55电能的输送(学案).doc

电能的输送一、输电线上功率损失的计算降低输电损耗的两个途径1．输电线上的电压损失：ΔU＝U－U′＝Ir＝P U r.2．输电线上的功率损失(1)ΔP＝I2r，其中I为输电线上的电流．(2)ΔP＝ΔU·I或ΔP＝ΔU2r，其中ΔU为输电线上的电压损失．3．减少电压损失和功率损失的方法(1)减小输电线的电阻r，根据r＝ρLS，可减小电阻率ρ，目前一般用电阻率较小的铜或铝作为导线材料；也可增大导线的横截面积S，但这要多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难．(2)减小输电电流I，根据I＝PU，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，输送电流可减为原来的1n，输电线上的功率损耗将降为原来的1n2.1．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．P B．P－(PU)2·R C．P－U2R D．(PU)2·R答案 B解析用户得到的功率P得＝P－I2R＝P－(PU)2·R，所以B正确．2．某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线给500 km外的用户输电，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 答案 B解析 输电线上输送的电流为I ＝P U ＝3×106×103500×103 A ＝6×103A ，A 项错误；输电线上损失的电压为U 损＝IR ＝6×103×2.5 V ＝1.5×104 V ＝15 kV ，B 项正确；当用5 kV 电压输电时，输电线上损失的功率超过3×106 kW ，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．3．(多选)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 ＝U 2S ρlB ．ΔP ＝P 2ρl U 2SC ．P ′＝P －U 2S ρlD ．P ′＝P ⎝ ⎛⎭⎪⎫1－Pρl U 2S答案 BD解析 输电线电阻为R 线＝ρl S ，输电电流为I ＝PU ，故输电线上损失的电功率为ΔP＝I 2R 线＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2·ρl S ＝P 2ρl U 2S ，用户得到的电功率为P ′＝P －ΔP ＝P ⎝ ⎛⎭⎪⎫1－Pρl U 2S .二、远距离高压输电线路的分析与计算 远距离高压输电电路中的各种关系解决远距离输电问题时，需要画输电电路图，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(如图所示)2．抓住两个联系(1)理想升压变压器联系回路1和回路2 即U 1U 2＝n 1n 2，I 1n 1＝I 2n 2，P 1＝P 2.(2)理想降压变压器联系回路2和回路3即U 3U 4＝n 3n 4，I 3n 3＝I 4n 4，P 3＝P 4.3．掌握一个定律根据能量守恒定律得P 2＝ΔP ＋P 3.1．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，流入用户端的电流是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 12rD ．输电线路上损失的电功率为I 1U 答案 A解析 根据理想变压器的工作原理，得I 1U 1＝I 2U 2，所以用户端的电压U 2＝I 1U 1I 2，选项A 正确；输电线上的电压降U ′＝I 1r ＝U －U 1，选项B 错误；变压器的输入功率P 1＝I 1U －I 12r ＝I 1U 1，选项C 错误；输电线路上损失的电功率P ′＝I 12r ＝I 1(U －U 1)，选项D 错误．2．(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.当用户用电器的总电阻减小时( )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 ．用户消耗的功率等于发电机的输出功率 答案AC解析 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．用户用电器总电阻减小，则电流增大，所以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，发电机的输出电压不变，则升压变压器的输出电压不变，降压变压器的输入电压变小，用户的电压U 4减小，故B错误，C正确．用户消耗的功率等于发电机的输出功率与输电线上损失的功率之差，故D错误．3．图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压u＝U m sin ωt的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为()A．(n1n2)U m24r B．(n2n1)U m24r C．4r(n1n2)2(PU m)2D．4r(n2n1)2(PU m)2答案 C解析原线圈两端电压的有效值U1＝U m2，根据U1U2＝n1n2可得U2＝⎝⎛⎭⎪⎫n2n1U m2，又因为T是理想变压器，所以副线圈的输出功率等于原线圈的输入功率P，所以输电线上的电流I＝PU2，输电线上损失的电功率为P′＝I2·2r＝4r⎝⎛⎭⎪⎫n1n22⎝⎛⎭⎪⎫PU m2，所以C正确，A、B、D错误．4．一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输给用户，已知发电机的输出功率为500 kW，路端电压为500 V，升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶5，两变压器间输电线的总电阻为1.5 Ω，降压变压器的输出电压为220 V，不计变压器能量损耗，求：(1)升压变压器的副线圈两端电压；(2)输电导线上的功率损失；(3)降压变压器原、副线圈的匝数比；(4)用户得到的功率．答案(1)2 500 V(2)60 kW(3)10∶1(4)440 kW解析输电线路原理图如图所示(1)升压变压器的副线圈两端电压U2＝n2U1n1＝2 500 V.(2)输电导线上的电流I2＝P2U2＝P1U2＝200 A输电导线上的功率损失P损＝I22r线＝60 kW (3)输电导线上的电压ΔU＝I2r线＝300 V降压变压器原线圈的电压U3＝U2－ΔU＝2 200 V，降压变压器原、副线圈的匝数比为n3n4＝U3U4＝10∶1(4)用户得到的功率P用＝P1－P损＝440 kW5．风力发电作为新型环保能源，近年来得到了快速发展，如果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．答案(1)见解析图(2)1∶20240∶11(3)96 kW解析(1)如图所示(2)输电线损失的功率P损＝P×4%＝100 kW×4%＝4 kW.输电线电流I2＝P损R线＝4×10310A＝20 A.升压变压器输出电压U2＝PI2＝100×10320V＝5×103 V.升压变压器原、副线圈匝数比：n1 n2＝U1U2＝250 V5 000 V＝120.电压损失U损＝I2R线＝20×10 V＝200 V. 降压变压器原线圈两端电压U3＝U2－U损＝4 800 V.降压变压器原、副线圈匝数比n3 n4＝U3U4＝4 800 V220 V＝24011.(3)用户得到的电功率P用＝P－P损＝96 kW.。

