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选修3-2 第五章 交变电流 同课异构教学课件5.5 电能的输送.精讲优练课型.课时提升作业 十

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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

高中物理第五章交变电流55电能的输送课件选修32
A．功率损失是原来的n1 B．功率损失是原来的n12 C．电压损失是原来的n1 D．电压损失是原来的 n 倍
1.远距离输送一定功率的交流电，输电线 上的电压损失 ΔU＝UP·r。
2．远距离输送一定功率的交流电，输电线上功率损失 ΔP＝UP 2·r。
[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，则输电电流 I＝UP，线路的功率损失 ΔP＝I2r ＝PU22r，可知 ΔP∝U12，当输电电压 U 升高为原来的 n 倍时， 功率损失变为原来的n12，A 错误，B 正确；线路上的电压损 失 ΔU＝Ir＝PUr，可知 ΔU∝U1 ，当输电电压升高为原来的 n 倍时，电压损失变为原来的n1，C 正确，D 错误。
电阻为 R。当副线圈与原线圈的匝数比为 k 时，线路损耗的

电功率为 P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到 nk，线
路损耗的电功率为 P2，则 P1 和PP21分别为(
)
A.PkUR，n1
B.kPU2R，n1
C.PkUR，n12 D.kPU2R，n12
解析 原线圈的电流为 I1＝UP，由于 P、U 不变，故 I1 不变，由II12＝nn21＝k 得 P1＝I22R＝kPU2R；由I2I′1 ＝nn21′ ′＝nk 得 P2＝I2′2R＝nkPU2R，则PP21＝n12，故选项 D 正确。
[变式训练1] (多选)在远距离输电时，输送的电功率为
P，输电电压为 U，所用导线的电阻率为 ρ，横截面积为 S，
总长度为 l，输电线损失的功率为 ΔP，用户得到的功率为
P′，则下列关系式正确的是( )
A．ΔP＝Uρ2lS
B．ΔP＝PU22ρSl
C．P′＝P－Uρ2lS
D．P′＝P1－UPρ2Sl

物理人教版选修3-2课件：第5章交变电流+5

物理人教版选修3-2课件：第5章交变电流+5

即学即用 判断下列说法的正误.
(1)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.( √ )
U2 (2)由P＝ 可知，输电电压越小，输电线上的损失就越小.( × ) r (3)由P＝I2r可知，减小输电线的电阻和降低输电电流可减小输电损失.( √ )
(4)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.( √ )
根据能量守恒定律得P2＝ΔP＋P3.
例2
如图4所示，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)，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
二、远距离输电电路中的各种关系
导学探究
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.
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). 答案
第一个回路：P1＝U1I1
第二个回路：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝I 线2R＋P3
解决远距离输电问题时，需要画输电的电路图，理清三个回路，抓住两
个联系，掌握一个定律. 1.画图、理清三个回路(如图3所示)
图3
2.抓住两个联系
(1)理想升压变压器联系回路1和回路2
U1 n1 即 U ＝ n ，I1n1＝I2n2，P1＝P2. 2 2
(2)理想降压变压器联系回路2和回路3 U3 n 3 即 U ＝ n ，I3n3＝I4n4，P3＝P4 4 4 3.掌握一个定律
(1)若输出的电压为20万伏，则输电线上的电流为多少？

人教版选修3-2 第五章 第5节 电能的输送 课件(24张)

人教版选修3-2 第五章 第5节 电能的输送 课件(24张)

