的电流I 是输电线中的电流，故选项C 、D 正确．5．某发电站的输出功率P ＝104 kW ，输出电压U 1＝4 kV ，通过理想变压器升压后向远处供电，已知输电导线的总电阻为R ＝10 Ω，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求变压器的匝数比．答案：225解析：发电站的输出电流I 1＝P U 1＝1074×103A ＝2.5×103 A ，输电线路损失的功率P 损＝4%P ＝I 22R ，则I 2＝4%P R ＝4%×10710A ＝2×102 A ，变压器的匝数比n 1n 2＝I 2I 1＝2×1022.5×103＝225．。
3-2-2-7远距离输电
1
4
2
2
3
U
U
U
U
R
I
发
用
线
r
I1
I3
I4
n1
n2
n3
n4
P1
P2
P3
P4
输送电能的基本要求：◆
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。
可靠、保质、经济．
1、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？
第七节 远距离输电
为了合理的利用能源,发电站要建在靠近这些能源的地方.而用电的地方却很多,例如:
有的地方离发电站很远,因此需要把电能输送到远方,这就涉及电能的输送问题．即:
1.输送电能的基本要求是什么？◆ 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？ ◆ 3. 降低输电损耗的途径是什么？若采用减小导线电阻的方法，应采用什么措施？ ◆ 4.哪种途径对于降低输电线路的损耗更有效？ ◆ 5.在输电过程中，电源输送的电压是否全部加在用户上？ ◆ 6.在高压输电三个回路中，各部分的功率、电压和电流关系如何？ ◆
在线路电阻一定的情况下，电压提高一倍，由 可知：线路中电流减为原来的一半，而损耗的功率减为原来的四分之一。
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．
造成电压损失的因素:
三、输电线上的电压损耗的降低◆
思考：
在输电过程中，电源输送的电压是否全部加在用户上？
讨论与交流：◆
输电线上功率损失的主要原因是由于输电线有电阻，会有一部分电能转化为热能而损失掉。
若输电电流为I，输电线的电阻为r，则功率损失为ΔP=I2r
高中物理第五章交变电流远距离输电学案新人教选修
2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．在超导托卡马克实验装置中，质量为1m 的21H 与质量为2m 的31H 发生核聚变反应，放出质量为3m 的10n ，并生成质量为4m 的新核。
若已知真空中的光速为c ，则下列说法正确的是（ ）A ．新核的中子数为2，且该新核是32He 的同位素B ．该过程属于α衰变C ．该反应释放的核能为()23412m m m m c +--D ．核反应前后系统动量不守恒2．如图所示，带电荷量为Q 的等量同种正电荷固定在水平面上，在其连线的中垂线（竖直方向）上固定一光滑绝缘的细杆，细杆上套一个质量为m ，带电荷量为q +的小球，小球从细杆上某点a 由静止释放，到达b 点时速度为零，b 间的距离为h ，重力加速度为g 。
以下说法正确的是（ ）A ．等量同种正电荷在a 、b 两处产生的电场强度大小关系a b E E >B ．a 、b 两处的电势差ab mgh U q= C ．小球向下运动到最大速度的过程中小球电势能的增加量等于其重力势能的减少量D ．若把两电荷的位置往里移动相同距离后固定，再把带电小球从a 点由静止释放，则小球速度减为零的位置将在b 点的上方3．如图所示，倾角为30°的斜面固定在水平地面上，斜面上放有一重力为G 的物块A ，有一水平轻弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与物块A 接触。
若物块A 静止时受到沿斜面向下的摩擦力大小为2G ，此时弹簧的弹力大小是（ ）A ．33B ．233G C ．GD ．33G + 4．有一匀强电场，场强方向如图所示，在电场中有三个点A 、B 、C ，这三点的连线恰好够成一个直角三角形，且AC 边与电场线平行。
已知A 、B 两点的电势分别为A =5V ϕ，B =1.8V ϕ，AB 的距离为4cm ，BC的距离为3cm 。
【名校专用】高中物理第二章交变电流第7节远距离输电教案粤教版选修3_2
第7节远距离输电本节教材分析三维目标一、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．教学重点(1)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。
教学难点远距离输电原理图的理解。
教学建议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．新课导入设计导入一幻灯显示①为什么要进行远距离输电？②输电过程主要考虑什么问题？③为什么输电过程有电能损失？④减少电能损失有什么方法，各适用于什么情况？在学生个别提问相互补充的基础上完整答案如下①由于电站、电厂利用能源的特殊性，它发出的电常常要输送给距离甚远的用户。
2.7远距离输电课件(粤教版选修3-2)
2019/4/6
2．实验与探究
根据教材中所提供的探究方案，我们通过实验可以
得到如下实验结果：
(1)第一次当用带鳄鱼夹的导线夹在电阻两端时，
小灯泡亮度增加，电压表示数也增加，这是因为导 线上的电阻被短路，它上面分担的电压减小，灯泡 上的电压增大．这说明输电线上的电阻越大 越少 ，用户得到的电能_________．
2019/4/6
课标定位
课前自主学案
第 七 节
核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练
2019/4/6
课前自主学案
一、从发电站到用户的输电线路
图2－7－1
2019/4/6
1．输电线路的构成 升压 变压 输电过程一般要从发电站开始，经过_______ 低压 器，高压变电所、______ 变电所后，才能提供给工 厂和一般用户．输电过程示意图如图2－7－1所示， 升压 主要有：发电机、______变压器、输电线路、 _______降压 变压器、用电器．
例2 ( 双选 ) 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大
2019/4/6
U3 n3 由线路上的电压关系：U2＝ΔU＋U3， ＝ ，可得 U4 n4 n3 U3＝ U4＝5× 6 V＝30 V n4 U1 n1 ＝ ，将有关数据代入得 U1＝7.75 V. U2 n2 再对 B1 使用电流关系 I1n1＝I2n2，求得：I1＝0.4 A 最后由闭合电路欧姆定律得：E＝I1r＋U1＝8.15 V.
2011高二物理学案：2.7远距离输电(粤教版选修32)
常发光， T2 的副线圈的电压为
220
V，B
正确；
T2 的变压比
U U
3 4
＝
1.8× 105 220
＝
9
000 11 ，
C
错误；根据
U 3I 2＝ 60n，解得 n＝ 6× 104， D 正确． ]
点评 远距离输电线路图如下
各物理量有下列关系
(1) 电压关系：
U
发
＝
U
1，
U1＝ U2
n1 n2
，
U
在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的
10%，变压器 T1 和 T2 的耗损可忽略， 发电机处于
满负荷工作状态，则下列说法错误的是 ( )
