高中物理 第4章 远距离输电 第3节 电能的远距离传输教师用书 鲁科版选修3-2-鲁科版高中选修3-2物理学案VIP免费

第3节电能的远距离传输学习目标知识脉络1.了解从变电站到用户的输电过程.2.理解降低输电损耗的两个途径及其各自的优缺点．(重点)3.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.(难点)4.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．(重点、难点)为什么采用高压输电1．电功率损失由于电流的热效应会引起电功率的损失，且满足P损＝I2R线，可以通过减小输电线的电阻或减小输送电流来减小电功率的损失．2．电压损失3．高压输电减小电阻要增粗导线，增粗导线又带来两个不利，其一，耗费更多的金属材料；其二，会使电抗更大，造成更大的电压损失．只有采用小电流输电才会避免上述问题，在保证输送功率不变的情况下，减小电流必须靠升高电压来实现．1．输电线上的电压损失可用ΔU＝Ir计算，r为输电线的电阻．(√)2．输电电压越高越好．(×)3．家庭用电常用铜导线，是为了减小输电导线的电阻，从而减小电能损失．(√)减小远距离输电过程中电功率损失的途径有哪些？【提示】减小输电线的电阻或减小输送电流．假定输电线路中的电流是I，两条导线的总电阻是r，在图中导线电阻集中画为r，输送1功率为P.发电厂输出的电压为U1，则输电线上损失的电压力Ir；用户得到的电压为U1－Ir.图431探讨1：怎样才能减小导线上损失的电压呢？【提示】减小输电线电阻，提高输电电压．探讨2：为什么在用电高峰期家中的白炽灯灯光较暗？【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．1．输电线上的功率损失(1)输电过程中功率损失的原因输电导线有电阻，因此当电能通过输电线送向远方，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)计算输电导线上功率损失的方法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.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＝()2ρ.(3)减小输电线上的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：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；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；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：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；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.2．输电线上的电压损失(1)在输电线上存在电压损失的原因输电导线有电阻，电流通过输电线时，会在线路上产生电势降落，致使输电线路末端的电压比起始端电压要低，这就是输电线上的电压损失．(2)计算输电线上的电压损失的方法如图432所示，U为发电厂的输出电压，P为发电厂的输出功率，U′为用电设备两端的电压，P′为用电设备的输入功率，则输电线上损失的电压为ΔU＝U－U′，且ΔU＝IR.图432(3)减少输电线路上的电压损失的方法2据ΔU＝IR可知，减小输电线路上电压损失的方法主要有两种：(1)减小输电线路的电阻；(2)减小输电电流I，即提高输电电压．3．高压输电由P＝UI可知，在保证输送功率P不变的情况下，提高输送电压U，才能减小输电线中的电流I，也就是说在远距离输电过程中，必须采用高压输电．1．(多选)如图433为远距离高压输电的示意图，关于远距离输电，下列表述正确的是()图433A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好【解析】根据输电原理，电路中的功率损耗ΔP＝I2R线而R线＝ρ，增大输电线的横截面积，输电线的电阻会减小，则能减小输电...