第3章 4.电能的输送-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修 第二册同步课堂高效讲义配套课件（人教版）

4.电能的输送 　　　　 第三章　交变电流 学科 知识 1．远距离输电过程中的损耗 2．远距离输电 学科 能力 1．会计算输电线上的功率损耗和电压损失 2．推理高压输电的原因 3．构建远距离输电模型，区分发电效率和传输效率，计算输电线上的电流、发电厂输送功率和电压、用户端得到的功率和电压 学科 素养 1．物理观念：认识远距离输电能量守恒关系 2．科学思维：通过降低输电损耗的分析，体会科学思维在构建物理模型中的重要作用 3．科学态度与责任：通过对简单的远距离输电线路分析与计算，体会科技对社会发展的推动作用 学习目标 知识点二　电网供电 知识点一　降低输电损耗的两个途径 随堂演练 课时精练 内 容 索 引 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 知识点一　降低输电损耗的两个途径 索引 情境导学 如图所示，假定发电厂输出的电压为U，输送功率为P，输电线路中的电流是I，两条导线的总电阻是r(在图中把导线电阻集中画为r)。那么： (1)输送到用户两端的电压U′与U、P、I及r之间有哪些关系式？ 提示： U′＝U－ΔU＝U－Ir＝U－ r。 (2)用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗？为什么？ 提示：不相等。由于输电线有电阻，有一部分电能转化为电热损耗掉了。 (3)功率损失的表达式是什么？降低功率损失有哪些途径？ 提示：ΔP＝I2r＝ r。降低功率损失的两个途径：①减小输电线的电阻r；②减小输电电流I，即提高输送电压U。 1．输送电能的基本要求 基础梳理 故障 电压 频率 电能 2．降低输电损耗的两个途径 (1)输电线上的功率损失：P＝______，I为输电电流，r为输电线的电阻。 (2)降低输电损耗的两个途径 ①减小输电线的______：在输电距离一定的情况下，为了减小______，应当选用电阻率小的金属材料，还要尽可能增加导线的__________。 ②减小输电导线中的______：为减小输电______，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电______。 I2r 电阻 电阻 横截面积 电流 电流 电压 1．输电线上功率的损失与输电线的电阻成正比，与输电线电流的平方成正比。( ) 2．由P＝ 可知，输电电压越小，输电线上电功率的损失就越小。( ) 3．高压输电线应选用电阻率小的金属材料，导线的横截面积越大越好。 ( ) 判断正误 √ × × 1．输电线上的电压损失ΔU 输电线上的电压损失ΔU是输电线路始端电压U与输电线路末端电压U′的差值，ΔU＝U－U′＝IR线＝ R线。 2．输电线上的功率损失ΔP (1)原因：输电线有电阻R线，电流I流过输电线时，电流的热效应引起电功率的损失。 (2)计算式：①ΔP＝I2R线； ②ΔP＝ΔUI； ③ΔP＝ 。 核心归纳 3．减少电压损失和功率损失的方法 (1)减小输电线的电阻R线：根据R线＝ρ 知，可减小电阻率ρ，目前一般用电阻率较小的铜或铝作为导线材料；也可增大导线的横截面积S，但这要多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难。 (2)减小输电电流I：根据I＝ 可知，在输送功率P与输电线电阻R线一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，输送电流可减为原来的 ，输电线上的功率损失将降为原来的 。 例1　(多选)我国领先全球的特高压输电技术将为国家“碳中和”做出独特的贡献。2021年6月28日白鹤滩水电站首批初装机正式并网发电。在传输电能总功率不变的情况下，从原先150 kV高压输电升级为1 350 kV特高压输电，则下列说法正确的是 A．若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原先的 B．若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原先的 C．如果损失的功率不变，相同材料、传输到相同地方所需导线横截面积是原先的 D．如果损失功率不变，相同材料、粗细的输电线传输距离是原先的9倍 √ √ 计算功率损失和电压损失的三点提醒 1．输电电压是指加在高压输电线起始端的电压U，损失电压是指在输电线路上损失的电压ΔU＝I输R线。 2．输送功率是指高压输电线起始端输出的功率，损失功率是输电线上损失的功率。 3．输电线上的电流由I输＝ 计算，而不能由I输＝ 计算。　 特别提醒 针对练1.某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3×106 kW，现用500 kV电压输电，则下列说法正确的是 A．输电线上输送的电流大小为2×105A B．输电线上由电阻造成的电压损失为15 kV C．输电线上损失的功率为ΔP＝ ，U为输电电压，r为输电线的电阻 D．输电线上损失的功率为9×107 kW √ 由P＝IU得用500 k