山东省物理高中人教版学案选修3-2：5.5电能的输送

§5.5 电能的输送制作：_____________审核：______________班级： .组名： . 姓名： .时间：年月日【学习指导】：1兴趣、好奇心、不断尝试、自主性、积极性2动脑思考3狠抓落实，而且要有具体的落实措施4听懂是骗人的，看懂是骗人的，做出来才是自己的5独立、限时、满分作答6不仅要去学习，而且要学出效果，还要提高效率。

7保证效果就要每个点都要达标。

达标的标准是能够“独立做（说、写）出来”，不达标你的努力就体现不出来8该记的记，该理解的理解，该练习的练习，该总结的总结，勿懈怠！9费曼学习法：确定一个学习的知识点；假设你在教授别人该知识点；遇到卡壳时回顾相关知识点；简化你的语言，达到通俗易懂的程度。

该法尤其适合概念、定义、定理、定律等的理解和记忆。

10明确在学习什么东西，对其中的概念、定律等要追根溯源，弄清来龙去脉才能理解透彻、应用灵活11总结：11.1每题总结：每做完一道题都要总结该题涉及的知识点和方法11.2题型总结：先会后熟，一种题型先模仿、思考，弄懂后，总结出这类题型的出现特征、解题方法，然后再多做几道同类型的，直到遇到这种题型就条件反射得知道怎么做11.3小节总结：总结该小节的知识结构、常见题型及做法11.4章节总结：总结该章节的知识结构、常见题型及做法12步骤规范，书写整洁，条理清晰13多做多思，孰能生巧，熟到条件反射，这样一是能见到更多的出题方式，二是能提高做题速度14根据遗忘曲线，进行循环复习15错题本的建立：在每次发的试卷资料的右上角写上日期，同一科目的试卷按日期顺序放好。

在做错的题号上画叉号，在不会做的题号上画问号，以后就是一本很好的错题集。

其他资料亦如此处理。

这种方式简单实用。

同时，当你积攒到一定程度，看到自己做过的厚厚的资料，难道不会由衷的产生一种成就感么？！16步骤一步一步的写，最好不要把几个公式合成一个式子来写，因为有步骤分【一分钟德育】自信、乐观，坚信自己一定会成功永远不要听信那些习惯消极悲观看问题的人因为他们只会粉碎你内心最美好的梦想与希望！总是记住你听到的充满力量的话语，因为所有你听到的或读到的话语都会影响你的行为。

5.5电能的输送[学习目标]1.输送电能的基本要求是可靠、保质、经济。

2．根据P损＝I2r可知，减小输电线上的功率损失有两个途径：一是减小输电线的电阻，二是减小输电电流。

3．在输送功率一定时，提高输送电压，可以减小输电电流。

[基础知识梳理]一、降低输电损耗的两个途径1．输送电能的基本要求(1)可靠：指保证可靠的工作，少有故障。

(2)保质：保证电能的质量——电压和稳定。

(3)经济：指输电线路建造和运行的费用，电能损耗。

2．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＝ρlS看，在输电距离一定的情况下，可以增大导线的，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；还可以选用较小的导体。

(2)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。

前一种方法的作用十分有限，一般采用后一种方法。

3．高压输电(1)现代远距离输电都采用高压输电。

目前我国远距离送电采用的电压有110 kV,220 kV,330 kV，输电干线已采用500 kV，西北电网甚至达到750 kV。

(2)高压输电并不是越高越好。

电压越高，对输电线路绝缘性能和变压器的要求就越高，线路修建费用会增多。

(3)实际输送电能时要综合考虑输送功率、距离、技术和经济等要求选择合适的电压。

二、电网供电1．远距离输电基本原理在发电站内用变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过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．电网输电的优点(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)合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高。

[基础题组自测]1．自主思考——判一判(1)仅仅从减少能量损失的角度看，输送功率一定的情况下，输电电压越高，损失的能量越少。

电能的输送教学目标1. 知识与技能(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．2. 过程与方法通过本节学习，让学生体验“发现问题并积极思考探寻解决方法”的研究过程．3. 感、态度与价值观(1)培养学生遇到问题要认真、全面分析的科学态度．(2)介绍我国远距离输电概况，激发学生建设祖国的热情．教学重点难点教学重点：找出影响远距离输电损失的因素，使学生理解高压输电可减少P与U损失。

教学难点：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。

教学方法合作交流法。

教学用具可拆变压器(2台)、长导线、学生电源、小灯泡、投影仪、CAI课件。

引入新课[师]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，请同学们认真仔细地阅读教材，回答老师提出的下列问题(屏幕上打出)：(1)发电站应建在什么地方好？(2)如何让远处的用户用上电？(3)远距离输电的要求是什么？困难在哪里？(4)如何解决这些矛盾？[生]阅读并展开激烈的讨论。

新课教学1．输电线上的功率损失[师]输送电能的基本要求是什么？[生]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，电价低。