A ． T1 原、副线圈电流分别为 103 A 和 20 A B． T2 原、副线圈电压分别为 1.8× 105 V 和 220 V
C． T1 和 T2 的变压比分别为 1∶ 50 和 40∶ 1 D．有 6× 104 盏灯泡 (220 V,60 W) 正常发光
2．输电线上的功率损失 P＝ ________，降低输电损耗的两个途径为：
______________________ ， ________________________.
3 ．现代的直流输电，只有
________ 这个环节使用高压直流，
________ 、 ________ 及
____________仍然是交变电流． 发电机发出的交变电流经变压器升压后， 由换流设备将 ________ 变为 ________，高压的直流经远距离传输后，再由换流设备将 ________换为 __________ ，然后，
4． (双选 )某小型水电站的电能输送示意图如图 2 所示，发电机的输出电压为 200 V ，输电
高二物理学案 2.7 远距离输电 2(粤教版选修3-2)
§2.7 远距离输电【学习目标】一、知识目标1．掌握输电过程中输出功率、终端得到功率、线路损耗功率之间的关系及影响线路功率损耗的因素；2．掌握远距离输电过程中，升、降压变压器的应用及有关计算；二、能力目标培养学生分析、综合和应用能力。
三、德育目标1．培养遇到问题要认真、全面分析的科学态度。
2．介绍我国远距离输电概况，激发投身祖国建设的热情。
【学习重点】传输电路中电功率转化及电损耗的计算【知识要点】1．本节内容重点是：输电线上损失电能的原因和输电线上损失的电能的计算。
本节内容难点是：输电系统的“输电电压”、“用户得到的电压”和输电线上“损失的电压”三者的区别与联系。
2．远距离输电电路图如图5－5－1所示：若输电线电阻R，输电功率为P，输电电压U，则输电导线的电流I2=P/U1，１=I2R=PR/U1，输电导线上的电压降（电压损失）U损=I22R =U额2/R=P2R/U12输电导线上的功率损耗P损【问题探究】1. 输电线上的功率损失与什么有关？如何减少输电线上的功率损失？输电线上的功率损失P与输电电流I和输电线的电阻R有关，功率损失等于输电电流的平方与输电线电阻的乘积。
减少输电线上功率损失的方法是减少输电导线的电阻和减小输电电流。
2. 什么是输电线路上的电压损失？如何减少电压损失？输电线路始端电压U始与末端电压U末的差值△U=U始-U末称为输电线路上的电压损失，即△U =IR。
减少电压损失的方法有：（1）增大输电导线的横截面积从而减少导线的电阻R，（作用有限）（2）减少输电电流I可大大减少功率损失。
3. 远距离输电为什么要用高电压？当输送功率P 送=UI 保持不变时，提高输电电压U 时，可以减少输电电流I ，若输电线路的电阻R 一定。
则输电线路损失的电功率P =I 2R 就可以相应减少。
4. 远距离高压输电有哪些基本关系？交流电远距离高压输电电路的模式如图1.4-28所示。
基本关系有： （1）功率关系：P 1=P 2，P 3=P 4，P 2=P 损+P 3（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； U 2=U 线+U 3，I 2=I 3=I 线（3）输电电流：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：P 线=I 线U 线=I 线2R 线=（P 2U 2）2R 线【典型例题】例1 在远距离输电时，输送的电功率为P ，输电电压为U ，输电导线的电阻率为ρ，横截面积为S ，总长度为L ，输电线损失的功率为P 损，用户得到的电功率为P 户，则以下关于P 损、P 户的关系式正确的是（ AC ）A . P 损= P 2ρL U 2SB . P 损= U 2S ρLC . P 户=P （1- P ρL U 2S ）D . P 户=P - U 2SρL 解析 据电阻定律有R =ρL S ，据欧姆定律得输电电流I =PU ，则输电线上损失的功率为P 损=I 2R =（P U ）2×ρL S = P 2ρL U 2S ，用户得到的电功率为P 用=P -P 损= P （1- P ρLU 2S ），故AC 选项正确。
高二物理下学期 第3周 远距离输电导学案
高二物理下学期第3周远距离输电导学案一、从发电站到用户的输电线路远距离输电过程：发电机输出的电压通过变压器升高到几万伏，然后进行远距离输电、当电能被输送到用电区域后，再用变压器将电压降低、二、为什么要用高压输电减小电能损失的方法有两种：(1)减小导线的电阻、(2)减小输电导线中的电流，即提高输电的电压、三、直流输电：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、降电压仍然是交变电流、一、降低输电损耗的两个途径[问题设计]如图1所示，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U、那么：图1(1)远距离大功率输电面临的困难是什么？(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？(3)为什么远距离输电必须用高压呢？答案(1)在输电线上有功率损失、(2)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、功率损失表达式：ΔP＝I2r，所以降低输电损耗的两个途径为：①减小输电线的电阻r；②减小输电电流I、(3)因为发电厂的输出功率P是一定的，由P＝UI得，要减小输电电流I，必须提高输出电压U、[要点提炼]输电线上的电压损失和功率损失(设输电线上电阻为R，电流为I)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、ΔU＝U－U′＝IR、2、功率损失(1)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ΔP＝I2R、(2)若输电线上损失的电压为ΔU，则功率损失还可以表示为ΔP＝，ΔP＝ΔUI、3、减小电压、功率损失的方法(1)减小输电线的电阻由R＝ρ可知，距离l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、[延伸思考] 为什么在用电高峰期家中的白炽灯灯光较暗？答案用电高峰期到用户家中的输电线电流I较大，输电线上损失的电压ΔU＝IR较大，用户得到的电压U－ΔU变低，达不到额定电压，因此白炽灯灯光较暗、二、远距离输电电路中的各种关系[问题设计]某发电站向远处送电的示意图如图2所示，其中各部分的物理量已在图上标注，在这个电路中包括三个回路、升压变压器降压变压器图2(1)结合闭合电路的知识，分别分析三个回路中各物理量之间的关系(发电机内阻、n1、n2、n3、n4线圈的电阻均忽略不计)、(2)每个变压器中的电流、电压、功率有什么关系？答案(1)第一个回路：P1＝U1I1第二个回路：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝IR＋P3第三个回路：P4＝U4I4(2)若两个变压器为理想变压器，则有：＝、＝、P1＝P2；＝、＝、P3＝P4、[要点提炼]远距离输电问题的分析1、解决远距离输电问题时，应首先画出输电的电路图，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置(参考图2)、2、分析三个回路，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、3、综合运用下面三方面的知识求解(1)能量守恒：P＝U1I1＝U2I2＝P用户＋ΔPΔP＝IRP用户＝U3I3＝U4I4、(2)电路知识：U2＝ΔU＋U3ΔU＝I2R(3)变压器知识：＝＝＝＝、其中ΔP＝IR，ΔU＝I2R往往是解题的切入点、一、输电线上功率损失的计算例1 三峡电站某机组输出的电功率为50万千瓦、(1)若输出的电压为20万伏，则输电线上的电流为多少？(2)某处与电站间每根输电线的电阻为10欧，则输电线上损失的功率为多少？它占输出功率的几分之几？(3)若将电压升高至50万伏，输电线上的电流为多少？输电线上损失的功率又为多少？它占输出功率的几分之几？