导学案：第五节电能的输送教学目标：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.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的损失.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.一、输电线上的功率损失和电压损失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.远距离大功率输电面临的困难是在输电线上有损失和损失.输电线上功率损失的原因是 .功率损失的表达式是 .如何减小输电线上的电压损失？ .如何减小输电线的电阻呢？ .如何减小输电线中的电流呢？ .二、几种输电模式低压输电: 输电功率为100 kW以下，距离为几百米以内，一般采用220V的电压输电.高压输电: 输电功率为几千千瓦到几万千瓦，距离为几十千米到几百千米，一般采用35 kV或110 kV的电压输电.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.我国远距离输电采用的电压有哪几种？ .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？ . 三、远距离输电原理图根据电路图并写出各部分关系式：四、例题分析例 1.某交流发电机输出功率为5×105 W，输出电压为U=1.0×103 V，假如输电线的总电阻R=10 Ω，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户使用电压U=380 V.（1）画出输电线路的示意图（标明各部分的符号）（2）所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少？画出电路图并写出各部分关系式并解答：例2.单相交流发电机的路端电压为220V，输出的电功率为4400W，发电机到用户单根输电线的电阻为2Ω，求：（1）用户得到的电压和电功率各是多少？（2）如果用变压比为1∶10的升压变压器升压后向用户输电，用户处再用变压比为10∶1的降压变压器降压后使用，那么用户得到的实际电压和电功率又是多少？。

高中物理5.5 电能的输送学案新人教版选修5、5 电能的输送导学案【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、【学习重点和难点】重点：理解减少电能损失的两条途径。

