高中物理 第五章 交变电流 5.5 电能的输送学案 新人教版选修32

人教版高中物理选修3-2 第五章交变电流第五节电能的输送学案1、输电过程中的电能损失原因是什么？根据你分析的原因，设想如何减少电能损失？
2、如何减小导线发热呢？
3、通过上问的讨论，你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效？
4、在保证用户电功率的前提下，怎样才能减小输电电流？
5、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？
6、如何计算输电线路中损失的功率？如何计算用户消耗的功率？
请阅读课本中本节“电网供电”内容并总结输电过程，回答下面的问题
7、如何进行高压输电？高压电输到用电区附近时，为什么要把电压降下来？。

(浙江专版）2０１7－2０18学年高中物理第五章交变电流第5节电能的输送教学案新人教版选修3-2编辑整理:尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望（(浙江专版)2017-2018学年高中物理第五章交变电流第５节电能的输送教学案新人教版选修3－2)的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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5 电能的输送知识内容电能的输送考试要求必考加试ｃ课时要求１。

了解输电导线电能损失的主要原因，知道减少电能损失的两条途径．2.理解采用高压输电的原因,认识高压输电的局限性．3.认识电网的重要作用，认识电网安全对社会的重要性. 4．会求解输电导线上的功率损失等问题．一、降低输电损耗的两个途径[导学探究] 如图1所示,假定发电厂输出的电压为U，输送功率为Ｐ,输电线路中的电流是I,两条导线的总电阻是r(在图中把导线电阻集中画为r）．那么:图1(1）用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗？(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?降低功率损耗有哪些途径?答案（1)不相等，由能量守恒知,发电厂输出的电能等于用户得到的电能与输电线上损失的电能之和.（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.功率损失的表达式：ΔP＝I２r=＼f(Ｐ２,U2）ｒ,所以降低功率损耗的两个途径为：①减小输电线的电阻r;②减小输电电流I，即提高输送电压Ｕ。

