3.4 远距离输电 课件-2026-2027学年高二下学期物理粤教版选择性必修第二册

该高中物理课件聚焦远距离输电，核心涵盖输电功率与电压损耗、高压交流输电原理及直流输电特点。课堂导入通过我国发电厂分布与输电损耗的实际问题，结合爱迪生直流输电历史案例及例题分析，搭建从实际现象到理论推导的学习支架，衔接交变电流与变压器知识。 其亮点在于以科学思维为核心，通过推导损耗公式、分析高压输电环节的功率电压关系培养模型建构与推理能力，结合低压高压输电实验演示落实科学探究。融入我国特高压输电成就渗透科学态度与责任，小结系统梳理公式及关系，练习分层设计。助力学生理解抽象概念，培养分析能力，为教师提供完整教学资源提升效率。

授课教师：物思理 粤教版高中物理选择性必修第二册课件 第三章 交变电流 第四节 远距离输电 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 第四节 远距离输电 1、远距离输电中的电功率和电压损耗 2、高压交流输电 3、直流输电 4、总结与练习 目录 探究新知 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 2 我国有很多发电厂，建立发电厂主要要考虑什么问题？ 三峡水力发电站 新疆达坂城风力发电 我国的发电厂很多都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？ 广东大亚湾核电站 新课引入 光伏发电 火力发电 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 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。 输送电能的三个基本要求: 一.远距离输电中的电功率和电压损耗 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 【思考问题】爱迪生的低压直流输电系统为什么受到传送距离的限制？ 一.远距离输电中的电功率和电压损耗 历史回顾:1882年，美国发明家爱迪生(1847―1931)在纽约修建了珍珠街电站，为附近用户提供110V的直流电流，这是世界上第一个电能传输系统.然而，随着时间的推移，人们发现，爱迪生的低压直流输电系统受到传输距离的极大限制. 一旦输电距离偏大，将带来很大的电功率损耗和电压损耗.下面通过例题来体会当时低压直流输电中电能的损耗情况。 爱迪生与他的直流发电机 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 【例题】 查史料可知，1882年珍珠街电站采用6台直流发电机，输出总功率为661.5kW，电能输送的最远距离为1.6km，给用户提供110V 的直流电压，最多可满足6000盏16W 的爱迪生灯泡使用。 (1)电流在输电线路上损耗的功率占发电机输出功率的百分比是多少? (2)估算直流发电机的输出电压. (3)若将输电距离增加一倍， 还能否为6000盏16W的爱迪生灯泡 正常使用? 一.远距离输电中的电功率和电压损耗 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 解：(1)用户能够使用的最大功率为 P用=6000×16W=96000W=96kW 电流在输电线路上损耗的功率占发电机输出功率的百分比为 (2)由P＝UI，得线路中的直流电流大小为 直流发电机输出电压即为电路中的输送电压 一.远距离输电中的电功率和电压损耗 【例题】 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 解：(3)由功率计算公式 P损=I2r， 可求得线路中的电阻大小为 输送距离增加一倍，则线路中电阻变为 2r，此时线路上损耗的电压为 由于，这意味着输送电压小于线路上的损耗电压，因此不可能将输送距离增加一倍到3.2km。 一.远距离输电中的电功率和电压损耗 【例题】 结论：低压直流输电系统在输电线路上存在很高的功率损耗和电压损耗。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 假定发电厂输送电压为U送，输送功率恒为P，两条导线的总电阻为r(在图中把导线电阻集中画为r)。求： (1)输送电流多大？ (2)输电线上损失的电压U损多大？ (3)输电线上损失的功率P损多大？ (2)输电线上损失的电压: (3)输电线上损失的功率: (1)输送电流 一.远距离输电中的电功率和电压损耗 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 方法一：减小输电线的电阻 缩短距离 不可行 选用电阻率小的材料作导线 一般用铝或铜 增大导线的横截面 存在浪费材料、架设困难等 【说明】输电线由多股绞线拧成的，中心是钢线，它的机械强度大，不易拉断；钢线周围是铝线，不仅导电性能好，而且密度小，使输电线不致太重。 钢线 铝线 二.高压交流输电 1.减少电能损耗的方法 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 r 减小P损 减小I P不变 P＝UI 提高U 【说明】提高输电电压U，可通过 ＿＿＿实现。若U提高到原来的n倍，输电线上损失的功率将降为原来的 ___。 变压器 二.高压交流输电 1.减少电能损耗的方法 方法二：减小输电线中的电流 目前我国远距离输电采用的电压有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1100 kV 的特高压。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 降压 变压器 用户 2. 高压交流输电的基本环节： 发电站 升压 变压器 高压输电 二.