难点：远距离输电回路的分析。

【自主学习】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：保证供电线路可靠地工作，少有故障、(2)保质：保证电能的质量和稳定、(3)经济：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(1)输电线上的功率损失：ΔP＝，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：在输电距离一定的情况下，为了减小，应当选用的金属材料，还要尽可能增加导线的、②减小输电导线中的：为减小输电，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电、二、电网供电1、远距离输电基本原理：远距离输电的基本电路，如图所示、在发电站内用变压器，然后进行远距离输电，在用电区域通过变压器降压降到所需的电压、2、电网：通过输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成的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)减少的风险，调济不同地区电力供需的平衡，保障供电的、(3)合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高、【精讲点拨】一、输电电压与损失电压、输送功率与损失功率概念分析远距离输电原理示意图及输电过程(如上图所示)1、输电(送)电压是指加在高压输电线始端的电压，即升压变压器的输出电压U2、2、损失电压是指降落在输电线路上的电压，即ΔU=U线=I线R线、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、对于交流输电线路来说，造成电压损失的原因既有电阻又有感抗和容抗、其中电阻造成的电压损失ΔU=U线=I线R线、高中阶段在计算中只考虑输电线路电阻所造成的电压损失、例、随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩大，节能变得越来越重要、某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U1，输电导线总电阻为R，在某一时段用户需求的电功率为P0，用户的用电器正常工作的电压为U2、在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是()A、输电线上损耗的功率为B、输电线上损耗的功率为C、若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电D、采用更高的电压输电会降低输电的效率二、如何分析远距离输电回路1、解决远距离输电问题时，应首先画出输电的电路图，如图所示，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置、2、电路被划分为几个独立的回路，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、(1)第一个回路：I1＝I机， U1＝U机， P1＝P机， P1＝U1I1(2)第二个回路：①电流关系：I2＝I线＝I3 ②电压关系：U2＝ΔU＋U3 ③功率关系：P2＝ΔP＋P3P3＝U3I3 ， P2＝U2I2(3)第三个回路：I4＝I用， U4＝U用， P4＝P用， P4＝U4I4(4)第一个回路与第二个回路之间＝P1＝P2 ＝(5)第二个回路与第三个回路之间＝P3＝P4 ＝例、如图所示，学校有一台应急备用发电机，内阻为r＝1Ω，升压变压器匝数比为n1∶n2＝1∶4，降压变压器的匝数比为n3∶n4＝4∶1，输电线总电阻为R线＝4Ω，全校有22间教室，每间教室安装“220 V,40 W”的电灯6盏，要求所有的电灯都正常发光，求：(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？【典例剖析】例1、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和用户得到的电压、(2)若改用5 000 V高压输电，用户端利用n1∶n2＝22∶1的变压器降压，求用户得到的电压、【跟踪发散】(xx福建理综)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例2、一座小型水电站，水以3 m/s的速度流入水轮机，而以1 m/s 的速度流出，流出水位比流入水位低1、6 m，水的流量为1 m3/s，如果水流损失的机械能有75%供给发电机、求：(g取10 m/s2)(1)若发电机效率为80%，则发电机的输出功率为多大；(2)若发电机的输出电压为240 V，输电线的总电阻Ω，允许损失的电功率为输出功率的5%，用户所需电压为220 V，则在送电过程中所用的升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比各是多少、【跟踪发散】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、已知输电线的电阻率ρ＝2、410－8 Ωm，导线横截面积为1、510－4 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、【达标检测】1、下列关于电能输送的说法正确的是()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唯一方法是采用高压输电C、减小输电导线上电压损失的唯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，如输电功率大小、距离远近、技术和经济条件等2、远距离输送一定功率的交流电，若输电线电阻一定，下列说法正确的是()A、输电线上的电压损失跟输电电压成正比B、输电线上的功率损失跟输电电压成正比C、输电线上的功率损失跟输电电压的平方成反比D、输电线上的功率损失跟输电线上的电压损失的平方成正比3、某发电站采用高压输电向外输送电能、若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电导线的总电阻为R、则下列说法正确的是()A、输电线上的电流I＝B、输电线上的电流I＝C、输电线上损失的功率P＝()2RD、输电线上损失的功率P＝4、在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，输电导线电阻率为ρ，截面面积为S，导线的总长度为L、输电线上损耗的电功率为P′，用户得到的电功率为P用，则P′和P用的关系式正确的是()A、P′＝B、P′＝C、P用＝P－D、P用＝P5、(xx浙江理综)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3106 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、0105 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9108 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6、某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电、已知输电线的总电阻为R，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1，降压变压器副线圈两端交变电压u＝220 sin100 πt V，降压变压器的副线圈与阻值R0＝11 Ω的电阻组成闭合电路、若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是()A、通过R0电流的有效值是20 AB、降压变压器T2原、副线圈的电压比为4∶1C、升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压D、升压变压器T1的输出功率大于降压变压器T2的输入功率7、如下图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少时，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8、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升压变压器升压，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，经降低变压器降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小9、(xx江苏单科)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10、如右图所示为理想变压器原线圈所接交流电压的波形、原、副线圈匝数比n1∶n2＝10∶1，串联在原线圈电路中电流表的示数为1 A，下列说法正确的是()A、变压器输出端所接电压表的示数为20 VB、变压器的输出功率为200 WC、变压器输出端的交流电的频率为50 HzD、穿过变压器铁芯的磁通量变化率的最大值为 Wb/s11、(xx全国Ⅱ)图中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连：P为滑动头、现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯泡L两端的电压等于其额定电压为止、用I1表示流过原线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，U2表示灯泡两端的电压，N2表示灯泡消耗的电功率(这里的电流、电压均指有效值；电功率指平均值)、下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是()12、某变电站用220 V的电压送电，导线损失的功率为输送功率的20%，若要使导线损失的电功率降为输送功率的5%，则输送电压应为多少？13、发电机的输出端电压为220V，输出功率为44 kW，输电线总电阻为0、2Ω，如果用初、次级线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线后，再用初、次级线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压后给用户供电、(1)求用户得到的电压和功率；(2)若不用升压和降压而直接向用户供电，求用户得到的电压和功率、。

