3.4 电能的输送 课件-2025-2026学年高二下学期物理教科版选择性必修第二册

该高中物理课件聚焦“电能的输送”，核心涵盖输电损耗分析、高压输电原理及系统组成。课堂导入通过变电站和高压电线图片，结合我国能源分布与用电需求的实际问题，衔接电路和变压器知识，搭建从定性分析到定量计算的学习支架。 其亮点在于以问题链驱动科学思维，通过模型建构（远距离输电系统环节）和科学推理（推导损耗公式），结合我国特高压工程实例渗透科学态度与责任。采用探究式教学，小结结构化呈现降低损耗途径和电网模式，帮助学生形成能量观念，教师可借助实例提升教学实效。

高中物理教科版（2019）选择性必修第二册 第三章 交 流 电 第4节 电能的输送 我国很多发电厂建在能源聚集的西部地区, 而用电量大的城市多在东部沿海地区。从发电厂到用电量大的区域的远距离输电中，如何减少电能的损耗？ 高压高架电线 变电站 1.可靠：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：是指输电线路运行的费用低，电能损耗小。 思考：将电能由发电厂输送到用户有哪些要求呢？ 如何减少在输电过程中电能的损耗呢？ 1.理解远距离输电线上的能量损失与哪些因素有关。 2.应用理想变压器、电路知识对简单的远距离输电线路进行定量计算。 3.了解交变电流从发电站到用户的输电过程。 1.电能输送中的电压损失与电能损耗 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）. 问题1：用户两端的电压是多大？ U-U=U-Ir= U-r 问题2：用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗？ 不相等，由能量守恒知，发电厂输出的电能等于用户得到的电能与输电线上损失的电能之和. 问题4：如何减小输电线上的功率损失？ （1）减少输电线的电阻 （2）减少输电线的电流 r 输电线 输电线 电 源 用 户 U P 问题3：输电线上损失的功率表达式是什么？ 输电电流为I，输电线的电阻为r，则功率损失为ΔP=I2r U′ P′ P 1.电能输送中的电压损失与电能损耗 新知探究 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？ 根据 ，可以计算输电线路上的发热功率 r ↓（减半） P ↓ （减半） I ↓（减半） P ↓↓（减为原来的四分之一） 1.电能输送中的电压损失与电能损耗 由 可知： （1）如何减小输电线电阻 a. 减小材料的电阻率ρ（不可行） b. 减小输电线的长度 L： c. 增大横截面积 S ：太粗不经济且架设困难 （不可行） 1.电能输送中的电压损失与电能损耗 在用户的用电功率一定的前提下，怎样才能减小输电电流？ 在用户得到的功率不变的前提下降低电流I，就要提高输送电压U。 输电线路损失的功率P损=I2r 1.电能输送中的电压损失与电能损耗 2.远距离输电系统 新知探究 功率关系： 电压关系： 电流关系： 2.远距离输电系统 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？ 2.远距离输电系统 升压变压器端： 输电线上: 降压变压器端： (损失的电压) (损失的功率) 2.远距离输电系统 3.高压直流输电 高压直流输电系统的工作程序 交变电流 升压变压器 整流器 高压直流电流 用电地区 高压交变电流 降压变压器 用户 新知探究 （1）直流输电适于地下和水下电缆输电，不会受到电感和电容的影响； （2）在输送相同电功率的电能时，直流输电所用的线材约为交流输电的三分之二； （3）直流输电杆塔结构也比同容量的交流输电简单，占地面积也小； （4）直流输电时，不需要考虑电网中的各台交流发电机的同步运行问题。 高压直流输电的优点 3.高压直流输电 新知探究 发电厂 升压变压器 降压变压器 用户 高压输电线 高压输电的基本环节 4.电网供电 发电站 核能 水能 太阳能 风能 转化为 电能 普通家庭用户 企事业用户 4.电网供电 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。 4.电网供电 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； 我国的电网：国家电网和南方电网。 4.电网供电 1.我国1100kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流，用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。下列说法正确的是（　　） A．送电端先升压再整流 B．用户端先降压再变交流 C．1100kV是指交流电的最大值 D．输电功率由送电端电压决定 A 2.如图所示为远距离输电线路的示意图，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是( ) A.升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关 B.输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定 C.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 D.当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大 D 减小输电线的电阻 减小输电导线中的电流：提高输电电压（有效途径） 降低输电损耗两个途径 电能输送的基本模型 “多对多”的电网模式 输电技术的发展：直流高压输电 电网供电 高压输电 发电厂 交流变直流 直流变交流 用户 $