解析：设输送功率为P，输电电压U1＝220 V时，损失功率 ΔP1＝20%P
又因为ΔP1＝I12R线，I1＝UP1 解得ΔP1＝UP122R线 现要求ΔP2＝5%P，同理ΔP2＝UP222R线 因此可得ΔΔPP12＝250%%＝UU2122 所以U2＝2U1＝440 V.
答案：440 V
要点二 电网供电 1．远距离输电 (1)基本原理：远距离输电的基本电路如图所示． 在发电站内用 8 ____升__压____变压器 9 __升__压______，然后进行 远距离输电，在用电区域通过 10 __降__压______变压器降压降到所 需的电压．
解析：选D 根据理想变压器电流和匝数的关系可知，升压
变压器中原、副线圈中的电流与匝数成反比，
I1 I2
＝
n2 n1
，A选项错
误；输电线路上存在电压损失ΔU，U2＝U3＋ΔU＝U3＋I2r，B选
项错误；输电线路上存在功率损失，U1I1＝U4I4＋I22r，C选项错
误；理想变压器的输出功率等于输入功率，U1I1＝U2I2，D选项
压变压器原、副线圈的匝数分
别为n1、n2，电压分别为U1、 U2，电流分别为I1、I2，降压变压器原、副线圈的匝数分别为 n3、n4，电压分别为U3、U4，电流分别为I3、I4(变压器均为理想 变压器)，当用电器正常工作时，下列关系式正确的是( )
A．II12＝nn21 C．U1I1＝U4I4
B．U3＝U2 D．U1I1＝U2I2
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＝I2R线＝
P2 U2
R线，因
此输电电压若提高到nU，则P损将减为原来的n12.
5.降低输电损耗的两个途径 要减少输电线路上的功率损失，由公式P损＝I2R线知，必须 减小输电线电阻或减小输电电流． (1)要减小电阻，从R＝ρSl 看，在输电距离一定的情况下，可 以增大导线的 5 __横__截__面__积__，但过粗的导线会耗费太多的金属材 料，同时也给铺设线路带来困难；还可以选用 6 __电__阻__率____较小 的导体．

高中物理 第五章 交变电流 5.5 电能的输送教案 新人教版选修3-2(2021年整理)

高中物理 第五章 交变电流 5.5 电能的输送教案 新人教版选修3-2(2021年整理)

安徽省长丰县高中物理第五章交变电流5.5 电能的输送教案新人教版选修3-2
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电能的输送
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21。

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
41
.
7、大型发电机发出的电压不符合远距离输电的要
求，怎么办？而到达目的地的电压也不符合用户的
要求,怎么办?
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。

投影片展示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 =I 22
R
用户得到的功率为P 用=P -ΔP 。

