高中物理 第二章 交变电流 第7节 远距离输电学案 粤教版选修3-2-粤教版高二选修3-2物理学案VIP免费

第七节远距离输电学习目标知识脉络1.知道从电厂到住宅的输电过程和输电线路．2．了解输电线上的功率损耗与何种因素有关及降低功率损耗的措施．知道高压输电的道理．(重点)3．了解高压交流和高压直流输电的优缺点．4．会利用变压器的规律和能量守恒的观点对简单的远距离输电进行定性分析和计算．(重点、难点)为什么要高压输电1．基本要求既能安全、保质，又能减少电能损耗，降低输电系统成本．2．输电线路远距离输送电网基本结构：如图271所示(输出功率为P，输出电压为U)．图2713．功率损耗输电导线损失的电功率：由P损＝IR线可推得P损＝()2R线．4．两个关系功率关系：P入＝P线＋P用．电压关系：U2＝U线＋U3.1．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原因是什么？【提示】输电线路存在电阻．假设两条输电线的总电阻为r，在如图272所示的输电示意图中等效画为r，输送的功率1为P，发电厂输出的电压为U1.图272探讨1：输电线上损失的电压为多少？怎样减小输电线上损失的电压呢？【提示】由P＝U1I得I＝，所以ΔU＝Ir＝.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减小输电线路电阻；②减小输电电流．探讨2：怎样计算输电线路损失的功率呢？如何减少输电线路的功率损失呢？【提示】输电线路损失的功率ΔP＝I2r，减小输电线的电阻或输电线中的电流可减少输电线路的功率损失．1．电压损失输电线始端电压U与输电线末端电压U′的差值．ΔU＝U－U′＝IR.2．功率损失远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损失，损失的电功率，可用以下三式计算：(1)ΔP＝I2R；(2)ΔP＝IΔU；(3)ΔP＝.I为输电电流，R为输电线的电阻，ΔU为输电线上损失的电压．3．减小电压、功率损失的方法(1)减小输电线路的电阻由R＝ρ可知，距离一定时，使用电阻率小的材料，增大导体横截面积可减小电阻．(2)减小输电电流I由P＝UI可知，当输送功率一定时，升高电压可以减小电流．1．(多选)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′，用户得到的电功率为P用，则P′和P用的关系式正确的是()【导学号：97192092】A．P′＝B．P′＝C．P用＝P－D．P用＝P【解析】输电线电阻R＝ρ，输电电流I＝，故输电线上损失的电功率为P′＝I2R＝2ρ＝，用户得到的功率为，P用＝P－P′＝P.【答案】BD2．三峡电站某机组输出的电功率为50万千瓦．(1)若输出的电压为20万伏，则输电线上的电流为多少？(2)某处与电站间每根输电线的电阻为10欧，则输电线上损失的功率为多少？它占输出功率的几分之几？(3)若将电压升高至50万伏，输电线上的电流为多少？输电线上损失的功率又为多少？它占输出功率的几分之几？【解析】(1)由P＝UI得，I＝＝A＝2500A.2(2)输电线上损失的功率ΔP＝I2·2r＝25002×2×10W＝1.25×108W损失功率与输出功率之比为＝＝.(3)当电压升高至50万伏时I′＝＝A＝1000A输电线上损失的功率为ΔP′＝I′2·2r＝10002×2×10W＝2×107W.损失功率与输出功率之比为＝＝.【答案】(1)2500A(2)1.25×108W(3)1000A2×107W计算输电导线上功率损失的三种方法1．ΔP＝I2R，I为输电导线中的电流，R为导线的电阻．2．ΔP＝，ΔU为输电导线上损失的电压，R为导线的电阻．3．ΔP＝ΔUI，ΔU为输电导线上损失的电压，I为导线中的电流．远距离输电电路的分析与计算1．降低输电损耗的途径(1)减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况下，为减小电阻，应当选用电阻率小的金属材料，还要尽可能增加导线的横截面积．(2)减小输电线中的电流：为了减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电电压．2．高压直流输电(1)直流输电的优点不存在感抗和容抗引起的电能损失．(2)直流输电的基本过程在发电站区域经变压器升压，由换流设备将交流电变成直流电，用高压直流电进行远距离传输，在用户区域由换流设备将直流电变为交流电，经变压器降压送给用户．1．远距离输电时，当输送电...