[知识梳理］1．电压损失:输电线始端电压U与末端电压U′的差值ΔU＝U-Ｕ′=Ir．２．功率损失:电流的热效应引起功率损失ΔP＝Ｉ2r。

第五节电能的输送教学目标：(一)知识与技术一、明白“便于远距离输送”是电能的长处之一；明白输电的进程。

二、明白什么是导线上的功率损耗和电压损耗；明白如何减小损耗。

3、理解为何远距离输电要用高压。

4、会设计电能输送的示用意，并理解电压损耗和能量损耗的关系。

五、培育学生综合全面的分析问题和解决问题的能力。

六、培育学生实事求是的科学态度。

（二）进程与方式一、利用研究性学习小组的调查和学生合作学习彼此结合，探索物理规律。

二、利用多媒体课件与课堂演示实验彼此结合，探讨物理规律。

（三）情感态度与价值观一、通过我国超导研究的介绍，激发学生的爱国热情。

二、通过对实际生活中的电能输送问题分析讨论，激发学生探索物理规律的热情。

3、通过学生对用电情形调查和计算，培育学生从身旁事做起养成节约能源的好适应。

4、体验合作探讨学习的快乐，调节人际交往能力，协调能力。

教学重点：设计电能输送的示用意，并理解输电进程中的电压损耗和能量损耗的关系。

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

教学方式：探讨、教学、讨论、练习教学用具：录像资料，多媒体课件。

教学进程：(一)新课引入1、简单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，西部地域缺电严峻。

你能按照所学的物理知识，从研究者的角度对电能的节约输送给几点更好的建议？师：我国最大的发电站是三峡。

三峡电站对咱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域为分析后面的输电图做铺垫。

师：从三峡到华东地域遥遥数千里如何减小输电进程中的能量损耗是值得探索的问题。

（二）新课教学1、布置合作学习任务：请以学习小组为单位展开讨论，从减小电阻方面考虑，你有什么好的建议呢？并将你们的讨论结果写在合作学习交流卡上。

学习小组合作学习。

学生在学习小组中发表意见，在组内及组与组之间互动交流。

（117）5.5 电能的输送【教学目标】1．通过对输电线路功率损耗的分析讨论，知道降低损耗的两个途径，了解增大导线横截面积的局限性。

2．了解从变电站到用户的输电过程。

知道远距离输电时运用高电压的道理。

3．结合电路知识，通过小组讨论分析，抓住输电线路与升压变压器和降压变压器上的电压关系、电流关系和功率关系这一主线，学会处理远距离输电问题。

4．通过学习，对电网供电的基本特性有一个基本的认识，能够解释其中的一些现象。

【预习任务】阅读教材完成以下任务：1．识记：电能输送的基本要求。

2．理解：降低输电损耗的两个途径。

3．思考：教材“思考与讨论”中的5个问题。

【思考与讨论】1．从发电站经升压变压器、降压变压器直至用户，各处的电压、电流、功率关系?请画出结构简图。

2．阅读教材P47“输电新技术”一文，谈谈你对高压输电的局限性的理解？【自主检测】1．输送电能的基本要求是；；。

减小电能损失的有效图径有；。

在输送功率P一定的情况下，输电电压升高10倍，输电线电阻电能损失降低为原来的。

2．教材中“问题与练习”第1题。

3．教材中“问题与练习”第2题。

4．教材中“问题与练习”第3题。

5．教材中“问题与练习”第4题。

【组内检查】1．画出电能输送模型、把握电压、电流、功率关系高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。

那么，高中物理考试答题技巧及注意事项有哪些呢？下面和小编一起来看看吧！高中物理考试答题技巧选择题的答题技巧解答选择题时，要注意以下几个问题：（1）注意题干要求，让你选择的是“不正确的”、“可能的”还是“一定的”。

（2）相信第一判断：只有当你发现第一次判断肯定错了，另一个百分之百是正确答案时，才能做出改动，而当你拿不定主意时千万不要改。

特别是对中等程度及偏下的同学尤为重要。

切记：每年高考选择题错误率高的不是难题，而是开头三个简单题。

不要再最简单的地方，轻敌栽坑！实验题的做题技巧（1）实验题一般采用填空题或作图题的形式出现。

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。

第五章交变电流第五节电能的输送【学习目标】1．了解远距离输电的意义；2．理解远距离输电中的输电损耗及解决方案；3．理解远距离输电的模型并能进行计算。

【重点、难点】重点：（l）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；难点：远距离输电原理图的理解．预习案【自主学习】1．远距离输电的基本原理：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．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，配电所的变压器再将高压交变电流________成适合用户的电压、电流，送达用户．【学始于疑】为什么远距离输电要用高压输电？（1）发电站一般建设在什么地方？（2）输电过程中主要考虑什么问题？（3）如何减少电能的损失和保证输电质量？探究案【合作探究一】问题1：（1）如何计算输电电流？（2）如何计算电能功率损失？（3）如何计算电压损失？问题2：目前全国电力紧缺，初步统计有24个省地区已经拉电、限电，浙江是全国缺电之最，每年（去年）供给海宁的总电量为204841.81万千瓦时，缺电量15%，短期内不可能改变。

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？导航：1、从学过的电阻定律角度分析R =ρL/S你有什么好的建议呢？2、减小电流的角度考虑。

你有什好的建议呢？归纳总结1．任何输电线都有_______，当电路中有电流通过时，存在功率损失和电压损失。

【教学过程设计】【导入新课】环节一展示生活用电图片1、随着科技的进步，我们的生活越来越离不开电了，那么电是怎样产生的呢？答：发电厂环节二展示各种发电站2、你们知道都有哪些类型的发电厂呢？答：水力发电站，风力发电站，火力发电站，核力发电站等等3、这些发电站距离我们都比较远，我们怎样用电呢？答：输电线。

