2019-2020学年粤教版高中物理选修3-2（课件+教师用书+课时分层作业）：第2章 第7节　远距离输电 (3份打包)

第七节　远距离输电 [学习目标]　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) 一、高压输电原理 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：如图所示(输出功率为P，输出电压为U)． 3．功率损耗 输电导线损失的电功率：由P损＝I)2R线．R线可推得P损＝( 4．两个关系 功率关系：P入＝P线＋P用． 电压关系：U2＝U线＋U3. 二、远距离输电 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．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (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．(√) (4)远距离输电时，当输送电功率不变，提高输电电压，能减小电流，提高输电效率．(√) (5)远距离输电，若用高压直流输送可以减小因感抗和容抗造成的损失．(√) 2．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．减小输电线长度 C．减少通电时间 D．采用高压输电 D　[从造成电能损失的原因分析，要减少电能损失，需要减小电阻、减小输电电流，减小电阻已达到目前技术的极限了，因此，应当采用高压输电，减小输电电流．] 3．输电导线的总电阻为R，输送电功率为P.现分别用U1和U2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为 (　　) A．U1∶U2 B．U∶U C．U D．U2∶U1∶U C　[由公式P＝IU得输电线中的电流I＝，选项C正确．]∶U，故P损1∶P损2＝U，输电线上损失的功率P损＝I2R＝ 输电线功率损耗的计算 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． 【例1】　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？ 思路点拨：①由I＝算电流，由P＝I2R算损耗功率． ②由算输出功率占总功率的几分之几． [解析]　(1)由P＝UI得I＝ A＝2 500 A.＝ (2)输电线上损失的功率 ΔP＝I2·2r＝2 5002×2×10 W＝1.25×108 W 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＝1 000 A＝ 输电线上损失的功率为 ΔP′＝I′2·2r＝1 0002×2×10 W＝2×107 W 损失功率与输出功率之比为 .＝＝ [答案]　(1)2 500 A　(2)1.25×108 W　 (3)1 000 A　2×107 W　 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． 1．某发电厂原来用11 kV的交变电压输电，后来改用升压变压器将电压升到220 kV输电，输送的电功率都是P.若输电线路的电阻为R，则下列说法中正确的是(　　) A．根据公式I＝，提高电压后输电线上的电流降为原来的 B．根据公式I＝，提高电压后输电