3.4 电能的输送（好课件）-2022-2023学年高二物理同步备课精编优选课件+导学案（人教版2019选择性必修第二册）

§4 电能的输送 高二物理（人教版2019） 选择性必修 第二册 第三章 交变电流 电能的产生与输送： 新课引入 发电站 核能 水能 太阳能 风能 转化为 电能 再输送给 普通家庭用户 企事业用户 当电能在从发电站传输给用户的过程中我们要考虑什么问题？要注意什么？ 新课引入 秦山核电站 三峡水电站 内蒙古光伏发电站 新疆风力发电站 1.发电的地方： 2.用电的地方： 大多在我国中西部 用电量大的城市大多在东部沿海 北京 上海 青岛 广州 新课引入 思考与讨论： 由于发电厂与用户在距离上的遥远，因此当电能在从发电厂传输给用户的过程中我们要考虑什么问题？要注意什么？ 电能输送基本要求： (1)可靠：是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。 (2)保质：就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。 (3)经济：是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小。 可靠、保质、经济 新课讲授 如何减少在输电过程中电能的损耗呢？ 一、降低输电损耗的两个途径 r 输电线 输电线 电 厂 用 户 U送 电厂向外输电时，其两端的电压即为输送电压。 输送电压： 电厂对外发出的功率即输送功率。 输送功率： 思考：导致输电过程中电能损耗的原因是什么？ 新课讲授 一、降低输电损耗的两个途径 r 输电线 输电线 电 厂 用 户 U送 问题探究1：输电线上损失的功率表达式是什么？ 若输电电流为I，输电线的电阻为r，则功率损失为ΔP=I2r 问题探究2：如何减小输电线上的功率损失？ 由ΔP=I2r可知： （1）减少输电线的电阻 （2）减少输电线的电流 新课讲授 （1）在理论上，若减少输电线电阻，输电线长度一定的情况下，可采取得措施： 由 可知： ②减少材料的电阻率ρ ①增加导线的横截面积S； 一、降低输电损耗的两个途径 1.减少输电线的电阻： （2）在实际上建设时，过粗的导线会耗费太多的金属材料，而且输电线太重，太 粗也给铺设工作带来困难。 新课讲授 假定输电线电路中的电流是I，用户端的电压是U，两条导线的总电阻为r。 思考与讨论： 新课讲授 r 输电线 输电线 电 厂 用 户 U送 U I (1)怎样计算输电线路损失的功率？ (2)在输电电流一定的情况下，如果线路的电阻减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一？在线路电阻一定的情况下，如果输电电流减为原来的一半，线路上损失的功率为原来的几分之一？ 思考与讨论： 新课讲授 r 输电线 输电线 电 厂 用 户 U送 U I (3)通过第2步的两项计算，你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更有效？ (4)怎样计算用户消耗的功率P？ (5)在用户的用电功率一定的前提下，怎样才能减小输电电流？ 2.减小导线中电流 由 P=IU 可知： 提高输电电压U送，便可减小输电电流I 思考：为什么不减小输送功率呢？ 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。 一、降低输电损耗的两个途径 新课讲授 新课讲授 新课讲授 二、电网供电 远距离输电过程示意图 新课讲授 四、电网供电 问题探究1：高压输电三个回路中，各部分的功率、电压和电流关系如何？ 1 4 2 2 3 U U U U R I F 用 线 r I1 I3 I4 n1 n2 n3 n4 P1 P2 P3 P4 功率关系： 电压关系： 电流关系： 新课讲授 问题探究:2：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？用户得到的功率和电压分别是多少？ 1 4 2 2 3 U U U U R I F 用 线 r I1 I3 I4 n1 n2 n3 n4 P1 P2 P3 P4 新课讲授 (1)升压变压器端： (2)输电线上: (3)降压变压器端： (损失的电压) 1 4 2 2 3 U U U U R I F 用 线 r I1 I3 I4 n1 n2 n3 n4 P1 P2 P3 P4 新课讲授 (损失的功率) 新课讲授 现在世界各国都不采用一个电厂与一批用户的“一对一”的供电方式，而是通过网状的输电线、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，这就是电网。 新课讲授 电网送电的优点： (1)降低一次能源的运输成本； (2)调剂不同地区电力的供需平衡； (3)电力的供应更加可靠，质量更高； A 课堂练习 课堂练习 D 课堂练习 课堂练习 C 课堂练习 课堂练习 AC 课堂练习 课堂练习 Lavf58.12.100 Lavf58.12.