第3章 第4节 电能的输送-【优学精讲】2026-2027学年高中物理选择性必修二同步课件（人教版·新教材）

第4节　电能的输送 学习目标 1．了解交变电流从变电站到用户的输电过程。　2.知道远距离输电时输电线上的损失与哪些因素有关，了解高压输电的原理。　3.知道远距离输电线路的基本构成，会对简单的远距离输电线路进行定量计算。 返回导航 内 容 索 引 基础自主梳理 1 1 核心知识 深度探究 2 随堂演练 巩固落实 1 3 基础自主梳理 第一部分 4 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：保证供电线路可靠地工作，故障少。 (2)保质：保证电能的质量——______和______稳定。 (3)经济：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 (1)输电线上的功率损失P＝____，I为输电电流，r为输电线的电阻。  电压 频率 I2r 返回导航 (2)降低输电损耗的两个途径 减小输电线的______ 在输电距离一定的情况下，为了减小______，应当选用____________的金属材料，还要尽可能增加导线的____________ 减小输电 导线中的______ 为减小输电______，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电______ 电阻 电阻 电阻率小 横截面积 电流 电流 电压 返回导航 二、电网供电 1．远距离输电基本原理：在发电站内用______变压器______，然后进行远距离输电，在用电区域通过降压变压器降到所需的电压。 2．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。 3．电网供电的优点 电网供电可以减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡，保障供电的质量。使用电网，可以根据______、水电、______的特点，合理地调度电力。 升压 升压 火电 核电 返回导航 深化辨析 判断下列说法是否正确 × √ × × √ √ 返回导航 核心知识 深度探究 第二部分 9 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)。那么： (1)用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗？ [提示]　不相等，由能量守恒定律知，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。 知识点一　降低输电损耗的两个途径 物理情境探究 情境探究1 返回导航 (2)输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？降低功率损耗有哪些途径？ 返回导航 返回导航 返回导航 典型例题共研 返回导航 [答案]　见解析 返回导航 AD　 返回导航 返回导航 C　 返回导航 返回导航 返回导航 知识点二　远距离输电问题 物理情境探究 情境探究2 某发电站向远处送电的示意图如图所示，其中各部分的物理量已在图上标注，在这个电路中包括三个回路。 返回导航 (1)结合闭合电路的知识，分别分析三个回路中各物理量之间的关系(发电机内阻及n1、n2、n3、n4线圈的电阻均忽略不计)。 (2)若两个变压器均为理想变压器，则每个变压器中的电压、电流、功率有什么关系？ 返回导航 返回导航 2．对高压输电中几个电压的理解 (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：输电线始端电压与末端电压的差值(U线＝U2－U3＝I2R线)，形成的原因是输电导线有电阻，电流通过输电线时，会在线路上产生电势降落，致使输电线路末端的电压比起始端电压要低，这就是输电线上的电压损失。 返回导航 返回导航 典型例题共研 类型1　输电线路的动态分析 例4　(2026·江苏南通市期中)某同学借助如图所示的电路，探究电网输电的规律。电路中升压变压器原线圈接电压有效值恒定的交流电源，变压器均可视为理想变压器，电表均可视为理想电表，则下列说法正确的是(　　) A．仅将P1向上调，电压表示数会减小 B．仅将P1向上调，电流表示数会增大 C．若用户增多，电网负荷增大，要想用电器正常工作，应将P2向下调 D．演示“夜深了，灯更亮了”，应将变阻器R的滑片向上调，电流表示数减小而电压表示数不变 A　 返回导航 返回导航 若用户增多，电网负荷增大，由于用户是并联关系，则R等减小，结合上述可知，I3增大，R0分担电压增大，则U3减小，根据电压与匝数关系可知，U4减小，要想用电器正常工作，应使降压变压器副线圈匝数增大，即应将P2向上调，故C错误； 演示“夜深了，灯更亮了”，即用户减少，用户端电压U4增大，若变阻器R的滑片向上调，则变阻器R接入电阻增大，结合上述可知，等效电阻R等增大，则I3减小，即电流表示数减小，R0分担电压减小，则U3增大，U4增大，即电压表示数增大，故D错误。 返回导航 BC　 返回导航 [解析]　高压输电线的输送电压指的是高压输电线的前端电压，即升压变压器副线圈的端电压U2，故A错误； 返回导航 返回导航 返回导航 (1)输电线上损失的功率增加了多少； [答案]　440 W　 返回导航 (2)此时用户端获得的电压为多少(结果保留1位小数)。 [答案]　219.6 V 返回导航 处理远距离输电的方法技巧 (1)画好一张图——远距离输电示意图 (2)抓住电两端——发电站和用户 (3)分析一条线——输电线 (4)研究两次变——升压变压器升压和降压变压器降压 (5)区分三个量——输送电压(功率)、损失电压(功率)、用户电压(功率) 返回导航 题后小结 第三部分 随堂演练 巩固落实 36 1．(降低输电损耗的两个途径)为了保证东部地区用电，国家采取运煤和输电两个策略。运煤1 000 km费用是购煤费用的70%(相当于输电损耗42%)，而用5.0×105 V高压输电，输电损耗却高达90%。在输电功率不变的情况下，为了使1 000 km距离的输电效率与运煤时相当，需要将输送电压提升到大约(　　) A．7.5×105 V　　　　 B．1.0×106 V C．1.25×106 V D．1.5×106 V A　 返回导航 D　 返回导航 返回导航 3．(远距离输电问题)(2026·河南驻马店市期末)现有一小型风力发电机通过如图甲所示输电线路为某场馆1万个额定电压为220 V、额定功率为22 W的LED灯供电。当发电机输出如图乙所示的电压时，该场馆的LED灯全部可以正常工作。已知输电导线损失的功率为该场馆获得总功率的4%，输电导线的等效电阻R＝22 Ω。 返回导航 (1)求风力发电机的转速。 答案：50 r/s　 返回导航 (2)求降压变压器原、副线圈匝数比。 答案：50∶1　 返回导航 (3)求升压变压器原、副线圈匝数比。 答案：1∶52 返回导航 $