5 电能的输送[学习目标] 1.理解输电线上电能的损失与哪些因素有关.2.理解减小电能损失的两个途径以及高压输电的原理.3.知道远距离输电的典型电路，并能利用变压器和电路的规律解决实际问题．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：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，电能损耗小．2．输电线上的功率损失：ΔP ＝I 2r ，I 为输电电流，r 为输电线的电阻． 3．降低输电损耗的两个途径(1)减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，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． 二、电网供电1．远距离输电的基本原理：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)减小断电的风险，调节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． [即学即用]1．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，与输电线电流的平方成正比．( √ )(2)由P ＝U 2r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．( √ )(4)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．输电线的总电阻为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________． 答案 U 22∶U 12一、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)用户两端的电压是多大？(2)用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗？(3)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)U ′＝U －ΔU ＝U －PUr .(2)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．(3)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 ＝I 2r ＝P 2U2r ，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 . [知识深化]1．输电线上的电压损失：ΔU ＝U －U ′＝Ir ＝PUr . 2．输电线上的功率损失(1)ΔP ＝I 2r ，其中I 为输电线上的电流．(2)ΔP ＝ΔU ·I 或ΔP ＝(ΔU )2r，其中ΔU 为输电线上的电压损失．3．减少电压损失和功率损失的方法(1)减小输电线的电阻r ，根据r ＝ρL S，可减小电阻率ρ，目前一般用电阻率较小的铜或铝作为导线材料；也可增大导线的横截面积S ，但这要多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难．(2)减小输电电流I ，根据I ＝P 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，输送电流可减为原来的1n ，输电线上的功率损耗将降为原来的1n2.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)在(1)情况下，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？答案 (1)2 500 A (2)1.25×108W 14(3)1 000 A 2×107W125解析 (1)由P ＝UI 得I ＝P U ＝5×108 W2×105 V＝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 ＝1.25×108W 5×108W ＝14(3)将电压升高至50万伏时，I ′＝P U ′＝5×108 W5×105 V＝1 000 A输电线上损失的功率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 ＝2×107W 5×108W ＝125. 例2 (多选)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，通过输电线的电流为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 12R 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 线2R 线＝IU 线，其中U 线＝U 1－U 2，故B 、C 、D 正确．P 损＝I 2r ＝(ΔU )2r＝ΔU ·I .式中必须注意，ΔU 为输电线路上的电压损失，而不是输电电压.二、远距离高压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、n 1、n 2、n 3、n 4线圈的电阻均忽略不计)．(2)若两个变压器均为理想变压器，则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：P 1＝U 1I 1第二个回路：U 2＝ΔU ＋U 3，P 2＝ΔP ＋P 3＝I 线2R ＋P 3 第三个回路：P 4＝U 4I 4(2)U 1U 2＝n 1n 2、I 1I 2＝n 2n 1、P 1＝P 2；U 3U 4＝n 3n 4、I 3I 4＝n 4n 3、P 3＝P 4. [知识深化]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32．抓住两个联系(1)理想升压变压器联系回路1和回路2 即U 1U 2＝n 1n 2，I 1n 1＝I 2n 2，P 1＝P 2.