解析(1)由P＝UI得I＝＝＝2500 A(2)输电线上损失的功率ΔP＝I22r＝25002210 W＝1、25108 W损失功率与输出功率之比为＝＝(3)将电压升高至50万伏时，I′＝＝＝1 000 A输电线上损失的功率ΔP′＝I′22r＝1 0002210 W＝2107 W损失功率与输出功率之比为＝＝答案(1)2500 A (2)1、25108 W (3)1 000 A 2107 W二、远距离输电问题例2 发电机的输出电压为220 V，输出功率为44 kW，输电导线的电阻为0、2 Ω，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，则：(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将电送到用户，求用户得到的电压和功率、解析(1)示意图如图所示(2)升压变压器的输出电压U2＝U1＝220 V＝2200 V 根据升压变压器输出功率等于输入功率知，升压变压器输出电流为I2＝＝ A＝20 A输电线路上的电压损失和功率损失分别为UR＝I2R＝200、2 V＝4 VPR＝IR＝2020、2 W＝80 W降压变压器上的输入电流和输入电压分别为I3＝I2＝20 AU3＝U2－UR＝2200 V－4 V＝2196 V降压变压器上的输出电压和输出电流分别为U4＝U3＝2196 V＝219、6 VI4＝I3＝1020 A＝200 A用户得到的功率为P4＝I4U4＝200219、6 W＝4、392104 W(3)若不采用高压输电，用220 V低压直接供电时，电路如图所示，则输电电流I＝＝ A＝200 A，输电线路上的电压损失UR′＝IR＝2000、2 V＝40 V所以用户得到的电压为U4′＝U1－UR′＝220 V－40 V＝180 V用户得到的功率为P4′＝IU4′＝200180 W＝3、6104 W答案(1)见解析图(2)219、6 V4、392104 W(3)180 V3、6104 W第四节课远距离输电习题课1、(输电线上功率损失的计算)(单选)中国已投产运行的1 000 kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程、假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P、在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为()A、B、C、2PD、4P答案 A2、(输电线上功率损失的计算)(双选)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P′、P用的关系式正确的是 ( )A、P′＝B、P′＝C、P用＝P－D、P用＝P(1－)答案BD3、(远距离输电问题)(双选)在如图3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()图3A、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答案CD题组一减小输电损失的途径1、(单选)中央电视台《焦点访谈》多次报导某些边远落后农村电价过高，农民负担过重，其客观原因是电网陈旧老化、近来，农村进行电网改造，为减少远距离输电的损耗而降低电费价格可采取的措施有()A、提高输送功率B、增大输送电流C、提高输电电压D、减小输电导线的横截面积答案 C2、(双选)如图1所示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()图1A、增大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少电路的发热损耗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、高压输电一定是电压越高越好，所以我们要尽可能地提高输送电压答案AB3、(单选)输电线路的总电阻为R，发电站输出功率为P，输电电压为U，则用户得到的功率为()A、PB、P－()2RC、P－D、()2R答案 B4、(单选)发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至用户的输电导线的总电阻为R，通过输电导线的电流为I，输电线末端的电压为U2，下面选项不能表示输电导线上损耗的功率的是 ( ) A、B、C、I2RD、I(U1－U2)答案 A5、(单选)输电导线的总电阻为R，输送电功率为P、现分别用U1和U2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为( )A、U1∶U2B、U∶UC、U∶UD、U2∶U1答案 C6、(双选)某发电厂原来用11 kV的交变电压输电，后来改用升压变压器将电压升到220 kV输电，输送的电功率都是P、若输电线路的电阻为R，则下列说法中正确的是()A、根据公式I＝，提高电压后输电线上的电流降为原来的B、根据公式I＝，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍C、根据公式P损＝I2R＝R，提高电压后输电线上的功率损失减为原来的D、根据公式P损＝，提高电压后输电线上的功率损失增大为原来的400倍答案AC题组三远距离输电问题7、(双选)某小型水电站的电能输送示意图如图2所示，发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2、降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)、要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则()图2A、>B、<C、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AD8、(单选)某农村水力发电站的发电机的输出电压稳定，它发出的电先通过发电站附近的升压变压器升压，然后用输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器、经变压器降压后，再用线路接到各用户，设两变压器都是理想变压器，那么在用电高峰期，白炽灯不够亮，但用电总功率增加，这时()①升压变压器的副线圈的电压变大②高压输电线路的电压损失变大③降压变压器的副线圈上的电压变大④降压变压器到各用户的输电线上的电压损失变大A、①②B、②③C、③④D、②④答案 D9、(双选)一台发电机最大输出功率为4 000 kW，电压为4 000 V，经变压器T1升压后向远方输电，输电线路总电阻R线＝1 kΩ，到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V、60 W)、若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则 ( )A、T1原、副线圈电流分别为103 A和20 AB、T2原、副线圈电压分别为1、8105 V和220 VC、T1和T2的变压比分别为1∶50和40∶1D、有5104盏灯泡(220 V、60W)正常发光答案AB10、某发电站通过燃烧煤来发电、发电站通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给生产和照明用户，发电机输出功率是120 kW，输出电压是240 V，升压变压器原、副线圈的匝数之比为1∶25，输电线的总电阻为10 Ω，用户需要的电压为220 V、则：(1)输电线上损失的电功率为多少？(2)降压变压器原、副线圈的匝数比为多少？答案(1)4 000 W (2)解析(1)根据理想变压器的变压规律＝得输电电压U2＝U1＝240 V＝6 000 V输电电流I2＝＝ A＝20 A输电线上损失的功率ΔP＝Ir＝20210 W＝4 000 W、(2)输电线上损失的电压ΔU＝I2r＝xx V＝200 V降压变压器原线圈两端的电压U3＝U2－ΔU＝6 000 V－200 V＝5800 V根据理想变压器的变压规律得：＝＝＝、11、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(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线路图；(2)若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)在(2)中条件下若输电导线中的电功率损失为输入功率的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、答案(1)见解析图(2)6250 V 16 A(3)15、625 Ω 6 000 V (4)96 kW解析(1)或(2)对升压变压器，据公式＝，有U2＝U1＝250 V＝6250 VI2＝＝＝ A＝16 A(3)P 损＝IR线，P损＝0、04 P1所以：R线＝＝Ω＝15、625 Ω因为ΔU＝U2－U3＝I2R线所以U3＝U2－I2R线＝(6250－1615、625)V＝6 000 V(4)P4＝P1－P损＝0、96P1＝0、96100 000 W＝96 000 W＝96 kW、第 1 页共 1 页。
