第3章 第4节 电能的输送-【创新教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册五维课堂同步Word教案（人教版2019）

第4节　电能的输送

[知识梳理]

知识点一　降低输电损耗的两个途径

1．输送电能的基本要求

(1)可靠：指保证  供电线路  可靠地工作，故障少．

(2)保质：保证电能的质量——电压和 频率  稳定．

(3)经济：指输电线路建造和运行的费用  低  ，电能损耗  少  ．

2．降低输电损耗的两个途径

　由公式P损＝I2r知，有两个途径能减少输电损耗：

(1)减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况下，选用  电阻率  较小的金属材料，尽可能增大导线的  横截面积  ．但过粗的导线会耗费太多的金属材料，而且输电线太重、太粗也给铺设工程带来困难．

(2)减小输电线中的电流：在保证功率不改变的情况下，要减小输送电流就必须提高  输电电压  ．

前一种方法的作用十分有限，一般采用后一种方法．

3．高压输电

(1)现代远距离输电的电压都很高，目前我国远距离送电采用的电压有110 kV、220 kV、330 kV，输电干线已经采用500 kV和750 kV的超高压，西北电网甚至达到1 100 kV的特高压．

(2)高压输电也不是越高越好．电压越高，对输电线路  绝缘性能  和变压器的要求就越高，线路修建费用会增多．

(3)实际输送电能时要综合考虑  输送功率  、距离、技术和经济等要求选择合适的电压．

知识点二　电网供电

1．电网

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  ．

2．电网输电的优点

(1)降低一次能源的  运输成本  ，获得最大的经济效益．

(2)减小断电的风险，  调剂  不同地区电力供需的平衡．

(3)合理  调度  电力，使电力的供应更加可靠，质量更高．

[基础自测]

1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)一般发电机组输出电压在10 kV左右，符合远距离输电的要求．(  ×  )

(2)现在世界各国普遍采用一个电厂与一批用户“一对一”的供电方式．(  ×  )

(3)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．(  √  )

2．电能输送中，U为输电电压，r为输电线电阻，则输电线中电流为I＝对不对，为什么？

提示　不对，因为U是输电电压，而不是输电线上损失的电压ΔU，输电线中电流应为I＝.

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

输电线上电压和功率损耗的计算

◆[探究导引]

　(1)为什么在用电高峰期家中的白炽灯灯光较暗？

(2)“提高电压，降低电流”与欧姆定律矛盾吗？

提示　(1)用电高峰期高压输电线和变压器到家庭的输电线中电流较大，有较大的电压损失，因此加在白炽灯上的电压变低，达不到额定功率，因此白炽灯灯光较暗．

(2)不矛盾．欧姆定律是对纯电阻耗能元件而成立的定律，而“提高电压，降低电流”是从输送角度，由P＝IU，且在P一定的条件下得出的结论，两者没有联系．

◆[探究归纳]

1．输电线上的电功率损耗

(1)原因：输电导线有电阻R线，电流流过输电线时，电流的热效应引起电功率的损

耗．

(2)计算式：①P线＝I2R线；②P线＝IU线；③P线＝.

2．输电线上的电压损耗

若用U表示输电线始端电压，U′表示输电线末端电压，则U线＝U－U′或U线＝IR线．

3．电压损失与输电电压的关系

如果远距离输电的电功率P不变，输电电压为U，输电导线电阻为R线，则输电导线上发热损失的功率P损＝I2R线＝R线，因此输电电压若提高到nU，则P损将减为原来的.

4．注意：交流输电时，导线不但有电阻，还有线路的电感、电容产生的感抗和容抗，但高中阶段计算中，可将输电线看作纯电阻电路，不再考虑感抗和容抗对交流电路的影响．

[例1]　某变电站用220 V的电压输电，导线上损失的功率为输送功率的20%.若要使导线上损失的功率降为输送功率的5%，则输电电压应为多少？

[解析]　设输送功率为P，输电电压U1＝220 V时，损失功率ΔP1＝20%P

又因为ΔP1＝IR线，I1＝

解得ΔP1＝R线

现要求ΔP2＝5%P，同理ΔP2＝R线

因此可得＝＝

所以U2＝2U1＝440 V.

[答案]　440 V

[规律总结]　计算输电线上功率损耗的方法

1．ΔP＝I2R，I为输电线上的电流，R为线路电阻．

2．ΔP＝，U线为输电线路上损耗的电压，R为线路电阻．

3．ΔP＝U线·I，U线为输电线上损耗的电压，I为线路上的电流．

◆[跟进训练]

1．在远距离输电过程中，为减少输电线路上的电能损失，可采用的最佳方法是(　　)

A．使输电线粗一些

B．减短输电线长度