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《2021_2022版高中物理第五章交变电流5电能的输送学案新人教版选修3_220210319248.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、高考电能的输送目标导航思维脉图1.理解输电线上电能的损失与哪些因素有关。(物理观念)2.理解减小电能损失的两个途径以及高压输电的原理。(科学思维)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。(科学态度与责任)必备知识·自主学习一、降低输电损耗的两个途径由欧姆定律I=可知,导体两端加的电压越大,导体中流过的电流越大,可在高压输电过程中,却有“提高电压,降低电流”的结论,这二者间是不是有矛盾?提示:不矛盾。欧姆定律是对纯电阻耗能元件而成立的定律,而“提高电压,降低电流”是从输送角度,由P=IU,且在P一定的条件下得出的结论,两者没有联系。1.输送电能的基本要求:
2、(1)可靠:指保证供电线路可靠地工作,少出现故障。(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=ρ看,在输电距离一定的情况下,可以增大导线的横截面积-17-/17高考,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;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。二、电网供电
3、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。4.关于电能的输送:解释符合科学实际的有:①③①输电线上损失的电功率,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=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
4、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。(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。(√)-17-/17高考(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需要采用高压输电。(×)(4)远距离输电线上的功率损失与输电线上电压损失的平方成正比。(√)(5)采用电网送电可以降低一次能源的运输成本,获得最大的经济收益。(√)关键能力·合作学习知识点一 降低
5、输电损耗的两个途径1.输电线上的电压损失:ΔU=U-U′=Ir=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=,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=ρ,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=,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,输电线上的功率损耗将降为原来的。如图所示,假定发
6、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:(1)用户两端的电压是多大?-17-/17高考(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?提示:(1)U′=U-ΔU=U-r。(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=I2r=r,所以降低功率损耗的两个途径为:
7、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。【典例】西双版纳州水资源丰富,利用水力发电的电力除了供应本地使用以外,还源源不断地输送至邻近东盟国家。2008年总装机容量175万千瓦的某某电站建成之后,采用高压将的电力对老挝北部供电,如果从某某到老挝北部的输电电线总。求:(1)输电线上损耗的功率。(2)输电线上损失的电压。(3)为了进一步节约能源,请你为输电环节提出改进措施。【审题关键】序号信息提取①输电电压U=110kV=1.1×105V②输送