输电线路上的电压损失为：ΔU =I 2R ，则U 3=U 2—
ΔU 。

8、目前,我国常用的远距离输电采用的电压有哪几
种?。

高中物理人教版选修3-2检测：第五章交变电流5.5电能的输送含答案解析

高中物理人教版选修3-2检测：第五章交变电流5.5电能的输送含答案解析

【最新】高中物理人教版选修3-2检测：第五章交变电流5.5电能的输送学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．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．IR D．U22．某变电站用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，下面选项正确的是()A．因I＝U/R，所以输电线上的电流增为原来的20倍B．因I＝P/U，所以输电线上的电流减为原来的1/20C．因P＝U2/R，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1/4003．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．3.3 kW B．1.1 kW C．30 kW D．11 kW4．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．用户端的电压为I1U1/I2B．输电线上的电压降为UC．理想变压器的输入功率为I12rD．输电线路上损失的电功率为I1U5．图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n1＝n4<n2＝n3，四根模拟输电线的电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为R，A1、A2为相同的理想交流电流表，L1、L2为相同的小灯泡，灯丝电阻R L>2R，忽略灯丝电阻随温度的变化．当A、B端接入低压交流电源时()A．A1、A2两表的示数相同B．L1、L2两灯泡的亮度相同C．R1消耗的功率大于R3消耗的功率D．R2两端的电压小于R4两端的电压二、多选题6．如图是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A．增加输电导线的截面积有利于减少输电过程中的电能损失B．高压输电是通过增大输电电压来减小输电线中的电流，有利于减小输电过程中的电能损失C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中电能损失越小D．高压输电时必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好7．一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.输电线路总电阻为R=1kΩ.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的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则A．T1原、副线圈电流分别为103A和20 AB．T2原、副线圈电压分别为1.8×105 V和220 VC．T1和T2的变压比分别为1：50和40 :1D．有6×104盏灯泡(220V 60 W)正常发光8．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()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9．(多选)电厂发电机的输出电压为250 V ，输出功率为10 kW ，在进行远距离输电时，输电线总电阻为5 Ω，则( )A ．直接输电，用户两端的电压只有50 VB ．若要求用户两端的电压为220 V ，则应配备原、副线圈匝数比为1∶4 (发电厂)和5∶1 (用户端)的变压器C ．若要求输电线损耗的功率仅为总功率的5%，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶4D ．若用10 000 V 的高压输电，输电线的损耗功率仅为总功率的0.05%10．某水电站用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km 外的用户，其输出电功率是3×106 kW.现用500 kV 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6.0×103 A B ．输电线上由电阻造成的电压损失为15 kVC ．若改用5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kWD ．输电线上损失的功率为ΔP ＝U 2r ，U 为输电电压，r 为输电线的电阻三、填空题11．发电机端电压为220 V ，输送功率110 kW ，若要保证用户至少获得100 kW 电功率，则输电导线电阻不得大于________Ω；若用一个升压变压器升压至5 500 V 后进行输电，则导线电阻不得大于________Ω.四、解答题12．某发电站的输出功率为104kW ，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1．5×10－4m 2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，升压变压器的输出电压为________，输电线路上的电压损失为________．13．风力发电作为新型环保能源，近年来得到了快速发展，如图4所示的风车阵中发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线总电阻为10Ω.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求(1)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；(3)用户得到的电功率．14．某水电站，水流的高度差为h=5m，流量Q=2m3/s，若发电机的总效率为50%，输出电压为250V，输电线路总电阻R=30Ω，允许损失功率为发电机输出功率的6%，为使用户获得220V 电压，求：（1）该输电线路所使用的理想升压、降压变压器的匝数比各是多少？（2）能使多少盏“220V 100W”的电灯正常发光？参考答案1．C【解析】AD 、U 1为输出电压，U 2为用户得到的电压，故AD 错误； BC 、输电线的电压损失ΔU =U 1－U 2=IR ，故B 错误，C 正确； 故选C 。

(人教版)高中物理选修3-2课件：第5章 交变电流5

(人教版)高中物理选修3-2课件：第5章 交变电流5

线路损耗 ΔP＝I22r，
I2＝
ΔrP＝
P输出×r 6%＝
5×104×0.06 30
A＝10 A，
送电电压 U2＝PI输2出＝5×10104 V＝5×103 V，
物理 选修3-2
第五章 交变电流
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
智能综合训练
升压变压比：n1∶n2＝U1∶U2＝5×241003＝6∶125， 输电线损失电压 ΔU＝I2r＝10×30 V＝300 V， U3＝U2－ΔU＝4 700 V，U4＝220 V 降压变压比：n3∶n4＝U3∶U4＝235∶11， 灯盏数 N＝P输出P－灯 ΔP＝5×104－51×00104×0.06(盏)＝470(盏)
I＝
P出×r 4%＝
104×103×4% 25.6
A＝125 A.
升压变压器的输出电压 U2＝PI出＝1041×25103 V＝8×104 V.
物理 选修3-2
第五章 交变电流
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
智能综合训练
(2)电压损失U损＝Ir＝125×25.6 V＝3 200 V. 答案： (1)8×104 V (2)3 200 V
物理 选修3-2
第五章 交变电流
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
智能综合训练
练 随堂演练
物理 选修3-2
第五章 交变电流
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
智能综合训练
1．中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村
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的

高中物理选修3-2第五章交流电-5.电能的输送(课件)(共66张PPT)

高中物理选修3-2第五章交流电-5.电能的输送(课件)(共66张PPT)
超高压输电：输电功率为10万千瓦以上, 距离为几百千 米，必须采用220 kV或更高的电压输电.
目前我国远距离输电采用的电压有110kV， 220kV， 330kV、500kV等。
二、
三、输电过程示意图 大型发电机发出的电压在十千伏上下,不符合远距离输电 的要求,因此在发电站处用升压变压器升高电压到几百千 伏再向远距离送电。到达数百千米外的用电区之后,先经 过“一次高压变电站”降到一百千伏左右,在更接近用户 的目的地再由“二次变电站”降到十千伏左右。然后, 一部分电能送往大量用电的工业用户，另一部分经过低 压变压器降到220V/380V,送给其他用户。输电过程如图 所示.
A组能力训练题2 远距离输送交流电都采用高压输电.我国正在研究用比 330千伏高得多的电压进行输电，采用高压输电的优 点是 （ A C ） （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
A组能力训练题3
3、某发电厂原来用11kV的交变电压输电,后来改用升 压变压器将电压升高到220kV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 （ AC ） A．据公式I=P/U,提高电压后输电线上的电流降为原 来的1/20, B．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．据公式P=I2R,提高电压后输电线上的功率损耗减 少为原来的1/400 D．据公式P=U2/R,提高电压后输电线上的功率损耗增 大为原来的400倍.
题目
P49问题与练习2、
指出下面的一段叙述错在那里，并说明原因.
将电能从发电站送到用户，在输电线上会损失一部分
功率. 设输电电压为U，则功率损失为
P损 = UI. 而 U=Ir