(2)理想降压变压器联系回路2和回路3 即U 3U 4＝n 3n 4，I 3n 3＝I 4n 4，P 3＝P 4. 3．掌握一个定律根据能量守恒定律得P 2＝ΔP ＋P 3.例3 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、副线圈的匝数比为1∶25，图4(1)求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流；(2)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．答案 (1)6 250 V 16 A (2)15.625 Ω 6 000 V 解析 (1)对升压变压器，据公式U 1U 2＝n 1n 2，有U 2＝n 2n 1U 1＝251×250 V＝6 250 VI 2＝P 2U 2＝P 1U 2＝100 0006 250A ＝16 A(2)P 损＝I 22R 线，P 损＝0.04P 1 所以R 线＝0.04P 1I 22＝15.625 Ω 因为ΔU ＝U 2－U 3＝I 2R 线 所以U 3＝U 2－I 2R 线＝6 000 V.1．(输电线上功率损失的计算)夏天由于用电器的增多，每年夏天都会出现“用电荒”，只好拉闸限电．若某发电站在供电过程中，用电高峰时输电的功率是正常供电的2倍，输电线电阻不变，下列说法正确的是( )A ．若输送电压不变，则用电高峰时输电电流为正常供电时的2倍B ．若输送电压不变，则用电高峰时输电线上损失的功率为正常供电时的2倍C ．若用电高峰时的输送电压变为正常供电的2倍，则此时输电电流为正常供电时的4倍D ．若用电高峰时的输送电压变为正常供电的2倍，则此时输电线损失的功率为正常供电时的4倍 答案 A解析 高压输电时P ＝UI ，I 是输送电路上的电流．用电高峰时，若输送电压不变，则I 为正常时的2倍，A 正确；输电线上损失的功率ΔP ＝I 2R 线，则损失功率变为正常时的4倍，B 错误；用电高峰时，若输送电压加倍，则I 不变，与正常时相同，C 错误；由ΔP ＝I 2R 线，知损失的功率不变，D 错误．2．(输电线上功率损失的计算)(多选)在如图5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5A ．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解析 发电厂的输出电压不变，升压变压器的输入电压不变，输出电压不变，选项A 错误；随着发电厂输出功率的增大，输电线中电流增大，输电线上损失的电压(ΔU ＝IR )增大，降压变压器的输入电压减小，降压变压器的输出电压减小，选项B 错误；随着发电厂输出功率的增大，输电线中电流增大，输电线上损耗的功率(ΔP ＝I 2R )增大，选项C 正确；输电线上损耗的功率ΔP ＝I 2R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P 输U 输2R ，输电线上损耗的功率占总功率的比例ΔP P 输＝R U 输2P 输，增大，选项D正确．3．(远距离高压输电的分析与计算)如图6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，流入用户端的电流是I 2.则( )图6A ．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 12r D ．输电线路上损失的电功率为I 1U答案 A解析 根据理想变压器的工作原理，得I 1U 1＝I 2U 2，所以用户端的电压U 2＝I 1U 1I 2，选项A 正确；输电线上的电压降U ′＝I 1r ＝U －U 1，选项B 错误；变压器的输入功率P 1＝I 1U －I 12r ＝I 1U 1，选项C 错误；输电线路上损失的电功率P ′＝I 12r ＝I 1(U －U 1)，选项D 错误．4．(远距离高压输电的分析与计算)(多选)如图7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.当用户用电器的总电阻减小时( )图7A ．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 ．用户消耗的功率等于发电机的输出功率 答案 AC解析 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．用户用电器总电阻减小，则电流增大，所以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，发电机的输出电压不变，则升压变压器的输出电压不变，降压变压器的输入电压变小，用户的电压U 4减小，故B 错误，C 正确．用户消耗的功率等于发电机的输出功率与输电线上损失的功率之差，故D 错误．5．(远距离高压输电的分析与计算)一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输给用户，已知发电机的输出功率为500 kW ，路端电压为500 V ，升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶5，两变压器间输电线的总电阻为1.5 Ω，降压变压器的输出电压为220 V ，不计变压器能量损耗，求：(1)升压变压器的副线圈两端电压； (2)输电导线上的功率损失； (3)降压变压器原、副线圈的匝数比； (4)用户得到的功率．答案 (1)2 500 V (2)60 kW (3)10∶1 (4)440 kW 解析 输电线路原理图如图所示(1)升压变压器的副线圈两端电压U 2＝n 2U 1n 1＝2 500 V.(2)输电导线上的电流I 2＝P 2U 2＝P 1U 2＝200 A输电导线上的功率损失P 损＝I 22r 线＝60 kW(3)输电导线上的电压 ΔU ＝I 2r 线＝300 V 降压变压器原线圈的电压U 3＝U 2－ΔU ＝2 200 V ，降压变压器原、副线圈的匝数比为n 3n 4＝U 3U 4＝10∶1(4)用户得到的功率P 用＝P 1－P 损＝440 kW。

