3.4 电能的输送 学案 -2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

电能的输送学案 【学习目标】 1．知道“便于远距离输送”是电能的优点，知道输电过程 2．知道降低输电损耗的两个途径 3．了解电网供电的优点和意义 【重点难点】 找出影响远距离输电损失的因素，使学生理解高压输电可减少功率与电压损失。 [预习案]1先通读教材，完成助读，熟记并理解基本知识，再完成检测；2独立完成，用时20分钟 一、教材助读 1、输送电能的基本要求是什么？ 输送电能的基本要求是：可靠、保质、经济。可靠，是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。保质，就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。经济是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小。 2、远距离大功率输电面临的困难是什么？ 在输电线上有功率损失。 3、输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？降低输电损耗的两个途径是什么？ 由于输电线有电阻，当有电流流过输电线时，有一部分电能转化为电热而损失掉了。这是输电线上功率损失的主要原因。 设输电电流为I，输电线的电阻为r，则功率损失为ΔP=I2r. 根据功率损失的表达式ΔP=I2r可知，要减少输电线上的功率损失，有两种方法：其一是减小输电线的电阻；其二是减小输电电流。 4、如何减小输电线的电阻呢？ 根据电阻定律可知r=ρ，要减小输电线的电阻r，可采用下述方法： ①减小材料的电阻率ρ.银的电阻率最小，但价格昂贵，目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线.ks5u.com ②减小输电线的长度l不可行，因为要保证输电距离. ③增加导线的横截面积，可适当增大横截面积。太粗不可能，既不经济又架设困难。[Ks5u.com] 5、电功率损失和电压损失 ⑴功率损失：远距离输送电能，由于输电线上的电流热效应，电能转化为热能。出现功率损失。△P= 。 ⑵、电压损失：远距离输送电能，线路中电阻R上消耗部分电压。△U= 。 6、减少功率损失和电压损失的方法： ⑴、 ⑵、 ( n 1 n 2 U 2 U 3 n 3 n 4 R U 4 R I 1 I 2 )7、高压输电网络及各物理量间关系： ⑴、远距离输电线路图：U1 ~ ⑵、常用分析公式： ①、输电电流：I2= ②、输电导线损失的电功率： P损= 降压变压器 升压变压器 ③、输电导线损失的电压： U损= 二、预习自测 1．输电线上的功率损失P＝________，降低输电损耗的两个途径为： ____________________，____________________. 2．远距离输电基本原理：在发电站内用________变压器______电压，然后进行远距离输电，在用电区域通过______变压器______所需的电压． 3．下列关于电能输送的说法中正确的是(　　) A．输送电能的基本要求是可靠、保质、经济 B．减小输电导线上功率损失的惟一办法是采用高压输电 C．减小输电导线上电压损失的惟一方法是增大输电线的横截面积 D．实际输电时，要综合考虑各种因素，如输电功率大小、距离远近、技术和经济条件等 4．如图所示为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述正确的是(　　) A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失 B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗 C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小 D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好 [探究案] ---- 合作学习：讨论、展示、点评、大胆质疑、共同探究（分组实验） 探究点一 降低输电损耗的两个途径 问题1 如何减小输电线中的电流呢？阅读并回答教材64页“思考与讨论”中的问题。 问题2以上两个途径中，哪一个对于降低输电线路的损耗更有效？举例说明。 探究点二 电网供电 问题3大型发电机发出的电压不符合远距离输电的要求，怎么办？而到达目的地的电压也不符合用户的要求，怎么办？请据我国远距离高压输电情况画一画远距离高压输电的原理图，并写出该电路中的电压损失及功率损失？ks5u.com 问题4是不是输电电压越高越好？为什么？ 针对训练： 1、在电能输送过程中，若输送的电功率一定，则在输电线上损失的电功率：（ ） A．随输电线电阻的增大而增大 B．和输送电压的平方成正比 C．和输电线上电压降落的平方成正比 D．和输电线中电流强度的平方成正比 2、输电线的电阻共计r，输送的电功率为p，输电电压为U，则用户能得到的电功率是（ ） A. P B.P－(P/U)r C.I2R D. (P/U)r 3、用6600V和220