第三章 4.电能的传输-【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（教科版）

4.电能的传输 　　　　 第三章　交流电 核心素养目标 物理观念 了解输电线上电能损失的影响因素，知道降低输电损耗的两个途径。 科学思维 知道高压输电的原因，会利用变压器的规律和能量守恒的观点对简单的远距离输电进行定性分析和计算。 科学态度与责任 理解工程技术要兼顾科学、技术、经济等多种因素，知道电网供电是远距离输电的重要发展。 合作探究 素能提升 新知导学 夯实基础 随堂演练 对点落实 课时精练 内 容 索 引 新知导学 夯实基础 索引 一、电能输送中的电压损失和电能损耗 1．电压损失：输电线自身存在着电阻，输电过程中存在电压损失U损，U损＝Ir。 2．功率损耗：输电线路消耗的功率，P损＝______。 3．减小电压、功率损耗的方法 (1)减小电阻：由r＝ρ 可知，输电距离一定时，使用电阻率小的材料(一般用铝材料)，______导线横截面积可减小电阻。 (2)提高输电电压：由P＝UI可知，当输送功率一定时，______电压可以减小电流，即采用______输电。 知识梳理 I2r 增大 升高 高压 二、远距离输电系统 目前世界各国都采用电网供电，在发电站内用升压变压器升压，然后再进行______输电，在用电区通过____________降到所需电压。 三、直流输电 当交流输电功率很大时，______、______引起的电压及电能损失很大；同一电网的发电机同步运行，技术上存在困难，所以有些大功率输电线路采用直流输电。 高压 降压变压器 电感 电容 1．判断正误 (1)输电线上电功率的损失，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)使用变压器进行远距离输电，用户得到的电压可以高于发电机输出的电压。(　　) (4)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。(　　) 自主检测 √ × √ × 2．链接实景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。 索引 合作探究 素能提升 索引 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？ 知识点一　输电线上的电压和功率损失问题 情境导思 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＝ r。 2．输电线上的功率损失ΔP (1)原因：输电线有电阻r，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；②ΔP＝ΔUI；③ΔP＝ 。 要点归纳 假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV特高压输电，不考虑其他因素的影响，则 A．输电电流变为原来的2倍 B．输电线上损失的电压将变为原来的2倍 C．输电线上损失的电压将变为原来的 D．输电线上损失的电功率将变为原来的 典例示范 例1 √ 特别提醒 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。 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。 针对练1.(多选)特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用550 kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为ΔP，到达B处时电压下降了ΔU。在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1 100 kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为ΔP′，到达B处时电压下降了ΔU′。不考虑其他因素的影响，则 √ √ 针对练2.(2022·天津高二期末)(多选)如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发