高中物理 第5章 交变电流 5 电能的输送学案 新人教版选修3-2-新人教版高中选修3-2物理学案VIP专享VIP免费

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＝ρ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110kV,220kV,330kV，输电干线已采用500kV，西北电网甚至达到750kV.(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，(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＝·r，ΔP＝·r得U′＝8U.]输电线上电压和功率损失的计算1.输电线上的电功率损失(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＝I2R线；②P线＝IU线；③P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＝I2R线＝R线，因此输电电压若提高到nU，则P损将减为原来的.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1000kV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...