[师]远距离大功率输电面临的困难是什么？[生]在输电线上有功率损失和电压损失。

[师]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？如何减小输电线上的电压损失？[生1]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。

[生2]设输电电流为I，输电线的电阻为R，则功率损失为ΔP＝I2R。

电能的输送教学目标1. 知识与技能(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．2. 过程与方法通过本节学习，让学生体验“发现问题并积极思考探寻解决方法”的研究过程．3. 感、态度与价值观(1)培养学生遇到问题要认真、全面分析的科学态度．(2)介绍我国远距离输电概况，激发学生建设祖国的热情．教学重点难点1．理解高压输电是减少功率损失和电压损失的切实可行的措施。

2．输电过程示意图中各物理量之间的关系。

3．区别输电线上损失的功率和输电功率；输电线上损失的电压和输电电压。

4．利用输电过程示意图进行简单的计算。

教学方法与手段自学、讨论、交流、演示实验。

课前准备可变变压器、3.8 V小灯泡一只、开关一个、学生电源一个、定值电阻一个、导线若干。

导入新课[事件1]教学任务：创设情境，导入新课。

师生活动：为了合理地利用自然资源，水电站要建在水库大坝上，以煤为燃料的电站最好建在煤矿附近。

但是可能距离用电的地方很远，因此常常要把电能输送到远方。

用导线把电源和用电设备连接起来就可以输送电能了，这是电能的一个突出优点。

输送电能的基本要求是可靠、保质、经济。

可靠是保证线路可靠地工作，少有故障。

保质就是保证电能的质量——电压和频率稳定。

各种用电设备都是按照一定的电压设计的，电压过高或过低，用电器都不能正常工作，甚至损坏。

使用交流的用电器还要求频率稳定。

经济则是指输电线路运行和建造费用低，电能损耗少。

本节课主要讨论怎样在输电过程中减少电能的损失。

推进新课[事件2]教学任务：学习降低输电损耗的两个途径。

师生活动：思考与讨论输电电路图假定输电线路中的电流是I，两条导线的总电阻是r。

在下图中，导线的电阻集中画为一个电阻r。

由于导线具有电阻，用户一方的电压略低于电厂输送的电压。

但是，实际输电线路损失的电压不会太大，所以在粗略的估算中，无论是电厂一方计算输出的功率还是用户一方计算输入的功率，如果要用到电压，可以取同一个值U。

《电能的输送》教学设计教材分析“电能的输送”是人教版普通高中课程标准实验教科书物理选修3-2第五章第5节，本节课是在学习了交变电流的产生、描述以及变压器的基础上进行的，是物理知识的延伸，是物理知识的应用，更是物理知识服务于生活实际的重要体现。

本节课为《电能的输送》第一课时。

课程设计力求将理论分析与生活实践相结合，使学生理解高压输电原理，培养和提高学生运用物理知识综合分析、解决实际问题的能力，自学能力和合作探究的能力。

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，得出结论。

学生常常容易将导线上的电压损失U损＝U输－U用与输电电压混淆起来，甚至得出错误结论。

要通过具体的练习，引导学生进行讨论，澄清认识。

这样可达到事半功倍的效果。

2．讲解电路上的电压损失，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止一个，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。

3．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。

节后设置的阅读材料《输电新技术》、《大面积停电引发的思考》既可以开阔学生眼界，也可以增加知识。

学情分析学生在日常生活中，对电能的输送已有相关的了解，知道采用高压输送。

但为什么采用高压输送大家并不清楚。

所以同学们急于想找到结果，要牢牢抓住学生的好奇心，逐步引导，采用分组讨论、归纳总结的方法学习本节内容，从而激发学生的学习兴趣。

教学目标（一）、知识与技能1、了解交变电流从变电站到用户的输电过程；2、知道远距离输电输电线上的损失与哪些因素有关；3、掌握高压输电的原理；4、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。