人教版物理选修3-2-第5章第5节-电能的输送 课件

人教版物理选修3-2-第5章第5节-电能的输送 课件

解析：选 C.变压器的输入功率、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．用户用电器总电阻减少，据 P＝UR2，消耗功率 增大，输电线中电流增大，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．
课堂互动讲练
五
节核心要点突破源自电能的课堂互动讲练
输
送
知能优化训练
课前自主学案
一、输送电能的基本要求 1．可靠：保证供电线路可靠的工作． 2．保质：保证电能的质量——_电__压___和_频__率___稳 定． 3．经济：输电线路的建设和运行费用低，能量损 耗少．
二、降低输电损耗的两个途径 1．由于输电导线有电阻，在输电过程中必有一 部分电能要转化成热能而损失掉，设输电导线中 电流为I，输电导线的电阻为R，则输电导线上的 功率损失为ΔP＝_I_2_R__.
特别提醒：(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)输送功率是指高压输电线始端输出的电功率， 损失功率是输电线上消耗的功率．
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 1．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．输电线路上损失的电压与输送的电流成正比 B．输电的电压越高，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的电流成 正比
的直径减为原来的4100
【精讲精析】 由 ΔP＝I2R＝(UP)2R 知，ΔP′＝4100 ΔP，C 错．本题 I ≠ UR，故 A 错，若 ΔP 不变，则 R＝UP22ΔP，R′＝400 R，由电阻定律可得：d′＝210 d，D 错，选 B.

(人教版)高中物理选修3-2课件：第5章 交变电流1

(人教版)高中物理选修3-2课件：第5章 交变电流1

练 随堂演练
智能综合训练
答案： C
物理 选修3-2
第五章 交变电流
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
智能综合训练
正弦式交变电流瞬时值、峰值表达式的推导
1．瞬时值表达式的推导
物理 选修3-2
第五章 交变电流
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
智能综合训练
若线圈平面从中性面开始转动，如图，则经时间 t： 线圈转过的角度为ωt ⇓
二、交变电流的产生
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
智能综合训练
1．典型模型：在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀 速转动的线圈里产生的是交变电流．实验装置如图所示．
2．中性面：线圈平面与磁场垂直的位置．
物理 选修3-2
第五章 交变电流
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
智能综合训练
3．中性面、中性面的垂直位置的特性比较
Em＝NBSω＝2NBLv＝NΦmω
①
Im＝RE＋mr
②
Um＝ImR′
③
物理 选修3-2
第五章 交变电流
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
智能综合训练
【特别提醒】 交变电动势最大值，由线圈匝数n，磁感 应强度B，转动角速度ω及线圈面积S决定，与线圈的形状无 关，与转轴的位置无关，因此如图所示的几种情况，若n、 B、S、ω相同，则电动势的最大值相同．
(3)Em＝nBSω，有 B＝nESmω＝25×16×150－4×100π T＝0.4
T.
答案：
(1)0
1 (2)6π
(3)0.4 T
物理 选修3-2