这就涉及一个电能输送的问题。

今天我们就来研究一下电能输送的相关问题。

【推进新课】同学们通过预习，请回答这个问题：环节三：讨论为什么不直接从发电站输送用户例1：输送10Kw的电功率，采用400V的电压输电，线路总电阻为10Ω，（1）输电导线中的电流是多少？线路损失的电压是多少？用户得到的电压是多少？（2）输电线中损失的电功率是多少？用户得到的电功率是多少？ΔP= I2r线展示图片，提高学习兴趣联系实际，导入新课板书：电能的输送学生预习教师提问增加互动引导学生讨论：1、电能输送的基本要求是什么？2、电能为什么会有损耗呢？3.、怎样计算输电线路损失的功率ΔP？环节四：探究降低输电损耗的途径根据公式P=ΔP+P 用分析，如果发电站的输出功率一定，即P一定，在输电线上损失的功率越多，我们用户得到的功率就越少。

那么根据公式ΔP=I 2r ，1、 降低输电线上损失的电功率有哪些途径呢？ 答：1）减小输电线的电阻，（2）减小输电电流。

2、 根据电阻定律，输电长度一定的情况下，如何减小电阻呢？答：（1）用电阻率较小的材较料 （2）增加导线的横截面积展示各金属的金属率（1） 我们选择银做输电线的材料吗？为什么？ 答：不，银太贵，不经济，也不安全。

（2） 我们选择那种材料做输电线的材料？ 答：我们选择铜和铝输电线的材料。

（3） 探讨增大输电线路的面积对减小电阻的可行性 把功率P =200KW 的电能用铝线输送到L=10Km 以外的地方，要使功率损耗为输电功率的10％，如果用U=110V 的电压输电，导线的截面积S 约需多大？（ρ＝2.9×10-8Ω·m ）答：不可以，太粗用材料很多，给线路铺设带来很多困难。