5.5电能的输送[学习目标]1．知道什么是输电导线上的功率损失和如何减少功率损失． 2．知道什么是输电导线上的电压损失和如何减少电压损失． 3．理解为什么远距离输电要用高压． 重点：输电导线上的功率损失、电压损失 难点：输电导线上的功率损失、电压损失 [自主学习] 知识回顾1．热功率公式________，电功率公式________，部分电路欧姆定律公式________，电阻定律公式________．2．变压器可以改变交变电流的电压．当电压要升高时，要用________变压器，此时n 2________n 1；当电压要降低时，要用________变压器，此时n 2________n 1． 一、输电导线上的功率损失1．原因：输电线有电阻，电流通过导线时要发，输电过程有一部分电能转化成热而损失掉． 2．大小：ΔP ＝说明：I 为输电线上流过的电流，R 为输电线的电阻．要注意，输电是双线制的，计算R 时要注意输电线长度应等于输电距离的倍． 3．减少输电线上功率损失的方法： （1）减少导线上的 由R ＝ρ可知，在输电线长度L 一定的情况下可通过选用电阻率ρ横截面S 的导线，因条件限制，此方法减小线路能量的损失是很有限的． （2）减小输电由ΔP ＝I 2R 可知，ΔP ∝I 2，故减小输电电流可大大减少功率损失，在线路和输送功率不变时，可提高输电以减小输电电流．采用输电是减少线路电能损失的有效方法． 二、输电线路上的电压损失1．定义：如图所示，输电线路始端电压U 与末端的电压U ′的差值ΔU 称为输电线路上的SL电压损失．2．电压损失原因： （1）线路电阻输电导线有电阻，电流通过输电导线时，会在线路的电阻上有电压损失，致使输电线路末端（用电设备两端）电压U ′比起始端电压U 低，造成电压损失U －U ′． （2）线路感抗和容抗（总称电抗） 3．减少输电线路上的电压损失的方法： （a ）增大输电导线的截面积以减小．（b ）减小输电．在输送电功率不变的前提下，必须提高输电 [疑难辨析] 1．远距离输电 （1）方法：高压输电. 讨论原因：（２）远距离输电要用变压器，在发电站内需用升压变压器将发电机的输出电压升高再由输电线输电；到了用电区用降压变压器降压后供用户使用. （3）输电示意图如图17－5－1所示.图17－5－1２．讨论减少远距离输电线上电能损失的方法 提醒：在计算功率损耗时常用关系式P 线=I 线2R 线计算. 其原因是I 线较易求出：I 总=I 线= P 总/U 总;UU n n 11升压降压44输电站用户P '而P损=I线U线或P损=U线2/R线则不常用，其原因是在一般情况下U线不易求出，且易把U线和U总相混淆而造成错误.３．有关输电线路分析计算步骤（1）认真审题，画出示意电路图.（2）以变压器铁芯为界划分各个回路，对各回路应用欧姆定律分析回路中电压、电流、功率等物理量的情况及其关系.（3）各回路间可通过变压器找出电压、电流、功率等量间的关系.[合作探究]一、输电线路上的功率损失[例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．可减少输电线上功率的损失D．可加快输电的速度二、远距离输电的分析[例2]如图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()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D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压三、输电线上功率与电压之间的关系[例3]某发电站的输出功率P＝104 kW，输出电压U1＝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%，求升压变压器的匝数比．四、远距离输电的全过程分析[例4]发电机输出功率为100kW ，输出电压是250V ，用户需要的电压是220V ，输电线电阻为10Ω．若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%． 求：在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比． [课后练习]1．在电能输送过程中，若输送电功率一定，则在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．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3．发电厂发电机的输出电压为U 1，发电厂至学校的输电线的总电阻为R ，通过导线的电流为I ，学校得到的电压为U 2，则输电线上损失的电压可表示为( )A ．U 1B ．U 1－IRC ．IRD ．U 24．某小型水电站向小山村输电，输送电功率为50 kW ，若以1100 V 送电，则线路损失为10 kW ，若以3300 V 送电，则线路损失功率可变为( )A ．3.3 kWB ．1.1 kWC ．30 kWD ．11 kW5．某用电器距离供电电源为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最小值是( )A.ρL RB.2ρLI UC.U ρLID.2UL Iρ6．用U 1和U 2两种电压通过相同长度和材料的导线输电，若输送的电功率相等，在输电导线上损失的电功率也相同，则在两种情况下输电导线横截面积之比S 1:S 2为( )A ．U 2U 1B ．U 1U 2C ．⎝⎛⎭⎫U 2U 12D ．⎝⎛⎭⎫U 1U 22 7．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 ．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B ．高压输电是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220 V 的用电器正常工作，则( )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5.5 电能的输送[例1]AC[例2]C[例3]发电站的输出电流①电线路损失的功率②则③变压器的匝数比④[例4]解：输电线路的示意图如图所示，输电线损耗功率P线=100×4% kW=4kW，又P线=I22R线输电线电流I2=I3=20 A原线圈中输入电流I1=A=400 A所以这样U2=U1=250×20 V=5000 VU3=U2﹣U线=5000﹣20×10 V=4800 V所以故[答案]为：升压变压器的原副线圈的匝数比为1：20；降压变压器的原副线圈的匝数比为240：11[课后练习]1．[解析]输电线上的功率损失ΔP＝I2R，电压损失ΔU＝U－U′＝IR，输电电流I＝PU，所以ΔP ＝I 2R ＝ΔU 2R ＝P 2U2R ，可见在输送功率P 一定时，ΔP 与I 2成正比，ΔP 与ΔU 2成正比．[答案] CD2．[解析] 输出功率一定时，由P ＝UI ，当U 增大时，I 减小． [答案] B3．[解析] 输电线上损失电压为ΔU ，ΔU ＝U 1－U 2＝IR ，所以选项A 、B 、D 错误，选项C 正确． [答案] C4．[解析] 根据P 损＝⎝⎛⎭⎫P U 2r 可知，热损失功率跟输送电压的平方成反比，故B 选项正确． [答案] B5．[解析] 输电线的电阻为R ，由欧姆定律可得U ＝IR ，由电阻定律R ＝ρ2LS ，联立可得S＝2ρIL U ，故B 选项正确．[答案] B6．[解析] 损失电功率P ＝I 2R ，由电阻定律R ＝ρl S ，可得P 1＝⎝⎛⎭⎫P U 12ρl S 1，P 2＝⎝⎛⎭⎫P U 22ρl S 2，P 1＝P 2，则S 1S 2＝⎝⎛⎭⎫U 2U 12，故C 选项正确．[答案] C7．[解析] 根据P ＝I 2R 可知，在电流I 一定的情况下，减小电阻R ，可以减小电路上的电能损失，而R ＝ρlS ，所以增大输电线的横截面积S 可减小电阻，故A 选项正确；由输入功率P ＝UI ，知输电线电功率损失P 损＝I 2R ＝P 2U 2R ，可见减小输电线电流可减小电路的发热损耗，故B 选项正确，C 选项错误；高压输电并不一定是电压越高越好，电压过高时，会带来技术和设备上的困难，所以D 选项正确． [答案] ABD8．[解析] 根据变压器的电压与匝数之间的关系得n 2n 1＝U 2200，n 3n 4＝U 3220，由于输电线上损失电压ΔU ＝IR ，U 2＝U 3＋ΔU ，故U 2>U 3，n 2n 1>n 3n 4，A 选项正确，B 选项错误；升压变压器的输出功率等于降压变压器的输出功率与输电线损失功率的和，故D 选项正确，C 选项错误． [答案] AD。