高压交流输电 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 功率关系： 电压关系： 电流关系： 二.高压交流输电 3. 功率、电压、电流关系： 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 为了检验输送电压高低对电能输送的影响，采用实验比较法，在低压交流电源上并联两个回路。 一个回路只含电阻、灯泡和电流表，电阻模拟远距离输电线路上导线的电阻，灯泡模拟用户使用的效果； 另一个回路先通过一个升压变压器提高电压，再通过一个降压变压器降低电压，其余线路与第一个回路相同。 二.高压交流输电 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 二.高压交流输电 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 2.优点： (1)交流输电造成电压损失的原因既有阻抗又有感抗和容抗，引起的电能损失较大；直流输电系统发电环节和用电环节是交流，只有在输电环节用直流，电压损失只有阻抗，电能损失较小。 (2) 交流输电同一电网供电的所有发电机都必须同步 运行，技术要求高；直流输电不存在需要发电机同步 问题，技术要求较低。 1.过程： 三.直流输电 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 历史回顾:交流电与直流电之争 1882年美国发明家爱迪生在纽约修建了珍珠街发电站，为附近居民提供110伏直流电，这是世界上第一个直流输电系统。 1885年美国发明家威斯汀豪斯 组建了自己的（西屋）电气公司，致力于推广交流输电。 VS 尼古拉·特斯拉，塞尔维亚裔美籍发明家、物理学家、机械工程师、电机工程师，电力商业化的重要推动者， 研发了现代交流电力系统。 低压直流输电一旦距离偏远，将带来很大的功率损耗和电压损耗。 三.直流输电 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 1.输送电能的要求：可靠、保质、经济 2.功率和电压损失： U损 =Ir ，P损 = I2r ①减少输电线的电阻r ②减少输电线的电流I——升高电压 3.降低输电损耗的两个途径 4.在远距离输电中，各部分的功率、电压和电流关系 ①电压关系： U2=U损+U3 ②电流关系： I2=Ir=I3 ③功率关系： P3=P4 P2=P损+P3 P1=P2 课堂小结 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 1．下列关于减小远距离输电导线上热损耗的说法中，正确的是（ ） A．因为热功率 ，所以应降低输送电压，增大输电导线电阻，才能减小输电导线上的热损耗。 B．因为热功率P=IU，所以应采用低电压、小电流输电，才能减小输电导线上的热损耗。 C．因为热功率P=I2R，所以可采用减小输电线电阻或减小输送电流的方法来减小输电导线上的热损耗。 D．以上说法均不正确。 C 课堂练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 2.在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有(　　) A．升压变压器的输出电压增大 B．降压变压器的输出电压增大 C．输电线上损耗的功率增大 D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 CD 课堂练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 3.水电站给远处山村送电的输出功率是100 kW，输电线的总电阻为10Ω。 求：(1)用2kV 电压输电，线路上损失的功率是多大？ (2)用20kV高压输电，线路上损失的功率是多大？ (1)用2kV电压输电，输电线中的电流 解： P U1 I1＝ 100kW 2kV ＝ ＝50A 线路上损失的功率 =2.5×104 W P损1＝I12R线 (2)用20kV电压输电，输电线中的电流 P U2 I2＝ 100kW 20kV ＝ ＝5A 线路上损失的功率 =250W P损2＝I22R线 课堂练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 4.如图所示，某小型水电站发电机输出功率为 10kW，发电机输出电压为400V，向远距离用户供电，为了减少电能损失，使用2kV高压输电，最后用户得到220V、9.5kW的电力(即电功率)。求： (1)升压变压器原、副线圈匝数比n1：n2； (2)输电线路导线电阻R线； (3)降压变压器原、副线圈匝数比n3：n4。 解： (1)升压变压器的线圈的匝数比 (2)升压变压器中, 输电线上损失的功率 由 得，输电线的电阻 课堂练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 5.如图所示，某小型水电站发电机输出功率为 10kW，发电机输出电压为400V，向远距离用户供电，为了减少电能损失，使用2kV高压输电，最后用户得到220V、9.5kW的电力(即电功率)。求： (1)升压变压器原、副线圈匝数比n1：n2； (2)输电线路导线电阻R线； (3)降压变压器原、副线圈匝数比n3：n4。 解： (3)输电线上损失的电压 在降压变压器中， 降压变压器原、副线圈匝数比 课堂练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 See you later! 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 eq \f(1,n2) $