第3章 5 高压输电-2021-2022学年高中物理选修1-1【名师导航】同步Word教参(人教版)

五、高压输电 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.知道为什么要用高压输电．(重点) 2．会计算输电过程的损失．(重点、难点) 3．掌握减少远距离输电能量损失的途径．(重点) 4．知道电网在能源利用上的作用． 一、减小电能输送损失的方法 1．输电损耗的原因：由于输电线路存在电阻，就会产生热效应引起电能的损耗；损耗的电能会随着输送电能的增大和线路的增长而增大． 2．减小输电损耗的方法：(1)减小输送线路的电阻，其途径： ①尽量采用导电性能好的材料，②使导线粗一些． (2)减小输送的电流，在输送功率一定时，必须提高送电的电压． 二、电网供电 1．电网 将多个电厂发的电通过输电线、变电站连接起来，形成全国性或地区性输电网络． 2．优点 (1)在一次能源产地使用大容量的发电机组，降低运输一次能源的成本． (2)保证发电与供电系统的安全与可靠，协调不同地区电力供需的平衡． (3)根据火电、水电、核电的特点，合理地调度电力，使电力供应更加可靠，质量更高． 1．思考判断 (1)输电线路存在电阻，就一定会有电能的损耗． (√) (2)减小输电损耗的最好方法是提高输电电压． (√) (3)在电能的输送过程中，U为输电电压，r为输电线电阻，则输电线中电流为I＝.(×) (4)电网是将多个电厂发的电连接起来，形成输电网络． (√) (5)采用电网送电可以降低一次能源的运输成本，获得最大的经济效益． (√) (6)电网不能协调不同地区电力供需平衡． (×) 2．(多选)对于电能输送的以下说法，正确的是(　　) A．输送电能的基本要求是：可靠、保质、经济 B．减少输电导线上功率损失的唯一方法是采用高压输电 C．减少输电导线上功率损失的唯一方法是增大导线的横截面积 D．实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如：输送功率大小、距离远近、技术和经济条件等 AD　[在电能输送减少功率损失方面应综合考虑各方面的因素，基本要求是：可靠、保质、经济．所以只有A、D项是正确的．] 3．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＝，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＝I2R，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 C　[A中热功率P＝中U应为在输电线上减少的电压，而非输送电压，故不正确；B中P＝UI，若U小，I也小，则输送功率减小，以减小输送功率来减少线路损耗是没有意义的，所以也不正确．] 4．水电站给远处山村送电的输出功率是100 kW，用2 000 V电压输电，线路上损失的功率是2.5×104 W，如果改用20 000 V高压输电，线路上损失的功率是________ W. [解析]　P＝UI 得I＝＝50 A； 根据ΔP＝I2R，计算得到：R＝10 Ω 改用20 000 V高压输电I′＝＝5 A； 根据ΔP＝I2R＝250 W. [答案]　250 输电线上的功率损失和电压损失 1．输电线上的功率损失 由于P＝IU，则有输送电流I＝.设输电线电阻为R线，输电线上的电流为I线，则功率损失P损＝IR线＝R线． 2．输电线上电压损失 输电线上电阻两端电压ΔU＝I线R线，这样用户得到电压U′＝U－ΔU，即ΔU＝U－U′是导线中电压损失． 3．减少功率损失和电压损失的方法 (1)减小输电线上的电阻：即增大导线横截面积和用导电性能较好的材料，这种方法在实际生产中效果有限． (2)减小输电电流，在输出功率不变时，由P＝UI知可增大U来减小I. 【例1】　(多选)远距离输送一定功率的交流电，若输电线电阻一定，下列说法正确的是(　　) A．输电线上的电压损失跟输电电压成正比 B．输电线上的功率损失跟输电电压成正比 C．输电线上的功率损失跟输电电压的平方成反比 D．输电线上的功率损失跟输电线上的电压损失的平方成正比 CD　[由I线＝可知ΔP＝·R线，选项C对；ΔU＝·R线，选项A错；ΔP＝，选项D对．此题容易犯的错误是将输电电压与损失电压相混而错选B.] [注意事项]　 输电电压是指在高压输电线始端的电压U，损失电压是指降落在输电线路上的电压ΔU＝IR线． ［跟进训练］ 1．输电导线的电阻为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∶U D．U2∶U1 C　[由P＝UI得输电线中的电流I＝.输电线中损失的功率ΔP＝I2r＝()2r＝，即在输送功率和输电线电阻不变的情况下，ΔP1∶ΔP2＝U∶U.] 远距离输电过程 1.输送电能的过程 发电站→升压变压器→高压输电