选修3-2第五章第5节《电能的输送》课前预习学案一、预习目标预习发电站发出的电能是怎样输送到远方的，初步认识高压输电的原理及各参数的关系。

二、预习内容1、电功率损失和电压损失⑴功率损失：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。

出现功率损失。

△P= 。

⑵、电压损失：远距离输送电能，线路中电阻R 上消耗部分电压。

△U= 。

2、减少功率损失和电压损失的方法： ⑴、 ⑵、3、高压输电网络及各物理量间关系：⑴、远距离输电线路图： ⑵、常用分析公式：①、输电电流：I2=②、输电导线损失的电功率：P 损=③、输电导线损失的电压：U 损=三、提出疑惑同学们，通过你们的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中 疑惑点疑惑内容课内探究学案一、学习目标 （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.U 1 ~ 升压变压器降压变压器n 1 n 2 U 2 U 3 n 3 n 4 U 4 R I 1 I 2二、学习过程1、输送电能的过程请同学们思考：1。

发电站发出的电能是怎样输送到远方的呢？（学生自由回答）2.降低输电损耗的途径有哪些？哪些是可行的？3. 远距离输电为什么要用高电压？“思路是：输电→导线（电阻）→发热→损失电能→减小损失”2.请根据下图写出输电系统的“输电电压”、“用户得到的电压”和输电线上“损失的电压”若输电线电阻R，输电功率为P，输电电压U１，则输电导线的电流I2= ，输电导线上的电压降（电压损失）U损=I2R= ，输电导线上的功率损耗P损=I22R = = 。