5.5 电能的输送【学习目标】1．了解互感器的结构及工作原理2．知道远距离输电减小能耗的方法，熟练掌握利用有关规律解决远距离输电的有关问题【重点难点】重点：远距离输电减小能量损失的分析依据和方法及解决有关问题的规律应用难点：远距离输电过程的分析导学流程【了解感知·夯实基础】一．互感器(1)电压互感器：用来把 电压变成 电压．(2)电流互感器：用来把 电流变成 电流．针对训练 钳形电流表的外形和结构如图10－2－2所示．图甲中电流表的读数为1.2 A ．图乙中用同一电缆线绕了3匝，则 ( )A ．这种电流表能测直流电流，图乙的读数为2.4 AB ．这种电流表能测交流电流，图乙的读数为0.4 AC ．这种电流表能测交流电流，图乙的读数为3.6 AD ．这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图乙的读数为3.6 A二、电能的输送1．根据P 损＝I 2R 线，减少输电电能损失有两种方法．(1)减小输电线的电阻：由R ＝ρl S可知，要减小输电线的电阻R 线，在输电距离不变情况下，可采用减小材料的 、增大导线的 等方法．(2)减小输电导线中的电流：在输电功率一定的情况下，根据P ＝ ，要减小电流，应提高输电电压．2．远距离输电的功率损失输送功率一定时，线路电流I ＝ ，输电线上损失功率P 损＝I 2R 线＝ R 线，可知P 损∝1U 2. (1)功率关系：P1＝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 3U 2＝ΔU ＋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)输电线上损耗的功率P 损＝I 线ΔU ＝I 线2R 线＝(P 2U 2)2R 线．当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的n 倍，输电线上损耗的功率就减少到原来的1n 2. 【深入学习·思路方法】例1．中国已投产运行的1000 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1000 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.P 4B.P 2C ．2PD ．4P例2．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2.0×105 AB ．输电线上由电阻造成的损失电压为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 ＝U2/r ，U 为输电电压，r 为输电线的电阻归纳总结：例3．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【迁移应用·能力提升】例4 某小型发电站的发电机输出交流电压为500 V ，输出电功率为50 kW ，如果用电阻为3 Ω的输电线向远处用户送电，这时用户获得的电压和电功率是多少？假如，要求输电线上损失的电功率是输送功率的0.6%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压变压器变为220 V 供用户使用，不考虑变压器的能量损失，这两个变压器原、副线圈的匝数比各是多少？[思路点拨] 先画出输电线路图，然后以变压器为界，分成几个独立的闭合电路，应用欧姆定律、串联和并联电路的特点及电功、电功率等有关公式分析各自的电流、电压和功率关系，各独立回路之间可通过变压器的n 1n 2＝U 1U 2＝I 2I 1及理想变压器P 1＝P 2等联系起来． [解析] 用500 V 电压送电时示意图如图所示，50 kW 的电功率在输电线上的电流I0＝P U 0＝50×103500A ＝100 A. 用户获得电压U 1＝U 0－I 0R ＝(500－100×3) V＝200 V用户获得的功率P 1＝I 0U 1＝2×104 W.改用高压输送时示意图如图所示，要求P 损＝0.6%P ，即P 损＝50×103×0.6% W＝300 W.输电电流I ＝P 损/R ＝300/3 A ＝10 A.发电站升压后输电电压U ＝P I ＝50×10310V ＝5000 V ， 升压变压器匝数比n 1n 2＝U 0U ＝5005000＝110， 输电线上损失的电压U′＝IR ＝10×3 V＝30 V.降压变压器的输入电压U 2＝U －U′＝(5000－30) V ＝4970 V ，降压变压器的匝数比n 3n 4＝U 2U 3＝4970220＝49722.提纲答案：针对训练：C 例1：A 例2：B 例3：CD【展示设计·学习交流】1．口头展示：远距离输电的能量损失分析和减小能耗的方法2．板书展示：提纲中例2、例3的分析方法3．学生在学习过程中生成的其他问题【合作探究·拓展知识】如图10－1－13所示，矩形裸导线框长边的长度为2L ，短边的长度为L ，在两个短边上均接有电阻R ，其余部分电阻不计，导线框一长边与x 轴重合，左边的坐标x ＝0，线框内有一垂直于线框平面的磁场，磁场的感应强度满足关系B ＝B 0sin(πx 2L )．一光滑导体棒AB 与短边平行且与长边接触良好，电阻也是R ，开始时导体棒处于x ＝0处，从t ＝0时刻起，导体棒AB 在沿x 方向的力F 作用下做速度为v 的匀速运动．求：(1)导体棒AB 从x ＝0到x ＝2L 的过程中力F 随时间t 变化的规律．(2)导体棒AB 从x ＝0到x ＝2L 的过程中回路产生的热量．高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