高中物理第2章交变电流第7节远距离输电学案粤教版选修3_2
第七节 远距离输电[学习目标] 1.知道从电厂到住宅的输电过程和输电线路.2.了解输电线上的功率损耗与何种因素有关及降低功率损耗的措施．知道高压输电的道理．(重点)3.了解高压交流和高压直流输电的优缺点.4.会利用变压器的规律和能量守恒的观点对简单的远距离输电进行定性分析和计算．(重点、难点)一、高压输电原理 1．基本要求既能安全、保质，又能减少电能损耗，降低输电系统成本． 2．输电线路远距离输送电网基本结构：如图所示(输出功率为P ，输出电压为U )．3．功率损耗输电导线损失的电功率：由P 损＝I 2线R 线可推得P 损＝(P U)2R 线． 4．两个关系功率关系：P 入＝P 线＋P 用． 电压关系：U 2＝U 线＋U 3. 二、远距离输电 1．降低输电损耗的途径(1)减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况下，为减小电阻，应当选用电阻率小的金属材料，还要尽可能增加导线的横截面积．(2)减小输电线中的电流：为了减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电电压．2．高压直流输电 (1)直流输电的优点不存在感抗和容抗引起的电能损失． (2)直流输电的基本过程在发电站区域经变压器升压，由换流设备将交流电变成直流电，用高压直流电进行远距离传输，在用户区域由换流设备将直流电变为交流电，经变压器降压送给用户．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(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．(√) (4)远距离输电时，当输送电功率不变，提高输电电压，能减小电流，提高输电效率．(√) (5)远距离输电，若用高压直流输送可以减小因感抗和容抗造成的损失．(√) 2．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 ．减小输电线长度 C ．减少通电时间D ．采用高压输电D [从造成电能损失的原因分析，要减少电能损失，需要减小电阻、减小输电电流，减小电阻已达到目前技术的极限了，因此，应当采用高压输电，减小输电电流．]3．输电导线的总电阻为R ，输送电功率为P .现分别用U 1和U 2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为 ( )A ．U 1∶U 2B ．U 21∶U 22 C ．U 22∶U 21D ．U 2∶U 1C [由公式P ＝IU 得输电线中的电流I ＝P U ，输电线上损失的功率P 损＝I 2R ＝P 2R U2，故P 损1∶P损2＝U 22∶U 21，选项C 正确．]输电线功率损耗的计算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．ΔU ＝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，可用以下三式计算：(1)ΔP ＝I 2R ； (2)ΔP ＝I ΔU ； (3)ΔP ＝ΔU2R.I 为输电电流，R 为输电线的电阻，ΔU 为输电线上损失的电压．3．减小电压、功率损失的方法 (1)减小输电线路的电阻由R ＝ρL S可知，距离一定时，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． 【例1】 三峡电站某机组输出的电功率为50万千瓦． (1)若输出的电压为20万伏，则输电线上的电流为多少？(2)某处与电站间每根输电线的电阻为10欧，则输电线上损失的功率为多少？它占输出功率的几分之几？(3)若将电压升高至50万伏，输电线上的电流为多少？输电线上损失的功率又为多少？它占输出功率的几分之几？思路点拨：①由I ＝P U算电流，由P ＝I 2R 算损耗功率． ②由P 损P算输出功率占总功率的几分之几． [解析] (1)由P ＝UI 得I ＝P U ＝5×1082×105A ＝2 500 A.(2)输电线上损失的功率ΔP ＝I 2·2r ＝2 5002×2×10 W＝1.25×108W 损失功率与输出功率之比为 ΔP P ＝1.25×1085×108＝14. (3)当电压升高至50万伏时I ′＝P U ′＝5×1085×105A ＝1 000 A输电线上损失的功率为ΔP ′＝I ′2·2r ＝1 0002×2×10 W＝2×107W 损失功率与输出功率之比为 ΔP ′P ＝2×1075×108＝125. [答案] (1)2 500 A (2)1.25×108W 14(3)1 000 A 2×107W 125计算输电导线上功率损失的三种方法(1)ΔP ＝I 2R ，I 为输电导线中的电流，R 为导线的电阻．(2)ΔP ＝ΔU2R，ΔU 为输电导线上损失的电压，R 为导线的电阻．(3)ΔP ＝ΔUI ，ΔU 为输电导线上损失的电压，I 为导线中的电流．1．某发电厂原来用11 kV 的交变电压输电，后来改用升压变压器将电压升到220 kV 输电，输送的电功率都是P .若输电线路的电阻为R ，则下列说法中正确的是( )A ．根据公式I ＝P U ，提高电压后输电线上的电流降为原来的120B ．根据公式I ＝U R，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍C ．根据公式P 损＝I 2R ＝P 2U 2R ，提高电压后输电线上的功率损失减为原来的1400D ．根据公式P 损＝U 2R，提高电压后输电线上的功率损失增大为原来的400倍AC [输电线上的电流为I ＝P U，或者I ＝ΔUR，其中ΔU 为输电线上电阻R 两端的电压，而不是输送电压，故A 对，B 错；输电线上的功率损失P 损＝I 2R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2R ，C 对；如果用P 损＝U 2R ，则U 为R 上的分压ΔU ，故D 错．],远距离输电电路的分析与计算1.远距离输电电路图(如图所示)2．分析方法：分析三个回路，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．3．远距离输电过程中的几个电压(1)输送电压：输电线始端电压，如图中的U 2. (2)用户电压：最终用户得到的电压，如图中的U 4. (3)损失电压：①大小：等于输电导线始端电压与末端电压的差值，即ΔU ＝U 2－U 3＝I 2R .②形成原因：输电导线有电阻，有电流通过时，会在线路上产生电势降落，导致输电线路末端的电压低于始端的电压．4．输电过程中的几个关系(1)功率关系：P 1＝P 2，P 2＝ΔP ＋P 3，P 3＝P 4. (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， U 2＝ΔU ＋U 3，I 2＝I 3.(3)发电机输出的电流：I 1＝P 1U 1. (4)输电电流：I 2＝P 2U 2＝P 3U 3＝ΔUR.(5)输电线损耗功率：ΔP ＝ΔU ·I 2＝I 22·R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P 2U 22R .【例2】 如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10 kW ，输出电压为400 V ，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2 kV 高压输电，最后用户得到220 V 、9.5 kW 的电力，求：(1)水电站升压变压器的原、副线圈匝数比n 1n 2； (2)输电线路导线电阻R ；(3)降压变压器的原、副线圈匝数比n 3n 4.[解析] 已知输电功率为10 kW ，而用户得到的功率为9.5 kW ，所以损失的功率为0.5 kW ，等于导线的电阻与输电电流的平方之积．(1)升压变压器的原、副线圈匝数比n 1n 2＝U 1U 2＝400 V 2 000 V ＝15. (2)由P 损＝I 22R 可知，输电线上损失的功率和导线电阻R 及输电电流有关，而输电电流又取决于输电电压及输电功率，则有I 2＝P U 2所以R ＝P 损I 22＝P 损P U 22＝10 000－9 50010 0002 0002Ω＝20 Ω. (3)降压变压器原线圈上的电压U 3＝U 2－I 2R ＝U 2－P U 2R ＝(2 000－10 0002 000×20)V＝1 900 V所以降压变压器的原、副线圈匝数比n 3n 4＝U 3U 4＝9511.[答案] (1)15 (2)20 Ω (3)9511远距离输电问题的分析方法(1)正确画出输电过程示意图并在图上标出各物理量． (2)抓住变压器变压前后各量间关系，求出输电线上的电流．(3)计算电路功率问题时常用关系式：P 损＝I 2线R 线，注意输电线上的功率损失和电压损失． (4)电网送电遵循“用多少给多少”的原则，说明原线圈电流由副线圈电流决定．2．图甲所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为50 Ω.降压变压器右侧部分为火灾报警系统原理图，其中R 1为一定值电阻，R 2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小，电压表V 可以显示加在报警器两端的电压(报警器未画出)。