第五章　交变电流5　电能的输送学习目标1.掌握输电过程中降低输电损耗的两个途径.2.知道远距离输电线路的基本构成.3.会对简单的远距离输电线路进行定量计算.自主探究1.电阻定律:在温度不变时,同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成 ,与它的横截面积S成 ,导体电阻与构成它的材料有关,即R= .2.电功率P= ,热功率P= .合作探究一、降低输电损耗的两个途径情境探究:假定输电线路中的电流是I,用户端的电压是U,两条导线的总电阻是r.在图中,导线的电阻集中画为一个电阻r.提出问题:(1)输电线中损失的电压是多少?用户得到的电压是多少?输电线损失的功率是多少?(2)在输电电流一定的情况下,如果线路的电阻变为原来的一半,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)问的两项计算,你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效?(4)怎样计算用户消耗的功率?(5)在保证用户的电功率的前提下,怎样才能减小输电电流?自主学习:阅读课本P45“降低输电损耗的两个途径”的内容,学习相关的知识.1.设输电电流为I,输电线的电阻为r,则输电线上的功率损失为P损= .2.降低输电损耗的两个途径:一个途径是 ;另一个途径是　.3.远距离输电时,为了降低输电线路中的损耗,可以 输电电压, 输电电流.二、电网供电思考讨论:观察输电过程示意图,完成下列问题.(1)尝试做出远距离输电的原理图.(2)请分别写出输电线上的功率损失和电压损失表达式.(3)请说明电路中I2和I3的关系、U2和U3的关系.自主学习:阅读课本P46~P47“电网供电”的内容,学习相关的知识.1.通过网状的 、 ,将许多电厂和广大用户连接起来,形成全国性和地区性的输电网络,这就是 .2.采用 送电,是输电技术的重要发展.使用 ,电力的供应更加可靠,质量更高.课堂检测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2.下列关于减小远距离输电导线上热损耗的说法中,正确的是( )A.因为热功率P=,所以应降低输送的电压,增大输电导线的电阻,才能减小输电导线上的U 2R 热损耗B.因为热功率P=IU ,所以应采用低电压、小电流输电,才能减小输电导线上的热损耗C.因为热功率P=I 2R ,所以可采用减小输电线电阻或减小输送电流的方法来减小输电导线上的热损耗D.以上说法均不正确3.远距离输电,原来用电压U 0输电,在输电线上损失电功率P 0,现在要使输电线上损失的电功率减少到原来的,则输电电压应为( )110A.100 U 0B.U 0C.D.10U 010U 01004.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220 V 的用电器正常工作,则( )A.>n 2n 1n 3n4B.<n 2n 1n 3n4C.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 ,已知输电线材料的电阻率为ρ,则该输电线的横截面积的最小值为( )A. B.C. D.ρLR UρLI 2UL Iρ2ρIL U6.在确定的两地间用铝导线输送一定功率的交变电流,现将输电电压提高1倍,并保持输电线上损失的功率不变,则用铝量可比增压前减少( )A.25%B.50%C.60%D.75%7.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. B.C.2PD.4PP4P28.远距离输送交变电流都采用高压输电,采用高压输电的优点是( )A.可节省输电线的铜材料B.可根据需要调节交变电流的频率C.可减少输电线上的能量损耗D.可加快输电的速度9.发电厂发电机的输出电压为U 1,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U 2,则输电线上损耗的电压可表示为( )A.U 1B.U 1-U 2C.IRD.U 210.远距离输电装置如图所示,升压变压器和降压变压器均是理想变压器,当S 由2改接为1时,下列说法正确的是( )A.电压表示数变大B.电流表示数变大C.电流表示数变小D.输电线损失的功率减小11.远距离输电时,输送电压为6 000 V,功率为500 kW,这时,安装在输电线路起点和终点的电能表一昼夜里读数相差4 800 kW ·h,则输电效率为多少?输电导线的电阻为多少?12.如图所示,交流发电机电动势的有效值E=20V,内阻不计,它通过一个R=6Ω的指示灯连接变压器.变压器输出端并联24只彩色小灯泡,每只灯泡都是“6V　0.25W”,灯泡都正常发光,导线电阻不计.求:(1)降压变压器原、副线圈的匝数比;(2)发电机的输出功率.13.如图所示,某小型水电站发电机的输出功率为10kW,输出电压为400V,向距离较远的用户供电,为了减少电能损耗,使用2kV高压输电,最后用户得到“220V　9.5kW”的电能,求:(1)水电站升压变压器原、副线圈匝数比;n 1n 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 3n 4参考答案自主探究1.正比　反比　ρlS 2.IU I 2R合作探究一、降低输电损耗的两个途径提出问题:(1)输电线中损失的电压ΔU=Ir,用户得到的电压U'=U-Ir,输电线损失的功率P损=I2r.