5 电能的输送[学习目标] 1.[物理观念]了解交变电流从发电站到用户的输电过程． 2.[科学思维]知道远距离输电时决定电能损失的因素，了解高压输电的原因．(重点) 3.[科学思维]知道远距离输电线路的基本构成，能够对简单的远距离输电线路进行计算．(难点)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：指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少．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；还可以选用电阻率较小的导体．(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输电电压．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．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(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．(√)(2)在输送功率和输电电压一定，使用同种材料的导线时，越粗的导线损失的电压越小．(√)(3)从发电厂发出的电输送到用户均需要采用高压输电．(×)(4)使用升压变压器和降压变压器进行远距离输电时，用户得到的电压可以高于发电机输出的电压．(√)(5)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．(×) 2．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( ) 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C [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 错误．]3．远距离输电中，当输送的电功率为P，输送电压为U时，输电线上损失的电功率为ΔP，若输送的电功率增加为4P ，而输电线中损失的电功率减为ΔP4，(输电线电阻不变)那么输电电压应增为( )A ．32UB ．16UC ．8UD ．4UC [根据题意知：ΔP ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2·r ，14ΔP ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫4P U ′2·r 得U ′＝8U .]输电线上电压和功率损失的计算1.(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＝I 2R 线；②P 线＝IU 线；③P 线＝U 2线R 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．电压损失与输电电压的关系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＝I 2R 线＝P 2U 2R 线，因此输电电压若提高到nU ，则P 损将减为原来的1n2.4．注意：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，可将输电线看作纯电阻电路，不再考虑感抗和容抗对交流电路的影响．【例1】 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，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，不考虑其他因素的影响．则( )A ．输电电流变为原来的2倍B ．输电线上降落的电压将变为原来的2倍C ．输电线上降落的电压将变为原来的12D ．输电线上损耗的电功率将变为原来的12C [根据输送电功率P 输＝U 输I 输及P 输不变，可知，输电电流I 输＝P 输U 输∝1U 输，当U 输变为原来的2倍时，I 输变为原来的12，选项A 错误；输电线上降落的电压U 降＝I 输R 线∝I 输，所以，当输电电流变为原来的12时，输电线上降落的电压也变为原来的12，选项B 错误，C 正确；输电线上损耗的电功率P 损＝I 2输R线∝I 2输，所以输电线上损耗的电功率将变为原来的14，选项D 错误．] 【例2】 某变电站用220 V 的电压输电，导线上损失的功率为输送功率的20%.若要使导线上损失的功率降为输送功率的5%，则输电电压应为多少？[解析] 设输送功率为P ，输电电压U 1＝220 V 时，损失功率ΔP 1＝20%P 又因为ΔP 1＝I 21R 线，I 1＝PU 1解得ΔP 1＝P 2U 21R 线现要求ΔP 2＝5%P ，同理ΔP 2＝P 2U 22R 线因此可得ΔP 1ΔP 2＝20%5%＝U 22U 21所以U 2＝2U 1＝440 V. [答案] 440 V上例中，若输电电压不变，输电线的电阻应变为原来的多少倍？ 提示：ΔP ＝I 2R 线则ΔP 1ΔP 2＝20%5%＝R 线1R 线2＝41 输电线的电阻应变为原来的14.计算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 .(1)P 损＝ΔUI ＝ΔU 2R 线，ΔU 是输电线两端的电压，即输电线上损失的电压．(2)P 损＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2R 线，U 是指输送电压，即从发电站发出后，经过变压器升高后的电压．[跟进训练]1．远距离输电，输电功率一定，当输电电压为U 0时，输电线上的电流为I 0，损失的电功率为P 0.则当输电电压提高为2U 0时( )A ．由I ＝U R得，输电线上的电流变为2I 0B ．由I ＝P U 得，输电线上的电流变为I 02C ．由P ＝U 2R得，输电线上损失的电功率为4P 0D ．由P ＝IU 得，输电线上损失的电功率为2P 0B [设输电线的电阻为R ，当输电线上的电流为I 0时，损失的电功率为P 0＝I 20R .当输电电压提高为2U 0时，由I ＝PU 可知输电线上的电流变为I 02，输电线上损失的电功率为P 损＝⎝ ⎛⎭⎪⎫I 022R ＝P 04，故选项B 正确．]远距离输电1.远距离输电的几个基本关系式(1)功率关系：P 1＝P 2，P 2＝P 损＋P 3，P 3＝P 4. (2)电压关系：U 1U 2＝n 1n 2，U 2＝U 线＋U 3，U 3U 4＝n 3n 4.