高中物理 学案 远距离输电
3.4 远距离输电【学习目标】1．知道电能输送的基本要求及电网供电的优点。
2．知道远距离输电时输电线上电能的损耗与哪些因素有关。
3．理解减小电能损耗的两个途径以及高压输电的原理。
4．知道远距离输电的典型电路，能利用变压器和电路的规律解决远距离输电问题。
【知识梳理】知识点一远距离输电中的电功率和电压损耗1．输电线上的功率损耗与电压损耗ΔP＝I2rΔU＝Ir其中，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(1)减小输电线的电阻：在输电导线长度L一定的情况下，为了减小电阻，应当选用电阻率小、横截面积大的导线。
(2)减小输电导线中的电流：为减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电电压。
[初试小题]1．判断正误。
(1)一般情况下高压输电的导线是铜铝合金而不是银，原因是同种情况下，使用银材料输电线损失的功率大。
( )(2)现实中通常主要用增加导线的横截面积来减小输电损耗。
( )(3)远距离输电时，输电电压越高越好。
( )2．[多选]远距离输送交变电流都采用高压输电，我国正在研究用远高于330 kV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．可根据需要调节交变电流的频率C．可减少输电线上的电功率损失D．可加快输电的速度知识点二高压交流输电直流输电[情境导学]某发电站向远处送电的示意图如图所示。
发电站一端和用户一端的变压器作用各是什么？提示：发电站一端的变压器是升压变压器，把电压升高用于远距离输电；用户一端的变压器是降压变压器，把电压降低供用户使用。
1．远距离输电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．电网输电的优点(1)确保电能输送的经济可靠。
(2)调剂不同地区的电力供需，提高电力使用的经济效益。
3．直流输电的优点(1)导线对于稳定的电流只有电阻作用而没有电感作用。
(2)不需要发电机同步运行。
2.7远距离输电学案1
2.7远距离输电 第1课时（上课时间：第_____周第____课时）【课堂探究】一、 远距离输电的过程在发电站内用________变压器 电压，然后进行远距离输电，在用电区域通过________变压器________所需的电压。
远距离输电的分析思路：可把输电线路理解为三个闭合回路．如图所示第一个回路发电机是电源，升压变压器的原线圈是用电器，若输电线电阻忽略则有U 发＝U 1；第二个回路升压变压器副线圈是电源，降压变压器的原线圈为用电器，则有U 2＝U 线＋U 3；第三个回路降压变压器副线圈为电源，用户为用电器，若输电线电阻忽略则有U 4＝U 用．练习1．(多选)某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机的输出电压为200 V ，输电线总电阻为r ，升压变压器原副线圈匝数分别为1n 、2n ，降压变压器原副线圈匝数分别为3n 、4n (变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V 的用电器正常工作，则( )． A.3214n n n n 〉 B. 3214n n n n 〈 C ．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 二、远距离输电线路损耗问题由于导线有电阻，电流通过时，会因发热而损失一定的电能，导线的发热功率P = ，由此可知，输电过程中减少电能损失的方法有两种：一种方法是减小导线的 ，所以应当选用电阻率 ，横截面积 的电阻。
另一种方法是减小输电导线中的 。
由P UI =可知，在包拯输送功率不变的前提下，只有提高 ，才能减小输电电流。
练习2．(双选)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 三、远距离输电各物理量之间的关系(1)电压关系：U 发＝U 1，U 1U 2＝n 1n 2，U 2＝______________，U 3U 4＝n 3n 4，U 4＝U 用；(2)电流关系：n 1I 1＝n 2I 2，I 2＝_______＝_______，n 3I 3＝n 4I 4； (3)功率关系：P 发＝P 1＝P 2，P 2＝______________，P 3＝P 4＝P 用，P 损＝______________＝______________＝______________【课堂练习】课本65页第1、3题班别：___________ 姓名： ___________ 学号： ___________【课后作业】1．远距离输电时，在输送电功率不变的条件下( )A ．只有增大导线的电阻，才能减小电流，提高输电效率B ．提高输电电压，能减小电流，提高输电效率C ．提高输电电压势必增大输电导线上能量损耗D ．提高输电电压势必增大输电导线上的电流2．在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么( )A ．输电线路损失的电压与输送电流成正比B ．输电电压越高，输电线路上损失的电压越大C ．输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比D ．输电线路上损失的功率跟输电线上电流成反比3．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 ，已知输电线的电阻率为ρ，该输电线的横截面积最小值是( )A.ρL RB.2ρLI UC.U ρLID.2UL Iρ4．（多选)在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 52.7远距离输电第2课时（上课时间：第_____周第____课时）【例题分析】课本58页例题一、电能输送中电压损失和电功率损失的计算例1．某发电站的输出功率为104 kW，输出电压为4 kV，通过理想变压器升压后向80 km远处用户供电．已知输电导线的电阻率为ρ＝2.4×10－8Ω·m，导线横截面积为1.5×10－4 m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：(1)升压变压器的输出电压；(2)输电线路上的电压损失．二、远距离输电的电路分析与计算方法总结(1)求解远距离输电的关键是熟悉输电线路图，并画出示意图，把需要的物理量都标在图中的相应位置上．(2)分别在“三个回路”以及“两个变压器”上找各物理量的关系，特别注意以升压变压器的副线圈、输电线、降压变压器的原线圈组成的回路，在此回路中利用电路知识分析电压关系和功率关系．例2．风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，风力发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是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%，试求：(1)画出此输电线路的示意图．(2)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比．(3)用户得到的电功率是多少．【课后作业】班别：姓名：学号：1．(多选)某发电站用11 kV交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R.现若用变压器将电压升高到220 kV送电，下面哪个选项正确()A．因I＝UR，所以输电线上的电流增为原来的20倍B．因I＝PU，所以输电线上的电流减为原来的120C．因P＝U2R，所以输电线上损失的功率增为原来的400倍D．