(2)在输电电流一定的情况下,如果线路的电阻变为原来的一半,由P损=I2r可知,线路上损失的功率减为原来的二分之一;在线路电阻一定的情况下,如果输电电流减为原来的一半,由P损=I2r可知,线路上损失的功率减为原来的四分之一.(3)减小输电电流的途径对于降低输电线路的损耗更为有效.(4)用户消耗的功率P=IU-I2r.(5)在保证用户的电功率的前提下,减小输电电流I,就需要增大输电电压U.自主学习:1.I2r2.减小输电线的电阻　减小输电导线中的电流3.提高　减小二、电网供电思考讨论:(1)I线2(2)输电线上的功率损失P损=R线,电压损失ΔU=I线R线.(3)I线=I2=I3,U2=U3+ΔU.自主学习:1.输电线　变电站　电网2.电网　电网课堂检测1.AC 解析:输电线路上损失电压ΔU=IR ,在R 一定时,ΔU 和I 成正比.若U 越高,I=,I 越小,PU 那么ΔU 越小.输电线路上损失的功率ΔP=I 2R ,当P 一定时,I=,ΔP=()2R ,即ΔP 和U 的平方成P U PU 反比,跟I 的平方成正比,A 、C 两项正确.2.C 解析:根据P 损=R 线、P 损=U 线I 线和P 损=使用条件可知,U必须为输电线两端I 线2U 2R 的电压,即损失电压.3.B 解析:设线路电阻为r ,损失功率为P 损=I 2r ,线路电流为I=,解得,P 损=.当P 损为原P U 0P 2r U 02来的时,U 0'=U 0,B 项正确.110104.AD 解析:根据理想变压器原、副线圈电压与匝数成正比,有=,=,又U'=U-U 线,n 2n 1U '200V n 3n 4U '220V 由U'<U可知,>,>,A项正确;P 输出=P 输入+P 线,D 项正确.U 200V U '220V n 2n 1n 3n 45.D 解析:输电线上的电压降U=2IR ,其中R 为一条输电线的电阻.由电阻定律可知,R=ρ,LS 联立以上两式可得,S=,即输电线的横截面积最小值为S=,D项正确.2ρILU 2ρIL U 6.D 解析:设输送交变电流的功率为P ,输电电压为U ,提高电压后为U',所用铝导线总长度为l ,总电阻为R ,增压后电阻为R',则由I=,P 损=I 2R可得,P 损=.同理可得,P 损'=,而P 损=PPU P 2R U 2P 2R 'U 2损',U'=2U ,联立可得,R'=4R ,由电阻定律R=,R'=得,S'=S ,所以V'=,m'=,即用铝量仅为原来ρlS ρlS '14V4m4的.因此,用铝量减少了75%.147.A 解析:由P=UI 可知,输电电压提高到原来的2倍,由于输电功率不变,所以输电电流变为原来的,由P 损=I 2R 线可知,输电线上的损耗电功率将变为原来的,A 项正确.12148.AC 解析:远距离输电过程中,由于电流的热效应,输电线上发生热损耗,根据焦耳定律,损耗功率P 损=I 2R=()2R ,式中P 为输电功率,U 为输电电压,R 为输电线电阻,在P 、R 不变时,P 损∝(P U )2,所以采用高压输电可减少输电线上的能量损耗.当P 损、P 不变时,R ∝U 2,又R=ρ,联立得,输1U l S 电线横截面积S ∝,采用高压输电,在损耗功率不变的情况下可使输电线横截面积大大减小,从1U 2而节省输电线的铜材料,A 、C 两项正确.9.BC 解析:输电线上的电压损失ΔU=IR=U 1-U 2,故B 、C 两项正确.10.AB 解析:由U 2=U 1知,当S 由2改接为1时,升压变压器的原线圈匝数不变,副线圈n 2n 1匝数变大,输送电压变大,降压变压器的输入电压和输出电压均变大,电压表示数变大,A 项正确;降压变压器的输出电压变大时,流过灯泡的电流I 灯也变大,输电线上的电流I 线也随着I 灯的变大而变大,所以电流表示数变大,B 项正确,C 项错误;I 线变大时,输电线损失的功率P 线=R 变大,D I 线2项错误.11.解析:由能量守恒定律可知,η==(1-)×100%=60%Pt -4 800kW·h Pt 4 800500×24因为P 损=P×40%,P 损=·r P 2U 2所以r= Ω=28.8 Ω.36×106×200×10325×1010答案:60%　28.8 Ω12.解析:(1)彩色小灯泡额定电流I L == A,副线圈总电流I 2=24I L =1 AP U 124变压器输入功率等于I 1U 1=I 2U 2=6 W变压器原线圈电路中,利用欧姆定律可得,E=U 1+I 1R=+I 1R=+6 Ω×I 1U 2I 2I 16W I 1代入E值解得,I 1= A,所以==.13n 1n 2I 2I 131(2)发电机输出功率P=I 1E=6.67 W .答案:(1)3∶1　(2)6.67 W13.解析:(1)水电站升压变压器原、副线圈匝数比===.n 1n 2U 1U 24002 00015(2)由P 损=R ,输送电流决定于输出电压及输送功率,有I 2=I 22PU 2所以R=== Ω=20 Ω.P 损I 22P 损(PU 2)210 000-9 500(10 0002 000)2(3)设降压变压器原线圈上的电压为U 3,U 3=U 2-I 2R=(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 4U 3U 4 1 9002209511答案:(1)　(2)20 Ω　(3)159511。