(3)电流关系：I 1I 2＝n 2n 1，I 2＝I 线＝I 3，I 3I 4＝n 4n 3.(4)输电电流：I 线＝P 2U 2＝P 3U 3＝U 线R 线＝U 2－U 3R 线.(5)输电导线上损耗的电功率P 损＝P 2－P 3＝I 2线R 线＝U 2线R 线＝U 线I 线．(6)输电导线上的电压损失U 线＝I 线R 线＝U 2－U 3.2．两个联系(1)线圈1(匝数为n 1)和线圈2(匝数为n 2)中各个量间的关系是：U 1U 2＝n 1n 2，I 1n 1＝I 2n 2，P 1＝P 2.(2)线圈3(匝数为n 3)和线圈4(匝数为n 4)中各个量间的关系是：U 3U 4＝n 3n 4，I 3n 3＝I 4n 4，P 3＝P 4.【例3】 发电机的输出电压为220 V ，输出功率为44 kW ，每条输电线的电阻为0.2 Ω，求： (1)此时用户得到的电压和电功率各为多少？(2)如果发电站先用变压比为1∶10的升压变压器将电压升高，经同样的输电线路后经10∶1的降压变压器将电压降低后供给用户，则用户得到的电压和电功率各是多少？思路点拨：[解析] (1)输电线上的电流I R ＝P U＝44 000220A ＝200 A损失的电压U R ＝I R R ＝2×0.2×200 V＝80 V 损失的功率P R ＝U R I R ＝80×200 W ＝16 kW故用户得到的电压U 用户＝U －U R ＝140 V 用户得到的功率为P 用户＝P －P R ＝28 kW. (2)已知升压变压器的匝数比n 1∶n 2 ＝1∶10输入电压U 1＝220 V因此，升压变压器的输出电压U 2＝n 2n 1U 1＝2 200 V输电线上的电流I R ′＝PU 2＝44 0002 200 A ＝20 A损失的电压U R ′＝I R ′R ＝2×0.2×20 V＝8 V 损失的功率P R ′＝U R ′I R ′＝8×20 W＝160 W因此，降压变压器的输入电压U 3＝U 2－U R ′＝2 192 V 已知降压变压器的匝数比n 3∶n 4＝10∶1 所以用户得到的电压U 4＝n 4n 3U 3＝219.2 V用户得到的功率P 用户′＝P －P R ′ ＝43.84 kW.[答案] (1)140 V 28 kW (2)219.2 V 43.84 kW处理远距离输电的方法技巧(1)画好一张图——远距离输电示意图 (2)抓住电两端——发电站和用户(3)分析一条线——输电线(4)研究两次变——升压变压器升压和降压变压器降压(5)区分三个量——输送电压(功率)、损失电压(功率)、用户电压(功率)[跟进训练]2．输送4.0×106 W 的电能，若发电机输出电压为2 000 V ，选用变压器升压后应用横截面积为4.25 cm 2的铜导线，把电能送到400 km 远处，线路损耗的功率为5.0×105 W ．若已知铜的电阻率ρ＝1.7×10－8 Ω·m，求： (1)应选用匝数比为多少的升压变压器；(2)在用户方使用降压变压器，其原线圈两端的电压为多大． [解析] (1)由P ＝I 2R 得I ＝P R，式中P 为线路损耗功率，R 为线路总电阻，两条导线总电阻R ＝ρL ′S ＝ρ2LS，则R ＝1.7×10－8×4×105×24.25×10－4 Ω＝32 Ω 所以I ＝P R＝125 A因为P 输入＝P 输出，所以在升压变压器副线圈两端的电压为U 2＝P 2I＝3.2×104 V故n 1n 2＝U 1U 2＝116.(2)设U ′2为降压变压器原线圈两端的电压，则U ′2＝U 2－IR ＝2.8×104 V.[答案] (1)1∶16 (2)2.8×104 V1．[物理观念]输电线上电能损失、远距离高压输电的原理．2．[科学思维]体会降低输电损耗的两个途径，能分析计算高压输电的损耗情况． 3．[科学思维]能分析远距离输电的基本过程，会对基本的远距离输电线路进行定量计算． 4．[科学思维]体会远距离输电的基本要求和电网供电的优点，并能据此设计基本的供电框架图．1．关于电能输送的以下分析，正确的是( ) A ．由公式P ＝U 2R知，输电电压越高，输电线上功率损失越少B ．由公式P ＝U 2R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 C [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，选项C 正确．]2．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( )A.ρlI UB ．I 2ρC.2ρlI UD.2UlIρC [因为导线的总长度为2l ，所以电压降U ＝IR ＝Iρ2l S ，解得S ＝2ρlIU，故选项C 正确．]3．(多选)如图为远距离输电示意图，发电机的输出电压U 1和输电线的总电阻r 、理想变压器匝数均不变，且n 1∶n 2＝n 4∶n 3.当用户用电器的总功率增大时( )A ．U 1∶U 2＝U 4∶U 3B ．用户的电压U 4增加C ．输电线上的损失功率增大D ．输电线上损耗的功率占总输送功率的比例增大 ACD [根据U 1U 2＝n 1n 2，U 3U 4＝n 3n 4以及n 1∶n 2＝n 4∶n 3，知U 1∶U 2＝U 4∶U 3，故A 正确．用户用电器总功率增大时，输送功率变大，输电线上的电流增大，根据P 损＝I 2r 知，输电线上损耗的功率增大，根据ΔU ＝Ir 知，输电线上的电压损失变大；发电机的输出电压U 1不变，则升压变压器的输出电压U 2不变，降压变压器的输入电压U 3变小，用户的电压U 4减小，故B 错误，C 正确.P 损P＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 22 r P＝PU 22r ，输送电压U 2和线路电阻r 不变，所以损耗功率占总功率比例增大，故D 正确．]4．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I 1，其末端间的电压为U 1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I 2，则( )A ．用户端的电压为I 1U 1I 2B ．输电线上的电压降为UC ．理想变压器的输入功率为I 21rD ．输电线路上损失的电功率为I 1UA [理想变压器输入和输出功率相同，设用户端得到的电压为U 2，则有I 1U 1＝U 2I 2，U 2＝I 1U 1I 2，选项A 正确；输电线上的电压降为ΔU ＝I 1r ，或者ΔU ＝U －U 1，选项B 错误；理想变压器的输入功率为P＝I 1U 1，选项C 错误；输电线路上损失的电功率为ΔP ＝I 21r ，选项D 错误．]高中物理学案大全，高考学案大全。