选修3-2 第五章 交变电流 同课异构教学课件5.5 电能的输送.探究导学课型

选修3-2 第五章 交变电流 同课异构教学课件5.5 电能的输送.探究导学课型

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，据P损=
1 P 2 ( ) ·R知，输电线上的功率损耗将降为原来的 2 。 n U
故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。
【拓展延伸】输电导线损失电压的计算误区 在已知输电电压U和导线电阻R的情况下，不能用I= U
电阻 ，应当选用_________ 电阻率小 的金属材料，还要 了减小_____
横截面积 。 尽可能增加导线的_________
电流 ：为减小输电_____ 电流 ，同时 ②减小输电导线中的_____ 又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电 电压 。 _____
【合作探究·核心归纳】
在如图所示的输电示意图中，假设两条输电线的总电
故选A。
【补偿训练】1.在电能输送过程中，若输送的电功率 和输电线电阻一定，则在输电线上损耗的电功率( A.和输送电线上电压的二次方成正比 B.和输送电流的二次方成反比 C.和输送电线上的电压降的二次方成正比 D.和输送电流成正比 )
【解析】选C。输电线上的功率损失ΔP=I线2R线，电压 损失ΔU=U-U′=I线R线，输电线电流I线= P ，所以ΔP=
)
P ，由于P、U不变， U I1 n2 I n P 2 2 1 2 故I1不变，由 k得P1 I2 R （ ） R； 由 I2 n1 I2 n1 kU P2 1 P 2 =nk得 P2 I22 R （ ） R，则 2 ， 故选项D正确。 nkU P1 n
【解析】选D。原线圈的电流为I1=
)
1 D. 2n
【解析】选C。输电线上的电流为I= P ，则输电线上的 功率损失为P线 =I2r

人教版高中物理选修3-2 第五章《交变电流》精品课件(共37张PPT)

人教版高中物理选修3-2 第五章《交变电流》精品课件(共37张PPT)

二、教学建议
全章概述
•本章特点： 是电磁感应知识的具体应用，是恒定电流内容扩展。 •教学建议： 重视实验——猜想假设讨论 学以致用——务求真正理解
二、教学建议
一.交变电流的产生及其变化规律 区分直流电与交变电流
i 5 t -5 a 应注重对概念的准确理解： 直流电：方向不随时间变化的电流。上图b为直流电。 b i 5
2 m 2
任意时刻，两者的总功率恒定 经过一个周期
1 2 Q总 Pt T= I m RT 2
Q总 I 2 R T
Im 2I
i I m sin t
二、教学建议
T
t
二、教学建议
二.描述交变电流的物理量 正弦交流电最大值与有效值关系推导
方法2：等效法
P1 I R sin t
2 m 2
任意时刻，两电流的总功率
i1 I m sin t
i 2 I m cos t 2 2 P2 I m R co s t
微格教学
2 2 m
Pt I R (sin t cos t ) I R
e NBS sin t
二、教学建议
一.交变电流的产生及其变化规律

理解e-t 图与-t图之间的关系
二、教学建议
一.交变电流的产生及其变化规律
匀强磁场 交变电流的产生 两匀一垂直 本质：通过线圈的磁通量发生变化 右侧两图，矩形线 圈abcd在匀强磁场 中匀速转动，在线 圈中都会产生感应 电流吗? 匀速转动 绕垂直于磁场的轴
其原理基于摩擦生电和静电感应现象，不仅能够驱动微纳电子器件工作，还 可以给便携式电子设备和家用电器供电，收集电磁感应发电机不容易获取的机械 能，比如海浪能、机械振动等，将有可能成为与电磁感应发电机同等重要的发电 技术。