第五节电能的输送教学目标：(一)学问与技能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。

2、知道什么是导线上的功率损耗和电压损耗；知道如何减小损耗。

3、理解为什么远距离输电要用高压。

4、会设计电能输送的示意图，并理解电压损耗和能量损耗的关系。

5、培育同学综合全面的分析问题和解决问题的力气。

6、培育同学实事求是的科学态度。

（二）过程与方法1、利用争辩性学习小组的调查和同学合作学习相互结合，探究物理规律。

2、利用多媒体课件与课堂演示试验相互结合，探究物理规律。

（三）情感态度与价值观1、通过我国超导争辩的介绍，激发同学的爱国热忱。

2、通过对实际生活中的电能输送问题分析争辩，激发同学探究物理规律的热忱。

3、通过同学对用电状况调查和计算，培育同学从身边事做起养成节省能源的好习惯。

4、体验合作探究学习的欢快，调整人际交往力气，协调力气。

教学重点：设计电能输送的示意图，并理解输电过程中的电压损耗和能量损耗的关系。

教学难点：输电过程中要保证输送功率不变，理解输电过程中的电压损耗和能量损耗的关系。

教学方法：探究、讲授、争辩、练习教学用具：录像资料，多媒体课件。

教学过程：(一)新课引入1、简洁说明总理的关于科学进展与和谐社会的论述。

要实现可持续进展，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，西部地区缺电严峻。

你能依据所学的物理学问，从争辩者的角度对电能的节省输送给几点更好的建议？师：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。