若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线的直径减为原来的1202．(多选)某农村水力发电站的发电机输出电压稳定，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后用输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器．降低电压后，再用线路接到各用户，设两变压器都是理想变压器，那么在用电高峰期，白炽灯不够亮，但用电总功率增加，这时() A．升压变压器的副线圈的电压变大B．高压输电线路的电压损失变大C．降压变压器的副线圈的电压变大D．降压变压器的副线圈上的电压变小3．如图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n∶1，原线圈接正弦交流电压U，输出端接有一个交流电流表和一个电动机．电动机线圈电阻为R.当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一重物匀速上升．下列判断正确的是()A．电动机两端电压为IRB．电动机消耗的功率为I2RC．原线圈中的电流为nID．变压器的输入功率为UIn4．一台小型发电机的最大输出功率为100 k W，输出电压恒为500 V，现用电阻率为1.8×10－8Ω·m，横截面积为10－5m2的输电线向4×103m远处的用电单位输电，要使发电机满负荷运行时，输电线上的损失功率为发电机总功率的4%，求：(1)所用的理想升压变压器原副线圈的匝数比是多少？(2)如果用户用电器的额定电压为220 V，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少？。
【精品】远距离输电
【关键字】精品第七节远距离输电1．了解输电的过程及输电过程中优先考虑的问题．2．掌握输电过程中降低输电损耗的两个途径．3．了解能源危机，树立节约能源，合理利用能源的意识．1．输电过程中电能损失的主要原因是输电线上电阻由于发热而引起的，其计算方法是Q＝I2R线t．2．在输送电能的过程中，由于导线有电阻，电流通过时，必然会因发热而损失一定的电能．根据导线的发热功率P＝I2R可知，输电过程中，减少电能损失的方法有两种：一种是减小导线的电阻，另一种是减小输电导线的电流，在保证输送功率不变的前提下，只有提高输电电压，才能减小输电电流．这就是通常采用高压进行远距离输电的道理．3．电路中电能损失ΔP＝I2R＝R，最好不用来算，当用此式时，U必须是输电导线上的电压降，而不能用输电电压来计算．输电技术的发展历史(一)关于电能的输送方式，是采用直流输电还是交流输电，在历史上曾引起过很大的争论．美国发明家爱迪生、英国物理学家开尔文都极力主张采用直流，而美国发明家威斯汀豪斯和英国费朗蒂则主张采用交流输电．输电技术的发展历史(二)在早期，工程师们主要致力于研究直流电，发电站的供电范围也很有限，而且主要用于照明还未用于工业动力．例如，1882年爱迪生电气照明公司(创建于1878年)在伦敦建立了第一座发电站，安装了三台110 V“巨汉”号直流发电机，这是爱迪生于1880年研制的，这种发电机可以为1500年16 W的白炽灯供电．输电技术的发展历史(三)但是随着科学技术和工业生产发展的需要，电力技术在通信、运输、动力等方面逐渐得到广泛应用，社会对电力需求也急剧增大．由于用户的电压不能太高，要输送一定的功率，就要加大电流．而电流越大，输电线路发热就越厉害，损失的功率就越多，而且电流太大，损失在输电导线上的电压也大，使用户得到的电压降低，离发电站越远的用户，得到的电压越低．直流输电的弊端，限制了电力的应用，督促人们探讨用交流输电的问题．输电技术的发展历史(四)爱迪生虽然是一个伟大的发明家，但是他没有受过正规教育缺乏理论知识，难以解决交流电涉及到的数学运算，阻碍了他对交流电的理解，所以在交、直流输电的争论中，他成了保守势力的代表，爱迪生认为交流电危险，不如直流电安全，他还打比方说，沿街道铺设交流电缆，简直等于埋上了地雷，并且邀请人们和新闻记者，观看用高压交流电击死野狗、野猫的实验，那时纽约州法院通过了一项法令，用电刑执行死刑，行刑用的电椅就通以高压交流电，这正好帮了爱迪生的大忙．输电技术的发展历史(五)但为了减少输电线路中电能的损失，只能提高电压，在发电站将电压升高，到用户地区再把电压降下来，这样就能在低损耗的情况下，达到远距离输电的目的．而要改变电压，只有采用交流输电才行.1888年，费朗蒂则设计的伦敦泰晤士河畔的大型交流电站开始输电，他用钢皮电缆将1万伏的交流电送往相距10公里外的市区变电站，在这里降为2 500 V，再分送到各街区的二级变压器，降为100 V供用户照明．输电技术的发展历史(六)其后，俄国的多利沃布罗沃斯基又于1880年最先制出了功率为100 W的三相交流发电机，并被德国、美国推广使用．事实成功证实了高压交流输电的优越性．并在全世界范围内迅速推广．随着科学的发展，为了解决交流输电存在的问题，寻求更合理的输电方式，人们现在又开始了采用直流超高压输电．输电技术的发展历史(七)但这并不是简单地恢复到爱迪生时代的那种直流输电，发电站发出的电和用户用的电仍然是交流电，只是在远距离输电中，采用换流设备，把交流高压变为直流高压，这样做可以把交流输电用的3条电线减为2条，大大节约了输电导线，目前最长的架空直流线路是莫桑比克的卡布拉巴萨水电站到阿扎尼亚的线路，长1 414公里，输电电压为50万伏，可输电220万千瓦．一、单项选择题1．关于电能输送的以下分析，正确的是(C)A．由公式P＝知，输电电压越高，输电线上功率损失越大B．由公式P＝知，输电导线电阻越大，输电线上功率损失越少C．由公式P＝I2R知，输电电流越大，输电线上功率损失越大D．由公式P＝UI知，输电线上的功率损失与电流成正比解析：输电线上损失的功率P损＝I2R线＝，公式中的U损指输电线上(即电阻R线)的分压，而不是输电电压，A、B两项错；公式P＝UI是电源提供的总电功率，而不是输电线上损失的电功率，D项错．2．中国已投产运行的1 000 kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为(A)A. B. C．2P D．4P解析：在高压输电中，设输送电功率为P′，输电电压为U，输电线电阻为R，则输电线上损耗的电功率为P＝R，当输电电压升为原来的2倍时，输电线损耗的电功率变为原来的，故选A.3．分别用U1＝U和U2＝kU两种电压输送电能，若输送的功率相同，导线上损失的功率也相同，导线的长度和材料也相同，则在两种情况下导线的横截面积之比为S1∶S2等于(C) A．k∶1 B．1∶k C．k2∶1 D．1∶k2解析：由P损＝知损失的功率相同时，导线的横截面积之比与电压的平方成反比．4．(2014·浙江卷)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，流入用户端的电流是I2.则(A)A．用户端的电压为B．输电线上的电压降为UC．理想变压器的输入功率为IrD．输电线路上损失的电功率为I1U解析：本题考查远距离输电，难度较小．根据理想变压器的特点，I1U1＝I2U2，则U2＝，A正确．输电线路的电压降(电压损失)为ΔU＝I1r，损失的电功率为ΔP＝I1ΔU＝Ir；变压器原线圈输入功率为I1U1.选项BCD错误，A正确．二、多项选择题5．理想变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2＝10∶1，只有一个副线圈，原线圈两端接交流电源，已知电阻R＝5 Ω，电压表V的读数为100 V, 则(BC)A ．原、副线圈中电流频率之比f1∶f2＝10∶1B ．电流表A2的读数2 AC ．电流表A1的读数0.2 AD ．变压器的输入功率为200 W解析：原、副线圈中电流频率相等，变压器的输入功率为20 W ．A 、D 错误．6．关于远距离输电，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是(CD)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 ．输电线路中的电流只由升压变压器的匝数比决定C ．当用户消耗的总功率增大时，输电线上损失的功率增大D ．升压变压器的输出电压不等于降压变压器的输入电压解析：因输入功率等于输出功率，而发电机输出的电压不变，所以选项A 、B 错误；当用户消耗的总功率增大时，输电线中的电流增大，根据P ＝I 2R ，输电线上损耗的功率增大，选项C 正确；因为输电线上也有电压损失，所以升压变压器输出电压不等于降压变压器的输入电压，选项D 正确．7．远距离输送一定功率的交变电流，若送电电压提高到n 倍，则输电导线上(AC )A ．电能损失为原来的1n 2倍B ．