高中物理第五章交变电流5电能的输送课件选修32高中选修32物理课件

高中物理第五章交变电流5电能的输送课件选修32高中选修32物理课件

小试身手 1.中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农 村电价过高，农民负担过重，其客观原因是电网陈旧老化. 近年来，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
2021/12/10
10 W＝2×107 W，损失功率与输出功率之比为ΔPP′＝
2×107 5×108
W W＝215.
2021/12/10
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题后反思 1.计算输电线上损失的功率可以有多种方法：P 损＝ I2R 线＝UR2损＝U 损 I. 2.用户得到的功率可以根据用户所用电器去求，也可 以根据公式 P 用＝P 输－P 线去求.
②减小输电线的长度 l，但这不可行，因为要保证输 电距离.
2021/12/10
第十五页，共三十九页。
③增加导线的横截面积.可适当增大导线的横截面 积，导线太粗是不可能的，既不经济又架设困难.故减小 电阻局限性较大.
由 P＝I2r 知，若电流减小一半，输电线上的热功率 减小到原来的四分之一，所以减小输电线上的电流能更有 效地减小输电线上的热功率.
判断正误 （1）增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程 中的电能损失.（ ） （2）由 P＝Ur2可知，输电电压越小，输电线上电功 率的损失就越小.（ ） （3）使用变压器进行远距离输电，用户得到的电压 可以高于发电机输出的电压.（ ） 答案：（1）√ （2）× （3）√
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第五章 交变 电流 (jiāo biàn)
2021/12/10
第一页，共三十九页。
5 电能的输送
学习目标

人教版高中物理选修3-2《交变电流》第五节《电能的输送》课件

人教版高中物理选修3-2《交变电流》第五节《电能的输送》课件

【思考讨论2】 如何计算输电线中的电流？如何减小输电线中 的电流？从这些角度减小输电损耗是否可行？
在输送功率P一定的条件下，减小输电线中电流， 必须提高输电电压U。
二、减少输电损耗的最有效途径
【逻辑推理1】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，线路上损失的功率变 为原来的几分之一？线路上损失的电压变为原来 的几分之一？
直接将发电厂与用户连接起来， 能满足远距离输电的要求吗？远距 离输电将会面临什么问题呢？
【演示实验】 定性研究“远距离”输电时的输电损耗 【现象】观察小灯泡的亮度变化 【问题】小灯泡两端的电压如何变化？远距离输电 过程，是否存在电压损失？为什么会有电压损失？
【问题】如何计算电压损失 ？为什么要这样计算？
电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设 费用越高，不经济。
要综合考虑各种因素选择输电电压。
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， 西北电网达到750kV。
【电路设计】 大型发电机发出的电压在10kV上下，不符合高压输电 的要求；同时，到达目的地的电压也不符合用户的要求， 我们该如何解决这个问题？请同学们选择相应的器材，
r线
P3
U3
n3
P4
n4 U4
R用
升压变压器
降压变压器
电压关系：U1 n1 U 2 n2
输电回路中U2 U U3
U 3 n3 U4 n4
电流关系： I1 I2

n2 n1
,I 2
I线

I
3
,I I
3 4

n4 n3
【典型例题】
输送电路的计算步骤 (1)画出供电示意图 (2)以变压器铁心为界,分出各个回路,各回路可独立

高中物理第五章交变电流5电能的输送课件选修32高二选修32物理课件_00001

高中物理第五章交变电流5电能的输送课件选修32高二选修32物理课件_00001
(1)对降压变压器： U′2I2＝U3I3＝nP 灯＝22×6×40 W＝5 280 W 而 U′2＝41U3＝880 V，I2＝Un′P灯2＝5828800 A＝6 A
12/10/2021
第二十五页，共五十七页。
对升压变压器： U1I1＝U2I2＝I22R＋U′2I2＝62×4 W＋5 280 W＝5 424 W P 出＝5 424 W (2)U2＝U′2＋I2R＝880 V＋6×4 V＝904 V U1＝14U2＝14×904 V＝226 V 又 U1I1＝U2I2 I1＝UU2I12＝4I2＝24 A E＝U1＋I1r＝(226＋24×1) V＝250 V
12/10/2021
第五页，共五十七页。
3．功率损失 (1)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． (2)电功率损失的计算：ΔP＝I2r 或ΔP＝IΔU 【概念拓展】 交流输电时，导线不但有电阻，还有线路的 电感、电容产生的感抗和容抗，但高中阶段计算中，可将输电线 看做纯电阻电路，ΔU＝Ir、ΔP＝I2r＝（ΔrU）2＝ΔUI 等公式 都成立．
好
12/10/2021
第十七页，共五十七页。
【分析】 根据 P＝UI 知，输送电功率一定，输电电压越大， 输电电流越小，根据 P 损＝I2R 可判断输电线上电能的损失．在高 压输电中，不是电压越高越好，要综合考虑各种因素，比如感抗、 容抗等．
【解析】 增加输电导线的横截面积能减小电阻，根据 P 损 ＝I2R，减小电阻，有利于减少输电过程中的电能损失，故 A 项 正确；根据 P＝UI 知，高压输电是通过减小输电电流来减少电路 的发热损耗，故 B 项正确；输送的电功率越大，则输电线上流过
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第二十七页，共五十七页。
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选修3-2 第五章交变电流同课异构教学课件
5.5 电能的输送.精讲优练课型.课时提升作业十
一、不定项选择题
1.(2017·温州高二检测)远距离输送交流电都采用高电压输电,我国正在研究比330kV高得多的电压进行输电,采用高压输电的优点是( )
A.可节省输电线的铜材料
B.可根据需要调节交流电的频率
C.可减小输电线上能量损失
D.可加快输电的速度
【解析】选A、C。