师：从三峡到华东地区遥遥数千里怎样减小输电过程中的能量损耗是值得探究的问题。

（二）新课教学1、布置合作学习任务：请以学习小组为单位开放争辩，从减小电阻方面考虑，你有什么好的建议呢？并将你们的争辩结果写在合作学习沟通卡上。

学习小组合作学习。

同学在学习小组中发表意见，在组内及组与组之间互动沟通。

5电能的输送1．输送电能的基本要求输送电能的基本要求是可靠、保质、经济．(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：输电线路建设和运行费用低，电能损耗少．2．降低输电损耗的途径(1)损耗原因：由于输电导线有电阻(R)，输电线中有电流I，所以输电线上有电压损失ΔU＝IR，电流通过导线发热损失功率ΔP＝I2R.(2)减少损耗的途径①减小输电线电阻．②减小输电线上的电流．为什么要采用高压输电？提示：输电功率P＝UI，在输送功率一定的情况下，提高输电电压，可减小输电电流，从而减少输电线上的功率损失．3．电网供电(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：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)电网输电的优点①降低一次能源的运输成本，获得最大的经济效益．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合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高.考点一输电线路上的电压损失和功率损失1．电压损失由于输电导线有电阻，电流通过输电导线时，会在线路上产生电势降落，致使输电线路末端的电压U3比起始端电压要低，这就是输电线路上的电压损失ΔU＝U2－U3＝IR线．对于交流电路，感抗和容抗也会造成电压损失，高中阶段暂不研究．2．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．设输电电流为I，输电线的电阻为R线，则功率损失为ΔP＝I2R线．3．减小输电线路上电压损失和功率损失的方法根据电压损失的表达式ΔU＝IR线和功率损失ΔP＝I2R线可知，要减少输电线上的电压损失和功率损失，有两种方法：(1)减小输电线的电阻R 线：根据电阻定律可知R 线＝ρL S ，要减小输电线的电阻R 线，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．(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 一定的条件下，输电电压提高到原来的n 倍，根据ΔU＝IR 线＝P U R 线知，输电线上的电压损失将变为原来的1n，根据ΔP ＝(P U )2·R 线知，输电线上的功率损失将降为原来的1n2.所以减小输电电流，采用高压输电的方法比减小输电线电阻的方法更有效．(1)输电电压是指加在高压输电线起始端的电压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起始端输出的功率，损失功率是输电线上消耗的功率.(3)无论从减少输电线路上的功率损失，还是减少电压损失来看，都要求提高输电电压，以减小输电电流.【例1】远距离输电，输电功率一定，当输电电压为U0时，输电线上的电流为I0，损失的电功率为P0.则当输电电压提高为2U0时() A．由I＝U/R得，输电线上的电流变为2I0B．由I＝P/U得，输电线上的电流变为I0/2C．由P＝U2/R得，输电线上损失的电功率为4P0D．由P＝IU得，输电线上损失的电功率为2P0当输电电压变化时，输电线上的电流发生变化，输电线上损失的电功率发生变化，计算出输电线上的电流，就能计算出输电线上损失的电功率．[★★答案★★] B[解析]设输电线的电阻为R，当输电线上的电流为I0时，损失的电功率为P0＝I20R.当输电电压提高为2U0时，由I＝PU可知输电线上的电流变为I02，输电线上损失的电功率为P损＝(I02)2R＝P04.故选项B正确．总结提能设输送的电功率为P，输电电压为U，输电导线的电阻为R，则输电线上损失的电功率为ΔP＝I2R＝(PU)2R，输电线上损失的电压为ΔU＝IR＝PU R.[多选]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(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失D．可加快输电的速度解析：由P＝IU得，I＝PU，当输送功率P一定时，采用高压输电，U大则I小，输电线中的电流就小，由P线＝I2r，在要求输电线损耗一定的情况下，就可选电阻率略大一点的材料做导线．若输电线确定，则可以减少输电线上的能量损失，故A、C正确．交流电的频率是固定的，不需要调节．输电的速度就是电磁波的传播速度，是一定的，故B、D不正确．考点二高压交流输电的电路分析1．远距离输电电路图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 U2＝n1n2＝I2I1，U3U4＝n3n4＝I4I3U2＝U线＋U3，I2＝I3＝I线．(3)输电电流：I线＝P2U2＝P3U3＝U2－U3R线.(4)输电导线上损耗的电功率：P线＝I线U线＝I2线R线＝(P2U2)2R线．3．处理远距离输电问题的方法及步骤(1)处理方法：处理远距离输电问题的方法，关键是抓住一图三线，一图即输电的电路图，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，即可找到突破口．(2)处理输电问题的步骤：①画出图上所示的输电过程的示意图；②在示意图上标出各物理量，找出已知量、未知量和待求量；③围绕三条线展开分析．4．需要区分的几组概念(1)功率方面：输送电功率、线路损失功率、用户端功率；(2)电压方面：发电机输出电压、升压变压器输出电压、线路损失电压、降压变压器输入电压、用户电压；(3)电流方面：升压变压器原线圈中电流、输电导线中的电流、用户端电流；(4)电阻方面：发电机内阻、线路电阻、用户端用电器电阻；(5)变压器方面：升、降变压器，原、副线圈匝数等．总之，这些物理量不一定全用，但毕竟较多，使用时一定要明确各物理量表示的意义．(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.【例2】某发电机的输出电压为220 V，输出电功率为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110的升压变压器升压，经输电线路后，再用原、副线圈匝数比为101的降压变压器降压供给用户．(1)求用户得到的电压和功率；(2)若不经过变压而用该线路直接送到用户，求用户得到的电压和功率．