电压损失为原来的1n2倍 C ．电能损失减少n 2－1n2倍 D ．电能损失减少了n －1倍解析：由P 耗＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2R 线知A 对，再由电能损失减少量是P 损⎝ ⎛⎭⎪⎫1－1n 2可知C 对．由I ＝P U ，知电压提高到n 倍，则电流为原来的1n倍，所以电压的损失是原来的1n，所以B 、D 错误．8．远距离输电时，在输送功率不变的条件下，则在输电线上的功率损失(AD )A ．随输电线电阻的增大而增大B ．与输送电压的平方成正比C ．与输电线上电压损失的平方成反比D ．与输电电流的平方成正比解析：由P 耗＝I 2R 线知A 、D 正确．9．某小型水电站的电能输送示意图如下．发电机的输出电压为220 V ，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220 V 的用电器正常工作，则(AD )A.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解析：根据变压器工作原理可知n 1n 2＝220U 2，n 3n 4＝U 3220.由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有U 2＞U 3，所以n 2n 1＞n 3n 4，A 正确，B 和C 不正确．升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率，D 正确．三、非选择题(按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位．)10．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 输电，求输电线路损耗的功率．(2)若改用5 000 V 高压输电，用户端利用n 1∶n 2＝22∶1的变压器降压，求用户得到的电压．解析：(1)输电线上的电流强度为I ＝P U ＝20×103380A ＝52.63 A ， 输电线路损耗的功率为P损＝I 2R ＝52.632×6 W ≈16 620 W ＝16.62 kW.(2)改用高压输电后，输电线上的电流强度变为I ′＝P U ′＝20×1035 000 A ＝4 A用户端在变压器降压前获得的电压U 1＝U －I ′R ＝(5 000－4×6)V ＝4 976 V根据U 1U 2＝n 1n 2用户得到的电压为U 2＝n 2n 1U 1＝122×4 976 V ＝226.18 V . 答案：(1)16.62 kW (2)226.18 V11．在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失．有一个小水电站，输送的电功率为P ＝500 kW ，当使用U ＝5 kV 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4 800度．求：(1)这时的输电效率η和输电线的总电阻r .(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？解析：(1)由于输送功率为P ＝500 kW ，一昼夜输送电能E ＝Pt ＝12 000度，终点得到的电能E ′＝7 200度，因此效率η＝60%.输电线上的电流可由I ＝P U计算，为I ＝100 A ，而输电线损耗功率可由P r ＝I 2r 计算，其中P r ＝4 80024kW ＝200 kW ，因此可求得r ＝20 Ω. (2)输电线上损耗功率P r ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2r ∝1U 2，原来P r ＝200 kW ，现在要求P r ′＝10 kW ，计算可得输电电压应调节为U ′＝22.4 kV .答案：(1)η＝60% 20 Ω (2)22.4 kV12．发电机输出功率为40 kW ，输出电压400 V ，用变压比(原、副线圈匝数比)为1∶5的变压器升压后向远处供电，输电线的总电阻为5 Ω，到达用户后再用变压器降为220 V ，求：(1)输电线上损失的电功率是多少？(2)降压变压器的变压比是多少？解析：(1)发电机输出的电压为400 V ，经升压变压器后电压为U ＝51×400 V ＝2.0×103 V ，由P ＝UI 得输电线上的电流I ＝P U ＝40×1032.0×103 A ＝20 A.输电线上的功率损失：ΔP ＝I 2·R ＝202×5 W ＝2.0×103 W.(2)输电线上的电压损失：ΔU ＝I ·R ＝20×5 V ＝100 V .加在降压变压器原线圈两端的电压：U 1＝U －ΔU ＝2.0×103 V －100 V ＝1.9×103 V . 降压变压器副线圈两端的电压(用户所需的电压) U 2＝220 V .降压变压器的变压比n 1n 2＝U 1U 2＝1.9×103220＝9511. 答案：(1)2.0×103 W (2)95∶11此文档是由网络收集并进行重新排版整理.word 可编辑版本！。
远距离输电 教案
远距离输电教案教案标题：远距离输电教案目标：1. 了解远距离输电的概念和原理；2. 掌握远距离输电的技术和方法；3. 了解远距离输电的优势和挑战；4. 培养学生的团队合作和解决问题的能力。
教案步骤：引入活动：1. 向学生介绍远距离输电的概念，并提出以下问题：你认为什么是远距离输电？为什么需要远距离输电？知识讲解：2. 讲解远距离输电的原理和技术，包括直流输电和交流输电的区别，高压输电线路的建设和维护等内容。
实践活动：3. 将学生分为小组，每个小组负责设计一个远距离输电方案。
要求考虑输电距离、输电效率、成本等因素，并选择合适的输电技术和方法。
讨论和总结：4. 让每个小组向全班展示他们的远距离输电方案，并进行讨论和比较。
引导学生总结远距离输电的优势和挑战，并思考如何解决挑战。
拓展活动：5. 鼓励学生进行更深入的研究，了解当前远距离输电领域的最新技术和发展趋势，并撰写一份小论文或做一份展示报告。
评估：6. 设计一份评估表，根据学生的讨论和展示表现进行评估。
评估内容可以包括对远距离输电原理的理解程度、方案设计的合理性和创新性等。
教案延伸：7. 将远距离输电与可再生能源结合，讨论如何将远距离输电应用于大规模可再生能源的开发和利用。
教学资源：- PowerPoint或白板和马克笔- 远距离输电相关的教材或参考资料- 小组讨论和展示的材料教学反思：教案中的实践活动和讨论环节可以促进学生的参与和思考能力，培养他们的团队合作和解决问题的能力。
同时，通过拓展活动和评估，可以激发学生的学习兴趣和深入研究的欲望。
高中物理第二章交变电流第07节远距离输电教案粤教版选修32
1、用多媒体，把电能输送的示意图，制成拼图游戏，降低难度，并使学生接受快。
2、请画好图的同学到前面来，组合输电原理示意图。
1、请同学在课件上标出，输电示意图中的各部分电压关系，能量关系。
2、（板书）电压关系：U1/U2=n1/n2U3/U4=n3/n4U2=U3+U线能量关系：p1=p2p3=p4p2=p线+p3
发散性问题培养学生辨证分析问题和全面分析问题的能力。
开放性试题
课后查询、收集相关资料
培养学生的学习兴趣和参与科技活动的热情
形
成
性
评
价
本课例将多媒体的辅助作用及通过学生观察和书本知识内容有机地结合起来，借助影像、图像使内容形象、生动。课堂中注重学生科学素养的提高，通过设计实验、生活、学习相结合的教学内容，增强课堂趣味性，并使这种兴趣转化为持久的情感、态度，从中感受学习物理的乐趣。学生通过了解分析交变电流，让物理走向社会，有助于学生知识的应用，加深了对这节课内容的理解。
学生活动
创设问题情境，激发学生合作探究情感 引入
课题
提出讨论问题，引出新课
师生互动学习
学习小组合作学习
学习小组讨论结果
研究小组给出的调查结果
请同学们欣赏屏幕上的美丽图片。
1、两会照片总理的关于科学发展与和谐社会的论述。要实现可持续发展，就是要使有限的能源发挥最大效益。
2、我国缺电现状，图片和网上新闻资料，你能根据所学的物理知识，从研究者的角度对电能的节约输送给几点更好的建议？
1、设问：我国最大的发电站是三峡。三峡电站对我们华东输送了很多的电能（图表资料）黑板画图电站至华东地区为分析后面的输电图做铺垫。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
课题学习目标重难点2・7远距离输电主备人______________________________
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.知道什么是输电导线上的功率和电压损失和如何降低输电损耗.
