201x201x高中物理5.6电能的输送新人教版选修

目标定位目标定位1.了解远距离输电线路的基本构成.2.掌握远距离输电线上的能量损失与哪些因素有关.3.应用理想变压器、电路知识对简单的远距离输电线路进行定量计算.第第6讲电能的输送讲电能的输送1预习导学预习导学 梳理识记点拨 2课堂讲义课堂讲义 理解深化探究3对点练习对点练习 巩固应用反馈一、降低输电损耗的两个途径一、降低输电损耗的两个途径1.输送电能的基本要求(1)可靠：保证供电线路可靠地工作，少有 .(2)保质：保证电能的质量 和 稳定.(3)经济：输电线路建造和运行的费用低，损耗少.故障电压频率电能2.降低输电损耗的两个途径输电线上的功率损失P ，I为输电电流，R线为输电线的电阻.(1)减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应当选用 的金属材料，还要尽可能 导线的横截面积.(2)减小输电导线中的 ：为减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要 输电电压.I2R线电阻率小增加电流提高二、电网供电二、电网供电1.远距离输电的基本原理：远距离输电的基本电路如图1所示.升压变压器图1在发电站内用 升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过 降压降到所需的电压.降压变压器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.电网送电的优点：(1)降低一次能源的 ，获得最大的经济效益；(2)减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡，保障供电的 .(3)合理调度电力，使电力的供应更加 ，质量更高.运输成本质量可靠想一想想一想在图1中，甲同学说U2I2R线，乙同学说P2I R线.他们的说法对吗？正确关系是什么？一、降低输电损耗的两个途径一、降低输电损耗的两个途径1.输电线上的功率损失(1)损失功率计算：设输电电流为I，输电线电阻为R线，则输电线上的功率损失为PI2R线.(2)减小输电线上功率损失的方法.减小输电线的电阻R线：由R线 得，要减小R线，在l保持不变的情况下，可以减小，增大S.减小输电电流I：由PUI得，在输送功率一定的情况下，提高输电电压，即可减小输电电流.采用高压输电是减小输电线上功率损失最有效、最经济的措施.2.输电线上的电压损失(1)输电线路始端电压U跟末端电压U的差值，称为输电线上的电压损失，UUU，如图2所示，电压损失还可以表示为UIR线 R线.图2(2)减少输电线上电压损失的方法.减小输电线的电阻.提高输送电压.例例1远距离输送一定功率的交变电流，若输电电压升高为原来的n倍，关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是(不考虑电抗产生的损失)()A.功率损失是原来的B.功率损失是原来的C.电压损失是原来的D.电压损失是原来的n倍答案答案BC针对训练针对训练发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电线总电阻为R线，通过输电线的电流为I，学校输入电压为U2，下列计算输电线功率损耗的式子中，正确的是()答案答案BCD二、远距离输电的输送电路及基本关系二、远距离输电的输送电路及基本关系1.输电线路的构成由发电机、升压变压器、输电导线、降压变压器、用电器构成.2.远距离输电的基本关系(如图3所示)图33.特别强调(1)升压变压器副线圈的电压不等于降压变压器原线圈的电压，输电线上的电压损失UI线R线，输电线上的功率损耗PI R线.(2)输电线的电阻计算时，应注意输电线长度为距离的两倍.(3)处理远距离输电问题.首先要画出输电线路示意图，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置.其次解题时要抓“两头”电源、用电器.要注意“中间一条线”输电线，以变压器为界将整个输电电路划分为三个独立的回路.以变压器为联系的纽带将“两头”与中间“输电线”联系起来，利用能量守恒、变压比、变流比等规律进行分析与计算.例例2如图4所示，发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户(升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器)，若发电机的输出功率是100 kW，输出电压是250 V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为125，求：图4(1)升压变压器的输出电压和输电导线中的电流；答案答案6 250 V16 A(2)若输电导线中的电功率损失为输入功率的4%，求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压.答案答案15.625 6 000 V例例3发电机两端的电压为220 V，输出功率44 kW，输电导线的总电阻为0.2，如果用原、副线圈匝数比为110的升压变压器升压，经输电线后，再用原、副线圈匝数比为101的降压变压器降压供给用户.(1)画出全过程的线路示意图；解析解析线路示意图如图所示.答案答案见解析(2)求用户得到的电压和功率；答案答案见解析(3)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的电压和功率.答案答案见解析输电线上损耗的问题输电线上损耗的问题1.某发电厂原来用电压为U1的交流电输电，后改用变压比为150的升压变压器将电压升高为U2后输电，输送的电功率保持不变.若输电线路的总电阻为R线，则下列说法中正确的是()选项B、D中的U2应为损失的电压，所以选项B、D错误.答案答案AC2.某水电站，用总电阻为2.5 的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3106 kW.现用500 kV电压输电，则下列说法正确的是()A.输电线上输送的电流大小为2105 AB.输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC.若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9108 kWD.输电线上损失的功率为P ，U为输电电压，R为输电线的电阻输电线上损失的电压为UIR61032.5 V104 V15 kV，B项正确；当用5 kV电压输电时，输电线上损失的功率若超过3106 kW，与实际情况相矛盾，故C项错误；当用公式P 计算损失的功率时，U为输电线上损失的电压而不是输电电压，D项错误.答案答案B远距离高压输电的应用远距离高压输电的应用3.某小型水电站的电能输送示意图如图5所示，发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器).要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则()图5C.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D.升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率考虑到输电线上有电功率的损失，可知D项对.答案答案AD