2020_2021学年新教材高中物理第3章交变电流与远距离输电第4节电能的远距离输送学案鲁科版选择性必修220210224244.doc

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1、第4节　电能的远距离输送学习目标：1.[科学思维]理解降低输电损耗的两个途径，理解高压输电的原理，会计算输电损失。　2.[物理观念]了解高压交流输电与直流输电及其优缺点。　3.[科学思维]掌握远距离输电的典型电路，并能利用电路知识，变压器规律等解决有关问题。阅读本节教材，回答第69页“问题”并梳理必要知识点。教材P69问题提示：在保证输送电功率不变的前提下提高输电电压，会减小输电电流，从而减小导线上的电功率损失和电压损失。一、常用高压输电的原因1．两种损失比较两种损失主要原因大小表示减小办法电功率损失输电线有电阻电流产生焦耳

2、热ΔP＝I2R减小R减小I电压损失输电线电阻的电压降ΔU＝IR2.降低两种损失的途径——高压输电输送一定功率电能，输电电压越高，输电线中电流越小，导线因发热而损耗的电能越少，线路上电压的损失也越少。二、高压交流输电与直流输电1．高压交流输电系统(1)输电环节：在发电站附近用升压变压器升高电压，用输电线输送到远方，在用电地区附近，用降压变压器降到所需电压。(2)远距离输电电路图如图所示：-12-2．高压直流输电(1)采用高压直流输电的原因当交流输电功率很大时，导线的电感、电容引起的电压及电能损失很大；同一电网供电的发电机同步运

3、行，技术上也存在困难。(2)高压直流输电系统的工作程序：交变电流升压后输送到整流器，把高压交变电流变换成高压直流电流，经由高压直流线路输送到用电地区后，逆变器将高压直流电流变换成高压交变电流，再经降压变压器降压。(3)高压直流输电系统的优点①不存在感抗和容抗引起的损耗。②节省材料，输电结构简单，占地面积小。③不需要考虑电网中的各发电机的同步运行问题。三、电能的利用与社会发展1．发电机、电动机在工业上的运用，克服了蒸汽机在使用过程中存在的不少难题，体现出许多优越性。与蒸汽机相比，电动机灵活、小巧、适应力强，更加广泛地应用于工业

4、生产领域。2．目前使用的电能，主要来自热能、水能、原子能、风能等其他形式的能量，这些能量转换为电能都离不开发电机。火力发电，是利用石油、煤炭和天然气等燃料燃烧时产生的热能将水加热，产生高压水蒸气，推动汽轮机转动，带动发电机的转子转动，将机械能转化为电能，再通过外电路把电能输送出去；水力发电和风力发电则是直接利用水和风带动发电机的转子转动，将机械能转化为电能。高铁、动力机械等，都是利用电动机的通电线圈受到磁场的力的作用而发生转动，将电能转化为机械能。3．电能的利用提高了劳动生产率，解放了劳动者。1．思考判断(正确的打“√”，错

5、误的打“×”)(1)为了减少能量损失，要高压输电，而且越高越好。(×)(2)输送功率一定时，提高输送电压，可以减少功率损失。(√)-12-(3)电压损失ΔU＝IR线和电功率损失ΔP＝I2R线中I可以通过I＝求得。(√)(4)负载越多，即用电高峰期，ΔU、ΔP也越大。(√)(5)高压直流输电与高压交流输电的区别在于输送环节。(√)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

6、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．输电线的电阻共计为r，输送的电功率为P，用电压U送电，则用户能得到的电功率为(　　)A．PB．P－rC．P－D.rB　[输电电流I＝，输电线上损耗功率为ΔP＝I2r＝2r，用户得到功率为P用＝P－ΔP＝P－I2r＝P－2r，故B正确，A、C、D错误。]-12-输电线上电

7、压和功率损失的计算如图所示的输电线路，为什么在用电高峰期家中的白炽灯灯光较暗？怎样才能减小导线上损失的电压呢？提示：用电高峰期高压输电线和变压器到家庭的输电线中电流较大，有较大的电压损失，因此加在白炽灯上的电压变低，达不到额定功率，因此白炽灯灯光较暗；为减小导线上损失的电压可减小输电线电阻，提高输电电压。1．功率损失的原因在电能输送过程中，电流流过输电线时，因输电线有电阻而发热，电能必有一部分转化为内能而损失掉。2．若输电线的电阻为R线，输电电流为I，输电线始端和末端的电压分别为U和U′，则：(1)电压损失ΔU＝U－U′＝I

8、R线；(2)功率损失ΔP＝I2R线＝IΔU＝。3．若输电功率P不变，输电电压提高到nU，可使输电电流减小到，则：(1)电压损失减小到；(2)功率损失减小到。【例1】　在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。有一个小型发电站，输送的电功率P＝500kW，当使用U＝5kV的电压输电时