第3章 第4节 电能的远距离输送-【新课程学案】2026-2027学年高中物理选择性必修第二册教师用书word（鲁科版）

第4节　电能的远距离输送(强基课——逐点理清物理观念)

 

逐点清(一)　采用高压输电的原因

[多维度理解]

1.输电损失：电流流过输电导线时，因电流的热效应损失的电功率P=I2R。要减小输电时的电功率损失，需要减小输电线电阻和输电电流。

2.降低输电损失的两个途径

(1)要减小输电线的电阻，从R=ρ看，在输电线长度一定的情况下，可以增大导线的横截面积，但过粗的导线会耗费更多的金属材料，同时也给架线施工带来很大困难;还可以选用电阻率较小的材料做导线。

(2)从公式P=IU来看，在保证输送电功率不变的情况下，要减小输送电流就必须提高输电电压。

3.电容与电感对交流输电线路的影响

(1)电容器具有“通交流、隔直流”的特性。

(2)电感器具有“通直流、阻交流”或“通低频、通直流、阻高频”的特性。

4.计算功率损失的四种方法

(1)ΔP=I2R，I为输电线中的电流，R为输电线的电阻。

(2)ΔP=R，P为远距离输电的输送功率，U为输电电压，R为输电线的电阻。

(3)ΔP=，ΔU为输电线上损失的电压，R为输电线的电阻。

(4)ΔP=ΔU·I，ΔU为输电线上损失的电压，I为输电线中的电流。

 

[全方位练明]

 

1.判断下列说法是否正确。

(1)远距离输送交变电流时，导线的电阻是影响电压损失的因素之一。 (√)

(2)输电电压越高越好。 (×)

(3)在电能的输送过程中，U为输电电压，r为输电线电阻，则输电线中电流为I=。 (×)

2.发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电导线电阻为R，通过导线的电流为I，学校得到的电压为U2，对输电导线上损耗的功率表达不正确的是              (　　)

A.　　　　　　　　 B.

C.I2R D.I(U1-U2)

解析：选A　输电导线上损失的电压U=U1-U2，输电导线上损耗的电功率P=I2R=(U1-U2)I=，故选A。

3.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 的特高压输电，不考虑其他因素的影响。则              (　　)

A.输电电流变为原来的2倍

B.输电线上降落的电压将变为原来的2倍

C.输电线上降落的电压将变为原来的

D.输电线上损耗的电功率将变为原来的

解析：选C　根据输送电功率P输=U输I输及P输不变可知，输电电流I输=∝，当U输变为原来的2倍时，I输变为原来的，A错误;输电线上降落的电压U降=I输R线∝I输，所以，当输电电流变为原来的时，输电线上

降落的电压也变为原来的，B错误，C正确;输电线上损耗的电功率P损=R线∝，所以输电线上损耗的电功率将变为原来的，D错误。

逐点清(二)　高压交流输电与直流输电

 [多维度理解]

1.高压交流输电

(1)基本环节

发电厂(站)高压输电线路用户

(2)电路原理图

2.高压直流输电

(1)工作程序

交变电流升压后输送到整流器，把高压交变电流变换成高压直流电流，经由高压直流线路输送到用电地区后，通过逆变器将高压直流电流变换成高压交变电流，再经降压变压器降压。实际上直流输电系统只在输电这个环节是直流，发电环节和用电环节仍是交流，输电过程中只用两根导线。

(2)节省材料，输电结构简单，占地面积小。

(3)不存在感抗和容抗引起的损耗。

(4)不需要考虑电网中的各台交流发电机的同步运行问题。

3.高压输电过程的几个电压的区别

(1)输送电压：输电线始端电压，如图中的U2。

(2)用户电压：最终用户得到的电压，如图中的U4。

(3)损失电压：