3. 远距离输电的实例分析例题。

发电机的输出电压为220V，输出功率为44KW，每条输电线电阻为0.2Ω，求用户得到的电压和电功率各是多少？如果发电站先用变压比为1：10的升压变压器将电压升高，经同样输电线路后，再经过10：1的降压变压器降压后供给用户，则用户得到的电压和电功率又各是多少？解题过程：三、反思总结画出输电流程图：一台发电机输出的电功率为100kw，输出电压为250v，先欲向远处输电，若输电线总电阻为8Ω，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）、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？（3）、用户得到的电功率是多少？课后练习与提高1、说明书的部分内容如表所示．现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，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，该型导线单位长度的电阻为2.5×10－4Ω/m.安置区家用电器的总功率为44 k W，当这些家用电器都正常工作时，下列说法中正确的是()A.输电线路中的电流为20 AB．输电线路损失的电功率为8 000 WC．发电机实际输出电压是300 VD．如果该柴油发电机发的电是正弦交流电，则输出电压最大值是300 V2、如图所示，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通过远距离输送，再经变电所将高压变为低压．某变电所电压u0＝11 0002sin 100πt V的交流电降为220 V供居民小区用电，则变电所变压器()A．原、副线圈匝数比为50∶1B．副线圈中电流的频率是50 HzC．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参考答案：二、学习过程2 I2=P/U1 U损=I2R=PR/U1 P损=I22R =U额2/R=P2R/U123. 发电站输出的功率P出是一定的,当以220伏的电压输出时,输出电流应该是：I=P出/U出=44000W/220V=200A两条输电线路的总电阻为0.4Ω,则导线上损失的电功率为：P损=I2r=(200A)2×0.4Ω=16kW用户得到的电功率为P=P出-P损=44kW-16kW=27kW在导线上损失的电压为: U损=I2r=200V×0.4Ω＝80V．用户得到的电压为：U=U出-U损=220V-80V=140V如果用1：10的变压器将电压升高到2200V后再输送出去，则输出电流为： I=P出/U出=44000W/2200V=20AP损=I2r=(20A)2×0.4Ω=160W用户得到的电功率为P=P出-P损=44kW-160W=43.83kW在导线上损失的电压为: U损=I2r＝20V×0.4Ω＝8V．加到用户端变压器上的电压为：U=U出-U损=2200V-80V=2192V经过变压器降压后输送给用户的电压为：219.2V．三、四、（1）、（2）、n1：n2=1/16 ,n3：n4=190/11(3)、P 用=95KW课后练习与提高 1、解析：I 线＝I 0＝P 0U 0＝4.4×104220A ＝200 A ；线路损失功率P 线＝I 2线R 线＝8 000 W ，线路两端电压U ＝I 线R 线＝40 V ，所以发电机输出电压为260 V ；如果该柴油发电机发的电是正弦交流电，则输出电压最大值是260 2 V .答案：B2、解析：u 0＝11 0002sin 100πt V 中的11 0002指的是电压的最大值，有效值为11 000 V ，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＝100π可得频率为50 Hz ，变压器不改变电流的频率，因此，副线圈的频率也是50 Hz ，B 正确；电流与匝数成反比，即原线圈的电流比副线圈电流要小，因此，副线圈的导线要比原线圈粗，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． 答案：ABn 1I 1。

5.5《电能的输送》学案学时：1学时一、学习目标1.能说出电能输送的过程；2.能说出电能输送过程中有功率损失和电压损失，能表述降低这两种损失的途径。

3.能叙述输电过程的几个环节，并能够画出示意图，根据示意图会进行简单的计算。

二、学习重难点学习重点：输电线上损失电能的原因和输电线上损失的电能的计算。

学习难点：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。

三、自主学习过程活动1：学习电能输送的过程；1.请你阅读教材第1自然段，回答以下问题：①为什么存在远距离输电问题？②输送电能的基本要求是什么？活动 2.学习电能输送过程中有功率损失和电压损失，以及降低这两种损失的途径。

