第3章 4 电能的输送(Word讲义)-【满分思维】2026-2027学年高中物理选择性必修第二册学生用书（人教版）

4　电能的输送 学习任务一　降低输电损耗的两个途径 　　　　　 　　　　　 　　　　　 [教材链接] 阅读教材,完成下列填空. 1.输送电能的基本要求 (1)可靠:指保证　　　　　　可靠地工作,故障少.  (2)保质:保证电能的质量——　　　　和　　　　稳定.  (3)经济:指输电线路建造和运行的费用　　　,电能损耗　　　.  2.输电线路的电压损失 输电线始端电压U与输电线末端电压U'的差值.ΔU=U-U'=Ir=r,其中I为输电线上的电流,r为输电线的电阻. 3.输电线路的功率损失 (1)远距离输电时,输电线有电阻,电流的热效应引起功率损失,损失的电功率ΔP=I2r. (2)若输电线上损失的电压为ΔU,则功率损失还可以表示为ΔP=,ΔP=ΔU·I. 例1 (多选)远距离输送一定功率的交变电流,若输电电压升高为原来的n倍,则下列关于输电线上的电压损失和功率损失的说法正确的是(不考虑电抗产生的损失) (　) A.功率损失是原来的 B.功率损失是原来的 C.电压损失是原来的 D.电压损失是原来的n倍 【要点总结】 减小电压、功率损失的方法 (1)减小输电线的电阻 由R=ρ可知,距离l一定时,使用电阻率小的材料、增大导体横截面积可减小电阻. (2)减小输电电流I 根据I=,在输送功率P一定、输电线电阻r一定的条件下,输电电压提高到原来的n倍,输送电流可减为原来的,输电线上的功率损耗将降为原来的. 学习任务二　远距离输电电路中的关系 　　　　　 　　　　　 　　　　　 [教材链接] 阅读教材,完成下列填空. 1.远距离输电的基本原理:在发电站内用　　　　变压器升压,然后进行远距离输电,在用电区域通过　　　　变压器降到所需的电压.  2.电网:通过网状的　　　　　、　　　　　,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.  3.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. 例2 (多选)[2025·湖北黄冈中学高二月考] 某小型水电站交流发电机的输出电压为400 V,先经升压变压器将电压升高,经总阻值为R=2 Ω的输电线向远端用户输电,用户端用降压变压器将电压降到220 V供用户使用.若用户的用电功率为19.8 kW,输电线上损耗的功率为0.2 kW,已知变压器均为理想变压器,其他电阻不计.下列说法正确的是 (　) A.通过输电线的电流I2=10 A B.降压变压器的输入电压U3=2000 V C.升压变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=1∶5 D.降压变压器原、副线圈匝数比n3∶n4=10∶1 [反思感悟] 　     变式 (多选)[2026·河北衡水中学高二月考] 在如图所示的输电线路中,交流发电机的输出电压一定,两变压器均为理想变压器,左侧升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2,两变压器间输电线路电阻为r.下列说法正确的是 (　) A.仅增加用户数,r消耗的功率增大 B.仅增加用户数,用户端的电压增大 C.仅适当增加n2,用户端的电压增大 D.仅适当增加n2,整个电路消耗的电功率减小 [反思感悟] 　       【要点总结】 1.分析远距离输电问题的基本思路 对远距离输电问题应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”的顺序分析,或者反过来从用电器到发电机一步一步地进行分析. 2.分析远距离输电问题的三个“关键” (1)理清三个回路 (2)抓住两个联系 ①回路1和回路2的联系——升压变压器→基本关系:=,=,P1=P2. ②回路2和回路3的联系——降压变压器→基本关系:=,=,P3=P4. (3)明确三个重要关联式(联系两个变压器的纽带) ①功率关联式:P2=ΔP+P3 [其中ΔP=ΔUI线=R线=]. ②电压关联式:U2=ΔU+U3. ③电流关联式:I2=I线=I3. 　　　　　 　　　　　 　　　　　 1.