本题的解题思路如下：画出远距离输电示意图→升压变压器的相关分析→输电线路的相关计算→降压变压器的相关分析→用户得到的电压和功率[★★答案★★](1)219.6 V43.92 kW(2)180 V36 kW [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U1 U2＝n1n2，解得U2＝n2n1U1＝2 200 V副线圈中的电流I2＝PU2＝20 A输电线路上损失的功率为P损＝I22R线＝80 W用户得到的功率为P用＝P－P损＝43.92 kW输电线路上损失的电压为ΔU＝I2R线＝20×0.2 V＝4 V 降压变压器原线圈两端的电压为U3＝U2－ΔU＝2 196 V 降压变压器原、副线圈两端的电压之比为U3 U4＝n3n4，解得U4＝n4n3U3＝219.6 V用户得到的电压为U用＝U4＝219.6 V.(2)若不经过变压而用原线路直接送到用户，输电线路中的电流为I＝PU＝44×103220A＝200 A输电线路上损失的功率为P′损＝I2R线＝8 kW损失的电压为ΔU′＝IR线＝40 V则P′用＝P－P′损＝36 kW，U′用＝U－ΔU′＝180 V.总结提能在解答远距离输电问题时，可根据题意画出远距离输电的电路示意图，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置；然后抓住远距离输电的“两头”——发电站和用电器，分析一条线——输电线；最后研究两次电压变换——升压和降压．某学校有一台应急备用发电机，内阻为r＝1 Ω，升压变压器的匝数比为14，降压变压器的匝数比为41，输电线的总电阻为R＝4 Ω，全校22个教室，每个教室用“220 V,40 W”的灯泡6盏，要求所有灯都正常发光，求：(1)输电线上损耗的电功率多大？(2)发电机的输出功率多大？(3)发电机的电动势多大？★★答案★★：(1)144 W(2)5 424 W(3)250 V解析：(1)根据题意，画出从发电机到教室灯泡之间的传输过程，如图所示．所有灯都正常工作的总功率为P′2＝22×6×40 W＝5 280 W灯泡都正常工作时的总电流为I′2＝P′2U′2＝5 280220A＝24 A两个变压器之间输电线上的电流为I R＝I2＝I′24＝6 A故输电线上损耗的电功率P R＝I2R R＝144 W.(2)升压变压器的输出功率为P′1＝P R＋P′2＝5 424 W. 而发电机输出功率即为升压变压器的输入功率，P出＝P1＝P′1＝5 424 W.(3)降压变压器上的输入电压U2＝4U′2＝880 V输电线上的电压损失为U R＝I R R＝24 V因此升压变压器的输出电压为U′1＝U R＋U2＝904 V升压变压器的输入电压为U1＝U′14＝226 V升压变压器的输入电流为I1＝4I R＝24 A发电机的电动势E＝U1＋I1r＝226 V＋24×1 V＝250 V.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，其中客观原因是电网陈旧老化．近来进行农村电网改造，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(C)A．提高输送功率B．减小输电导线的长度C．提高输电的电压D．减小输电导线的横截面积解析：为减少远距离输电的损耗，可以提高输电的电压，故C项正确；提高输送功率不能减少远距离输电的损耗，减小输电导线的长度的方法不可取，减小输电导线的横截面积反而会增大损耗，故A、B、D均错误．2．[多选]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(ACD)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：接入电路的用电器消耗的总功率增加，电路传输的功率就要增加，因此通过升压变压器初级线圈中的电流变大，则其次级线圈即输电线上的电流增加，高压输电线路上的电压损失变大，A、C对；根据U1U2＝n1n2知升压变压器次级线圈两端的电压不变，因输电线上电压降增大，所以降压变压器初级线圈两端的电压减小，则降压变压器次级线圈两端的电压变小，B错，D对．3．用一台型号为AED6500S的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图所示，发电机到安置区的距离是400 m，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为2.5×10－4Ω，安置区家用电器的总功率为44 kW，当这些额定电压为220 V的家用电器都正常工作时(C)型号AED6500S输出电压范围220～300 V最大输出功率60 kWA.B．发电机的实际输出电压为300 VC．在输电线路上损失的电功率为8 kWD．如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是300 V解析：当这些额定电压为220 V的家用电器都正常工作时，输电线路中的电流为I＝PU＝200 A，A错误；导线电阻为R＝2.5×10－4×400×2 Ω＝0.2 Ω，则发电机的实际输出电压为U输＝U＋IR＝260 V，B错误；在输电线路上损失的电功率为P损＝I2R＝8 kW，C正确；如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压的最大值是U m＝2U输≈368 V，D错误．4．500千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3 200万千瓦，原来采用200千伏输电，由于输电线有电阻而损失的电功率为P，则采用500千伏超高压输电后，在输电线上损失的电功率为(设输电线的电阻未变)(B)A．0.4P B．0.16PC．2.5P D．6.25P解析：根据P损＝P2送U2r可知：当输电电压由200 kV升高到500 kV时，其线路损耗由P减小到0.16P，选项B正确．5．[多选]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，下列说法中正确的是(CD)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．输电线上损失的功率增大D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大解析：由题意可知升压变压器输入电压不变，则输出电压不变，A错误；在电能输出过程中有：I＝PU，U线＝IR线，U3＝U2－U线，因P变大，I变大，所以U线变大，降压变压器初级线圈电压U3变小，则降压变压器的输出电压变小，B错误；由P损＝(PU)2R线，因P变大，所以P损变大，C正确；根据P损P＝(PU)2R线P＝PR线U2，因P变大，所以比值变大，D正确．感谢您的下载!快乐分享，知识无限！由Ruize收集整理！感谢您的下载!快乐分享，知识无限！由Ruize收集整理！。