由于远距离输电,往往输送电功率一定,据P=UI,输送电压U 越高,则输送电流I=错误！未找到引用源。

越小,据P线=I2R,当要求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一定,则可减少线路上的能量损耗,故A、C正确,而交流电的频率是一定的,不能调节,输电的速度就是电磁波也就是光的传播速度,也一定,故B、D不正确。

2.远距离输电中,发电厂输送的电功率相同,如果分别采用输电电压U1=11kV输电和输电电压U2=110kV输电。

则两种情况中,输电线上损耗功率之比P1∶P2等于
( ) A.1∶100 B.10∶1 C.1∶10 D.100∶1
【解析】选D。

当以不同电压输送时,有P=U1I1=U2I2,而在线路上损失的功率
ΔP=I2R=(错误！未找到引用源。

)2R可知,损失的功率与电压的平方成反比,即ΔP1∶ΔP2=100∶1,
选项D正确。

3.远距离输送一定功率的交流电,若输送电压升高为原来的n倍,关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是( )
A.输电线上的电功率损失是原来的错误！未找到引用源。

B.输电线上的电功率损失是原来的错误！未找到引用源。

C.输电线上的电压损失是原来的错误！未找到引用源。

D.输电线上的电压损失是原来的错误！未找到引用源。

【解析】选B、C。

根据P=UI知I=错误！未找到引用源。

,输电线上的功率损失P损=I2R=错误！未找到引用源。

R,因输送功率一定,P损跟输送电压的平方成反比;U
错误！未找到引用源。

R,U损跟输送电压成反比,所以正确选项为B、C。

损=IR=
4.如图为远距离高压输电的示意图,关于远距离输电,下列表述正确的是
( )
A.减小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小电路的功率损耗
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
【解析】选B。

依据输电原理,电路中的功率损耗ΔP=I2R线,而R线=ρ错误！未找到引用源。

,减小输电线的横截面积,输电线的电阻会增大,则会增大输电线上的功率损失,A错;由P=UI可知,P一定的情况下,输送电压U越大,I越小,ΔP越
小,B对;若输送电压一定,输送功率越大,则电流I越大,ΔP越大,C错;输送电压并不一定越高越好,因为电压越高,对于安全和技术的要求越高,D错。

5.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。

已知输电导线的电阻率为ρ,那么该输电导线的横截面积的最小值是
( )
【解析】选C。

因为导线的总长度为2l,所以电压降U=IR=,解得S=。

正确选项为C。

6.为了减少输电线路中电力损失,发电厂发出的电通常是经过变电所升压后进行远距离输送,再经变电所将高压变为低压。

某变电所把电压
u0=11 000错误！未找到引用源。

sin100πtV的交变电流降为220V供居民小区用电,则变电所变压器
( )
A.原、副线圈匝数比为50∶1
B.副线圈中电流的频率是50Hz
C.原线圈的导线比副线圈的要粗
D.输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和
【解析】选A、B。

u0=11 000错误！未找到引用源。

sin100πtV中的11 000错误！未找到引用源。

指的是电压的峰值,有效值为11 000V,则原、副线圈之间的匝数之比等于两线圈的电压之比,即50∶1,A正确;由ω=100πrad/s可得频率为
50Hz,变压器不改变电流的频率,因此,副线圈的频率也是50Hz,B正确;电流与匝数成反比,即原线圈的电流比副线圈的电流要小,因此,副线圈的导线要比原线圈的导线粗,C错误;居民小区各个用电器都是并联的,它们的电流总和等于副线圈中的电流,故D错误。