第五章 第5节《电能的输送》导学案班级： 组别： 组名： 姓名：【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、掌握什么是输电线上的功率损失和如何减少功率损失。

（重点、难点）3、掌握什么是输电导线上的电压损失和如何减少电压损失。

（重点、难点）4、理解远距离输电要用高压，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。

（难点）【学习方法】：讨论、讲解、探究【知识链接】：1、电阻定律=R ，电功率P 电= ，热功率P 热= 。

2、理想变压器原副线圈的电压之比=21U U ,电流之比=21I I . 【学习过程】：前面我们学习了电磁感应现象和发电机，通过发电机我们可以大量地生产电能。

比如，葛洲坝电站通过发电机把水的机械能转化为电能，发电功率可达271.5万千瓦，这些电能主要输送到华中、华东地区。

今天，我们就来学习电能的输送有关知识。

知识点一： 降低输电损耗的两个途径下图为从发电厂到用户，电能的输送示意图。

1、请在图中恰当的位置标出所给的物理量：输电线路中的输送电流为线I ，两条输电线的总电阻为线R ,输P 为发电厂输出的功率，线P 为输电线路中损失的功率，用P 为用户接受到的功率，输U 为发电厂的输送电压，线U 为输电线路中损失的电压。

2、输电线路中损失的功率线P = 。

3、有几种途径降低输电损失？每种情况具体怎么操作？4、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，线路上损失的功率将减为原来的 ；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 。

5、通过计算你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效？6、若发电厂输送的电功率为输P ，用户得到的功率为用P ，线路中损耗的功率为线P ，则它们应当满足什么关系？知识点二：高压输电的原因问题一、若发电厂输送的电功率为输P ，输送电压为输U ，则输送电流线I = ， 输电线总电阻为R ，则线路中损耗的功率线P = 。