高中物理 第2章 交变电流 7 电能的输送教师用书 教科版选修3-2-教科版高二选修3-2物理学案VIP免费

7．电能的输送学习目标知识脉络1.理解输电线上损失的电能与哪些因素有关，以及减小损失的两个途径．(重点)2．理解高压输电的原理．会计算输电损失．(重点)3．了解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．(难点)4．输电网络的分析．(难点)电能输送中的电压损失和电能损耗[先填空]1．两种损失比较两种损失原因分析大小表示减小办法电压损失导线自身存在电阻rU损＝Ir减小r减小I功率损失导线有电阻电流热效应P损＝I2r减小I减小r2.降低两种损耗的途径——高压输电(1)由r＝ρ知，导线一般选铝为材料，ρ一定，在导线长度l确定情况下，要减小电阻，只能通过增大输电线的横截面积，这种方法给架设施工带来困难．(2)由P＝UI知，输送电功率不变的前提下，提高输电电压，会减小输电电流，从而减小导线上的发热损失和电压损失．这是降低两种损耗的有效途径．[再判断](1)由P＝UI知，功率损耗与电流成正比．(×)(2)电能的损耗受电流的影响比受电阻的影响更为显著．(√)(3)减小输电线电阻是降低电能损耗的最佳途径．(×)[后思考]电能输送中，U为输电电压，r为输电线电阻，则输电线中电流为I＝对不对，为什么？【提示】不对，因为U是输电电压，而不是输电线上损失的电压ΔU，输电线中电流应为I＝.1[合作探讨]探讨1：“提高电压，降低电流”与欧姆定律矛盾吗？【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．探讨2：减少输电线上的功率损失为什么要依靠高压输电？【提示】(1)电阻R＝ρ告诉我们，在输电距离L一定、选用电阻率ρ较小的铜或铝作导线后，必须增大导线的横截面积．但这样会耗费大量的金属材料，输电线太重也会给架设带来困难．(2)在线路和输送功率P不变时，P＝UI告诉我们提高输电电压可大大减少功率损失．[核心点击]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．功率损失的大小(1)设输电导线的总电阻为R，输电电流为I，则损失功率为P损＝I2R.(2)设输送的总电功率为P，输电电压为U，输电线的总长度为L，横截面积为S，电阻率为ρ，则输电电流I＝，输电线电阻R＝ρ，所以输电线上的功率损失可表示为P损＝I2R＝2·ρ.3．减小功率损失的方法根据公式P损＝I2R可知，减小输电线路上功率损失的方法有两种：(1)减小电阻据R＝ρ判断，①减小输电线的长度L：由于输电距离一定，所以在实际中不可能通过减小L来减小R.②减小电阻率ρ：目前，一般用电阻率较小的铜或铝作为输电线材料．③增大导线的横截面积S：这要多耗费金属材料，增大成本，同时给输电线的架设带来很大的困难．(2)减小输电导线的电流I据I＝判断，①减小输送功率：在实际中不能通过用户少用或不用电来达到减少损耗的目的．②提高输电电压U：在输送电功率P一定，输电线电阻一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，据P损＝2R可知，输电线上的功率损耗将降为原来的.1．(多选)远距离输送交流电都采用高压输电，其优点是()【导学号：31310119】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＝，输送的电功率P一定，采用高压输电，输电线中的电流就小，由P线＝I2r，要求输电线损耗一定的情况下，就可选横截面积较小的输电线，从而可以节省输电线的铜材料．若输电线确定，则可减少输电线上的能量损失，故A、C正确；交流电的频率是一定的，升高电压无法改变交流电的频率．输电的速度就是电磁波的传播速度，是一定的，故B、D错误．2【答案】AC2．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，已知输电线的电阻率为ρ，该输电线的横截面积最小值是()A.B.C.D.【解析】由欧姆定律有IR≤U，由电阻定律有R＝ρ，由以上两式解得：S≥，故B正确．【答案】B3．(多选)(2016·陕西高二检测)在远距离输电时，输送的电功率为P，输送电压为U，所用导线的电阻率为ρ，横截面积为S，总长度为L，输电线损失的电功率为P′，用户得到的电功率...