3.4 电能的传输（课件）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第二册同步导学案（教科版）

4　电能的传输 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 新课程标准 核心目标 知道远距离输电时通常采用高压输电的原因。 1.了解电网供电的有关知识，解释自然现象，解决实际问题。(物理观念) 2．探究电压损失、功率损失的关系。(科学探究) 3．通过科学方法(控制变量法)进行分析，获得结论。(科学思维) 4．体会高压输电知识在实际问题中的应用。(科学态度与责任) 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 必备知识 自主学习 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课时作业 巩固演练 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 [知识梳理] 一、电能输送中的电压损失和电能损耗 1．电能输送的原因 能源资源与 分布的不均衡。 电力负荷 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 2．输送电路中的电压损失与功率损耗 (1)设输电电流为I，输电线电阻为r，则损失的电压U损＝I·r，损耗的电功率P损＝ 。 (2)减小损耗的方法 ①减小输电线的 ，即在输电线长度L和材料一定的情况下，增大导线横截面积S来实现。 ②减小 ，由P＝UI知，可以通过提高 来减小I。 I2r 电阻 输电电流I 输电电压U 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 二、远距离输电系统 1．基本环节 2．电路原理图(如图) 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 三、直流输电 1．直流输电的优点：不存在 和 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，由整流设备将_______变成 ，用高压直流电进行远距离传输，在用户区域由________将直流电变为交流电，经变压器降压送给用户。 3．直流输电示意图 电感 电容 交流电 直流电 逆变器 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 [自主评价] 1．判断正误 (1)仅仅从减少能量损耗的角度看，输送功率一定的情况下，输电电压越高，损耗的能量越少。( ) (2)在输送功率和输电电压一定，使用同种材料的导线时，越粗的导线损失的电压越小。( ) (3)从发电厂发出的电输送到用户均需要采用高压输电。( ) √ √ × 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 (4)使用升压变压器和降压变压器进行远距离输电时，用户得到的电压可以高于发电机输出的电压。( ) (5)远距离输电时，若升压变压器匝数比为1∶n，降压变压器匝数比为n∶1，则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等。( ) √ × 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 2．情景思考 如图为一高压输电线路，随着电压的增加，用电危险性也会跟着增加，为什么还要采用高压输电？ 提示：输电功率P＝UI，在输送功率一定的情况下，提高输电电压，可减小输电电流，从而减少输电线上的电能损失。 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 要点一　输电线上的电压和能量损失 [情景探究]　远距离输电过程中，输电线上不可避免地有电压和能量损失，可通过哪些措施来降低输电线路的损失？ 提示：输电线路上的损失功率为P＝I2r，所以有两个途径可减少电能的损失，一是减少输电线路的电阻；二是减小输电导线中的电流。 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 4．注意：交流输电时，导线不但有电阻，还有线路的电感、电容产生的感抗和容抗，但高中阶段计算中，可将输电线看作纯电阻电路，不再考虑感抗和容抗对交流电路的影响。 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 [典例1]　某变电站用220 V的电压输电，导线上损失的功率为输送功率的20%。若要使导线上损失的功率降为输送功率的5%，则输电电压应为多少？ 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 [答案]　440 V 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 针对训练 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 答案：B 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 要点二　高压输电线路的分析与计算 [情景探究]　高压输电可以减少输电线上的电压和能量损失。 (1)如何完成高压输电和低压用电？ (2)若两个变压器均为理想变压器，则每个变压器中的电流、电压