1.请你阅读教材“降低输电损耗的两个途径”，回答以下问题：①什么是输电线上的功率损失？②减小输电线上的功率损失有几种途径？这几种途径如何能够实现？③请你和同学一起来完成教材“问题与讨论”；哪一种减小输电线上的功率损失更有效更切实可行？④除功率损失以外，输电线上还有什么损失，用问题②中的减少功率损失的有效方法能有效减少这种损失吗？⑤在实际输电过程中，输电电压是不是越高越好呢？目前我国常用的远距离输电电压有哪几种？2.请你和同学一起来完成“问题与练习”第1,3题。

活动3.学习输电过程的几个环节，根据示意图会进行简单的计算。

1.请你阅读教材图5.5-3，说一说输电过程有哪几个环节？2.请你阅读教材“电网供电”部分，说一说采用电网供电的优点有什么？3.请你和同学一起来完成“问题与练习”第2题。

四、小结本节课你学到了什么？五、作业布置1.阅读教材“科学漫步”，了解输电的新技术。

2.请你独立完成“问题与练习”第4,5题。

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。

5.5节《电能的输送》学案[学习目标] 知道远距离送电的基本要求知道远距离输电的过程及原理[定向导学][自主学习]交流电源与输送电能的基本要求：_________ _________ _________[合作探究]降低输电损耗的途径问题：已知输电线上总电阻为10欧，输入功率为2.2KW,输入电压为220V. 问：①输电线上电流为多大?②输电线上损失的电压为多大?③用户得到多少电压?④输电线上消耗的功率为多大?小结：降低输电损耗的两个途径（1）减小输电线的______________，在输电距离一定的情况下，为了减小_____________，应当选用______________的金属材料，还要尽可能的增加导线的___________________（2）减小导线中的____________，为减小输电___________，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电____________。

（3）远距离输电的基本结构图阅读：电网供电——电网供电优点[课堂总结][有效训练]1、远距离输电时，为了减少输电线上电能损失，应（）A.提高输送电压，增大输送电流B.提高输送电压，减小输送电流C.减小输送电压，增大输送电流D.减小输送电压，减小输送电流2、在远距离输电中，输电线电阻一定，输送电功率一定，如果将输电电压提高到原来的10倍，则输电线上消耗的功率变为原来的（）A.10倍B.1/10倍C.100倍D.1/100倍3．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()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．②④4、发电机的输出电压为220V，输出功率为22kW，输电线总电阻为1Ω，求：（1）用户得到的电功率和电压。

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！。

高中物理 5.5 电能的输送学案新人教版选修5、5 电能的输送学习目标：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、充分理解；；中的物理量的对应关系3、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4、理解为什么远距离输电要用高压教学重点：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、教学难点：远距离输电原理图的理解过程与方法：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【预习案】一、复习知识：变压器的相关知识二、教材导读目标一：电功率损失和电压损失1、功率损失：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。

出现功率损失△P= 。

2、电压损失：远距离输送电能，线路中电阻R上消耗部分电压，即电压损失△U= 。

3、减少功率损失和电压损失的方法：⑴ ⑵【探究】我们已经找到了两种方法可以减少功率和电压的损失，那么我们现在考虑下哪种方法更合理而且效果更好呢？n1n2U2U3n3n4RU4RI1I2目标二：高压输电及各物理量间关系1、U1~远距离输电线路图如右图所示：降压变压器升压变压器2、常用分析公式：（1）远距离输电的电流：I2= （2）输电导线损失的电功率：P损= （3）输电导线损失的电压：U损=【例一】如果发电站发电机输出电压为220V，输出功率为44KW的电能通过电线直接供给用户，那么若每条输电线电阻为0、2Ω，求用户得到的电压和电功率各是多少？如果发电站先用变压比为1：10的升压变压器将电压升高，经同样输电线路后，再经过10：1的降压变压器降压后供给用户，则用户得到的电压和电功率又各是多少？（变压器为理想变压器）3、由上题的计算我们能得到什么样的结论？目标三：电网供电1、电网：2、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【训练案】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、若输电线中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）用户得到的电功率是多少？。