(降低输电损耗的两个途径)近年来,农村对陈旧老化的电网进行改造,为减少远距离输电的损耗可采取的措施有 (　) A.提高输送功率 B.增大输送电流 C.提高输电电压 D.减小输电导线的横截面积 2.(远距离输电电路中的关系)(多选)[2026·湖南长郡中学高二月考] 某同学在实验室中研究远距离输电.由于输电线太长,他将每100米导线卷成一卷,共卷成8卷来代替输电线路(忽略输电线路的自感作用).第一次直接将输电线与学生电源及用电器相连,测得输电线上损失的功率为P1.第二次采用如图所示的电路输电,其中理想变压器T1与电源相连,其原、副线圈的匝数比为n1∶n2,理想变压器T2与用电器相连,测得输电线上损失的功率为P2.下列说法正确的是 (　) A.前后两次实验都可用于研究远距离直流输电 B.实验可以证明,减小输电电流能减小远距离输电的能量损失 C.若输送功率一定,则P2∶P1=∶ D.若输送功率一定,则P2∶P1=n1∶n2 3.(远距离输电电路中的关系)如图所示,交流电源与理想升压变压器相连进行远距离输电,升压变压器与降压变压器间输电线路的总电阻为R.降压变压器副线圈接入一台电动机,电动机恰好正常工作.图中电表均为理想电表,电压表示数为U,电流表示数为I,下列说法一定正确的是 (　) A.电动机内线圈的阻值为 B.电动机的输入功率为UI C.输电线路的损耗功率为I2R D.输电线路的总电阻R= 学科网（北京）股份有限公司 $ 4　电能的输送 [教材链接] 1.(1)供电线路　(2)电压　频率　(3)低　少 例1　BC　[解析] 设输电电压为U,所输送的功率为P,输电线路总电阻为R线,则输电电流I线=,线路的功率损失ΔP=R线=,可知ΔP∝,当输电电压U升高为原来的n倍时,功率损失变为原来的,故B正确;线路上的电压损失ΔU=I线R线=,可知ΔU∝,当输电电压升高为原来的n倍时,电压损失变为原来的,故C正确. [教材链接] 1.升压　降压　2.输电线　变电站 例2　AC　[解析] 通过输电线的电流I2==10 A,故A正确;用户的用电功率为19.8 kW,用户端电流I4==90 A,降压变压器原、副线圈匝数比n3∶n4=I4∶I2=9∶1,所以降压变压器的输入电压U3=U4=1980 V,故B、D错误;升压变压器输出电压U2=U3+I2R=2000 V,升压变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=U1∶U2=1∶5,故C正确. 变式　AC　[解析] 整个电路物理量如图中标注所示,设用户端总电阻为R用户,降压变压器输入端等效电阻为Rx,则有Rx=R用户,因为I3n3=I4n4,其中I2=I3,则对于输电线有I2=,联立整理可得I2=,仅增加用户数,则R用户减小,可知I2增大,根据ΔP=r,可知r消耗的功率增大,故A正确;仅增加用户数,I2增大,根据U3=U2-I2r,可知U3减小,根据用户端的电压U4=U3,可知用户端的电压减小,故B错误;仅适当增加n2,根据U2=U1,可知U2增大,根据I2=,可知I2增大,根据U3=I2Rx,可知U3增大,根据用户端的电压U4=U3,可知用户端的电压增大,故C正确;由C选项可知,仅适当增加n2,U2、I2增大,根据整个电路消耗的电功率P1=P2=U2I2,可知整个电路消耗的电功率变大,故D错误. 随堂巩固 1.C　[解析] 减少输电损耗的途径:一、减小输电导线中的电流,即提高输电电压;二、减小输电线的电阻,故C正确. 2.BC　[解析] 变压器只能改变交变电流的电压,所以第二次实验只能研究远距离交流输电,故A错误;根据P=I2r可知,减小输送电流,则可以减小输电线上的电能损耗,故B正确;第一次实验时,输电线上的电流I=,输电线上损失的功率P1=I2R=R,第二次实验时,升压变压器副线圈上的电压U2=U1,输电线上的电流I'=,输电线上损失的功率P2=I'2R=R,所以==,故C正确,D错误. 3.C　[解析] 因I不是通过电动机的电流,U也不是电动机内阻上的电压,则电动机内线圈的阻值不等于,选项A错误;因为U和I均不是电动机两端的电压和通过电动机的电流,则电动机的输入功率不等于UI,选项B错误;输电线路的损耗功率为I2R,选项C正确;因U不是输电线的电压损失,则输电线路的总电阻R≠,选项D错误. 学科网（北京）股份有限公司 $