2015-2016学年高中物理人教版选修3-2同步课件：第五章 交变电流 5节 电能的输送.ppt

1、1.了解电能的输送。2.了解电能输送的模型。3.知道如何高效输电。4.知道电能输送的电学规律。本节课通过电能的输送视频影片展示现实生活中是如何来远距离输电的，给学生一个感性认识并导入新课。通过建立远距离输电的物理模型，让学生体会远距离输电的电学特点，并探讨出高压输电是远距离输电的好方法。再通过例题的讲解，帮助学生分析远距离输电中发电厂、用户、输电线上的电压、功率、电流关系，掌握远距离输电的电学规律。这节教材是学生综合运用前面所学知识解决实际问题的一个典型例子。通过本节的学习，要注意培养和提高学生运用物理知识分析、解决实际问题的能力。教材写得比较详细、通俗，可让学生阅读课本，然后提出一些问题引导

2、学生思考、讨论。讲解电路上的电压损失，是本节教材新增加的。目的是希望学生对输电问题有更全面、更深入和更接近实际的认识，知道影响输电损失的因素不止一个，分析问题应综合考虑，抓住主要方面。但真正的实际问题比较复杂，教学中并不要求深入讨论输电中的这些实际问题，也不要求对输电过程中感抗和容抗的影响进行深入分析。电能的输送rU送输送电压：电源向外输电时，其两端的电压即为输送电压。输送功率：电源对外发出的功率即输送功率。一般情况下用户到电厂的距离很远，输电线上的电阻 r 比较大在输电过程中，发电厂输送的电能是否全部给了用户？rU送U损U用由P=I 2r 可知：减小输电线的电阻减小输电线的电流2.若采用减小

3、导线电阻的方法，在输电线长度一定的情况下，应采用什么措施?减小材料的电阻率 减小输电线的长度 L增加导线的横截面积 S1.如何降低输电损耗？由 可知：LRS把功率为 220 kW 的电能用铝导线输送到 10 km 以外的地方，要使功率损失为输送功率的 10%，用 220 V 的电压输电，导线横截面积大约为多少?(铝的电阻率=2.9 10-8 m)S=132 cm2 在各种金属中银的电阻率最小，但价格昂贵，目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线，导线的横截面积能否无限制地增大？不能无限制地增大，因为这样会多耗费金属材料，同时输电线太重不利于架线。1.若采用减小导线中电流的方法，又应采用什么措施?减小

4、输送功率 P 由 P=IU 可知：提高输电电压 U可减小输电电流由于电站的装机容量一定，因此电站向外输送的电功率是一定的，即在实际中不能以用户少用或不用电来减少输电线上的功率损失。2.能否通过减小输送功率来减小输电电流?1.把功率为 22 kW 的电能用总电阻为 2 的导线输送到远方的用户，用 220 V 的电压输电，导线损失的功率为多少？若改用 22 kV 的电压输电，导线损失的功率又为多少？220 V 输电，损失的功率为24()4 10 WPPRU22 kV 输电，损失的功率为2()4 WPPRU由 P =I 2r 可知，在输电电流一定的情况下，线路电阻减为原来的一半，线路损耗的功率减为原

5、来的一半。在线路电阻一定的情况下，电压提高一倍，由 P=UI 可知：线路中电流减为原来的一半，而损耗的功率减为原来的四分之一。发电站 一次高压变电站 二次高压变电站 长距离输电线路 低压变电站 用 户 2121nnUU 1221nnII 4343nnUU 3443nnII 32II 32UUU21PP 32PPP43PP U1U4U2U3R用I2Fr线I1I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4P在高压输电模型中，设发电机的输出功率为 P，输送电压为 U1，输电线的电阻 r，升压变压器的原副线圈匝数分别为 n1、n2，降压变压器原副线圈分别为 n3、n4，你能算出线路中损失的功率和电压吗？用户

6、得到的功率和电压分别是多少？U1U4U2U3R用I2Fr线I1I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4P在发电机与升压变压器原线圈组成的回路中 输电线上损失的功率 用户得到的功率 221221()nPPI RRnU11PIU1221InIn1221nPInU2121()nPPPPPRnU 用户U1U4U2U3I2I1I3I4R在发电机与升压变压器原线圈组成的回路中 U1U4U2U3I2I1I3I4R输电线上损失的电压 1221n PUI RRn U21132121n Un PUUURnn U 434211433121()n Unn Un PURnnnn U 根据上述结果，高压输电能否真的有效降

7、低能量损耗及电压损耗？由 及 可知：电压越高，功率和电压损失确实越小，可以有效降低能耗和电压损耗。121n PURn U2121()nPPRnU低压输电：输电功率为 100 kW 以下，距离为几百米以内，一般采用 220 V 的电压输电。高压输电：输电功率为几千千瓦到几万千瓦，距离为几十千米到几百千米，一般采用 35 kV 或 110 kV的电压输电。超高压输电：输电功率为 10 万千瓦以上，距离为几百千米，必须采用 220 kV 或更高的电压输电。有 110 kV、220 kV、330 kV，输电干线采用 500 kV 超高压，西北电网的电压甚至达到 750 kV。1.远距离输送交变电流都采

8、用高压输电。我国西北电网正在建设 750 kV 线路。采用高压输电的优点是()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耗D.可加快输电的速度C2.在远距离输电过程中，为减少输电线路上的电能损失，可采用的最佳方法是()A.使输电线粗一些B.减短输电线长度C.减少通电时间D.采用高压输电D3.远距离输送一定功率的交变电流，若输电电压提高到原来的 n 倍，则下列说法中正确的是()A.输电线上的电流变为原来的 n 倍B.输电线上的电压损失变为原来的 1/n2C.输电线上的电功率损失变为原来的 1/nD.若输电线上的电功率损失不变，输电线路长度可变为原来的 n2 倍D4.下列关于减小远距离输电导线上热损耗的说法中，正确的是()A.因为热功率 P=U 2/R，所以应降低输送电压，增大输电导线电阻，才能减小输电导线上的热损耗B.因为热功率 P=IU，所以应采用低电压、小电流输电，才能减小输电导线上的热损耗C.因为热功率 P=I 2R，所以可采用减小输电线电阻或减小输送电流的方法来减小输电导线上的热损耗D.以上说法均不正确C5.发电厂发电机的输出电压为 U1，发电厂至学校的输电导线的总电阻为 R，通过导线的电流为 I，学校得到的电压为 U2，则输电导线上损耗的功率可表示为()BCDA.B.C.I2R D.I(U1-U2)RU21RUU221)(