7.(2017·金华高二检测)如图所示是通过街头变压器降压给用户供电的示意图。

输入电压是市区电网的电压,负载变化时输入电压不会有大的波动。

输出电压通过输电线送给用户,两条输电线总电阻用R0表示。

当负载增加时,则( )
A.电压表V1、V2的读数几乎不变
B.电流表A2的读数增大,电流表A1的读数减小
C.电压表V3的读数增大,电流表A2的读数增大
D.电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变
【解析】选A、D。

当负载增加时,变压器输出功率增大,输出电流增大,输出电压几乎不变,电压表V1、V2的读数几乎不变,选项A正确;根据理想变压器功率关系,电流表A1、A2的读数增大,选项B错误;电压表V3的读数减小,电流表A2的读数增大,选项C错误;电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值等于输电线总电阻,不变,选项D正确。

8.寒冷的冬季,低温雨雪冰冻天气容易让高压输电线因结冰而损毁,为清除高压输电线上的结冰,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,高压线上输电电压为U,电流为I,热损耗功率为ΔP;除冰时,输电线上的热损耗功率需变为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9I B.输电电流为错误！未找到引用源。

I C.输电电压为错误！未找到引用源。

U D.输电电压为3U
【解析】选C。

输电线上的热损耗功率变为原来的9倍,由公式P=I2R得电流变为原来的3倍,即3I,A、B项错;输电线上输送的电流大小为I=错误！未找到引用源。

,则输电电压为原来的错误！未找到引用源。

,即错误！未找到引用源。

U,所以C正确,D错误。

二、非选择题
9.一台发电机,输出的功率为1 000kW,输电线电阻为10Ω。

当发电机接到输电线路上的电压分别为5kV、50kV时,分别求导线损失的热功率和电压各是多少? 【解析】由P=UI知,当U=5kV时
I=错误！未找到引用源。

=错误！未找到引用源。

A=200A
损失的热功率P损=I2〃R=2002×10W=400kW
损失的电压U损=IR=200×10V=2000V
当U'=50kV时,
I'=错误！未找到引用源。

=错误！未找到引用源。

A=20A
损失的热功率P损'=I'2R=202×10W=4kW
损失的电压U损'=I'〃R=20×10V=200V
答案:400kW 2000V 4kW 200V
10.把功率为220kW的电能用铝导线(铝的电阻率ρ=2.7×10-8Ω·m)输送到10km 外的地方,要使功率损失不超过输送功率的10%。

(1)如果采用220V的电压输电,导线横截面的半径至少要多大?采用这样的导线切合实际吗?
(2)若采用110kV的电压输电,导线横截面的半径是多大?
(3)对于同一条输电导线,若分别采用110kV和220V输电,损失的功率之比是多少?
【解析】(1)如果采用220V的电压输电,则通过导线的电流
I=错误！未找到引用源。

=错误！未找到引用源。

A=103A。

由于功率损失P=10%P0=22kW=22×103W,且P=I2R,
因此导线的电阻
R=错误！未找到引用源。

=错误！未找到引用源。

Ω=0.022Ω。

根据R=ρ错误！未找到引用源。

可得,导线的横截面积
S=错误！未找到引用源。

=错误！未找到引用源。

m2
≈2.45×10-2m2。

所以,导线横截面的半径
r≈8.83cm。

由上述计算可知,采用这样粗的导线是不切实际的。

(2)若采用110kV的电压输电,则通过导线的电流
I'=错误！未找到引用源。

=错误！未找到引用源。

A=2A。

同理,可计算出导线横截面的半径
r'≈0.02cm。

(3)对于同种输电导线,若分别采用110kV和220V输电,损失的功率之比为
P1∶P2=错误！未找到引用源。

∶错误！未找到引用源。

=错误！未找到引用源。

∶
错误！未找到引用源。

=2202∶(110×103)2=1∶250 000。

答案:(1)8.83cm 不切合实际(2)0.02cm
(3)1∶250 000。