3.理解为什么远距离输电要用高压.
1.知道如何降低输电损耗.
2.远距离输电的原理.
自主学习
知识回顾
1.电阻定律•导体的电阻和导体的、、冇关；可以用公式/?=表示.
2.导体的电阻为通过的电流为/,导体的发热功率戶=•
3.电源输送电能的功率为P,输送电压为C/,则输电电流匸•
4.理想变压器如图一•
所示，原、副线圈的三
个关系.
卩皿，
合作探究
一、输电线上的电压损失和功率损失及降低输电损耗的方法
1.任何输电线都有______ ,当电路屮冇电流通过时，存在功率损失和电压损失。
(1)设输电电流/,输电线电阻为/?,则输电线上的电压损失为：u^= _______________ .
(2)输电线的总电阻为R,则输电电流为/,输电线上的功率损火可表示为：P^= ________ .
2.减少输电线上电压损失和功率损失的方法
(1)减小输电线的电阻R
具体方法① _ _ ② _____________ ③________________ •通过减小电阻来减少线损效果有限.
(2)减小输电电流/・
在输送功率一定的前提F,.
结论：采用 __________________ 是减小输电线上功率损失最有效、最经济的措施.
二、远距离输电的原理.
远距离输 ---------------------- f ----------------------------
图二二、几个基本关系.
1.电流关系/2=，¥ = 一，=-
Z4
2.电压关系〃2=+'寻=一，~77~ =-
u2 u4
3.功率关系巴=,P3=，P2=+・
4.输电电流= —
”2 U3 K
图一
精讲点评
一、如何降低输电损耗
1、例题讲解：关于电能输送的分析，正确的是（）
A.由公式P —得到，输电电压越高，输电导线上的功率损失越大
K
B.由公式P七得到，输电导线的电阻越大，功率损失越少
c. rti公式p = “R得到，输电电流越大，输电导线上的功率损失越大
D.由公式P = ui得到，输电导线上的功率损失与电流强度成正比
2、变式训练：远距离输电时，在输送电功率不变的条件下（）
A.只有增大导线的电阻，才能减小电流，提高输电效率
B.提高输电电压，能减小电流，提高输电效率
C.提高输电电压势必增大输电导线上能量损耗
D.提高输电电压势必增大输电导线上的电流
二、输电损耗计算
3、例题讲解：“西电东输”工程中为减少输电损耗，必须提高输电电压，从西部某电站向华东某地区输送的电功率为106kW,输电电压为1 000 kV,输电线电阻为100 Q.若改用超导材料作为输电线，则可减少电损耗的功率为（）
A.105kW
B. 104kW
C. 106kW
D. 103 kW
4、变式训练：发电机端电压为220V,输送功率llOkW.若要保证用户至少获得lOOkW电功率，则输电导线电阻不得大于若用以升压变压器升压到5500V后进行输电，则导线电阻不得大于O
三、远距离输电的原理
5、例题讲解：一台发电机输出的电功率为lOOkW,输出电压为250V,现欲向远处输电，若输电线总电阻为8Q, 要求输电时输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%,要向用户输送200V电压，求：
（1）试画出这次输电线路的示意图；
（2）用户得到的电功率是多少？
（3）输电所需升压变压器和降压变压器的原副线圈的匝数之比分别是多少？
图三
每盏灯分到的电压就小
每一支路的电流就小 输电线上损失的电压大 分去了一部分电流 5、由甲地向乙地输电，输送的电功率一定, 电线因发热损失的电功率为那么（）
A.若U —定,则AP 与S 成反比
B.
C.若S —定，则^PLJU * 1 2
成反比D.
4%,试求：
（1） 在输电线路屮设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比;
（2） 用户得到的电功率是多少？
课堂小结
1、 输电线上的电压损失和功率损失
2、 如何降低输电损耗
3、
远距离输电原理
(1)画出上述输电全过程的原理图;
⑵求升压变压器的输岀电压和输电导线中的电流；
(3) 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.
当堂验收
1、 在电能输送的过程中，若输送电功率及输电线电阻一定，则输电线上的功率损失（）
A.与输送电压成正比
B.与输送电压的平方成正比
C. 与输电线上电压损失的平方成正比
D.与输电电流的平方成正比
2、 发电厂发电机的输出电压为发电厂到学校的输电导线总电阻为心通过导线的电流为/,学校得到的电 压为“2,则输电线上损耗的功率可表示为（）
A 、Ut * 1 2/R
B 、（U —U 2）2/R
C 、I~R
D 、I （t/—1/2） 3、风力发电作为新型环保新能源，近
几年来得到了快速发展，如图所示风车阵屮发电机输出功率为lOOkW, 输出电压是250V,用户需要的电压是220V,输电线电阻为10Q.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的
课后巩固 1、 下列关于电能输送的说法中正确的是（）
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惟一办法是采用高压输电
C. 减小输电导线上电压损失的惟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，如输电功率的大小、距
离远近、技术和经济条件等
2、 某发电站采用高压输电向外输送电能.若输送的总功率为Po ，输电电压
为CA 输电导线的总电阻为则 下列说法正确的是（） A.输电线上的电流/=¥ B.输电线上的电流/=身
C.输电线上损失的功率P = （-^）2/?
D.输电线上损失的功率p = %
3、输电导线的电阻为&输送电功率为P.现分别用S 和0两种电压來输电，则两次输电线上损失的功率Z 比为（）
A. U, : U 2 B ・ Ur : t/22 c. t/22: u,2 D ・ U 2 : u I
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,
B.总电阻比深枚时人，干路电流小,
C.总电阻比深夜时小，干路电流大,
D.干路电流一•定，支路比深夜时多,
输电线的材料一定.设输电电压为"，输电线横截面积为S,输若
U—定，则AP与S2成反比
若S—定，则'PHU成反比
6、如图四所示是街头变压器给用户供电的示意图.变床器的输入电床是市电网的电压，不会有很犬的波动，输出电压通过输电线输送给用户.输电线的电阻用心表示，变阻器R表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器触头P向下移动时，卜•列说法不正确的是（）
■
A.相当于在增加用电器的数H
B. A|表的示数随A2表的示数的增大而增大
C. V】表的示数随V2表的示数的增人而增人
D.变压器的输入功率增人7、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町视为理想变压器.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, 输电导线中的电功率损失为输入功率的4%.。