2017-2018学年高中物理（教科版,选修1-1）同步课件+学业分层测评+教师用书 第3章 3　电能的传输 4　电能的转化及应用 （3份打包）

学业分层测评 知识点一 知识点二 3 电能的传输 4　电能的转化及应用 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.知道电能输送过程中引起损耗的原因. 2.知道减小线路损耗的方法．(难点) 3.会计算电能的损耗．(难点) 4.知道变压器的工作原理及电压与匝数的关系，并能够进行相关的计算．(重点) 5.了解电能与其他形式的能之间可以相互转化. 高 压 输 电 电流 eq \o([先填空]) 1．输电线路上的热损耗：Q＝______. 2．高压输电的原因． 输送功率一定P＝UI，提高输送电压U，则可以减小线路上的_____，从而使线路上损耗的功率大幅度减小． I2Rt eq \o([再判断]) 1．输电线路存在电阻，就一定会有电能的损耗．(√) 2．减小输电损耗的最好方法是提高输电电压．(√) 3．电能的损耗受电流的影响比受电阻的影响更为显著．(√) eq \o([后思考]) 电能输送中，U为输电电压，r为输电线电阻，则输电线中电流为I＝eq \f(U,r)对不对，为什么？ 【提示】　不对，因为U是输电电压，而不是输电线上损失的电压ΔU，输电线中电流应为I＝eq \f(ΔU,r). 1．采用高压输电的原因 线路中的电阻是要消耗电能，线路的电阻越大，流过线路的电流越大，线路中的损耗就越多，减小线路上功率损失的方法有两个途径： 第一，减小输电导线上的电阻R.据R＝ρeq \f(l,S)知，在实际输电线路中，输电导线的长度不能减小，可以用电阻率ρ小的导体材料，像铜和铝等．金、银属贵重金属，做输电导线就不现实了，但在大规模集成电路里是要用这种金属导体的，最后一点是增大导体的横截面积，这又给架线工作带来困难，同时也会耗费大量的金属材料． 第二，减小输电电流I，根据公式I＝eq \f(P,U)知，要减小电流，减小输送功率是错误的选择，你的目的就是输送电能．再就是在提高电压上做文章，在输送功率一定、输电线电阻一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，根据公式P损＝(eq \f(P,U))2R可以推算，输电线上的功率损失将降为原来的eq \f(1,n2). 根据以上分析，采用高电压输电是减小输电线上功率损耗最有效、最经济的措施． 2．远距离输电过程的示意图 如图3­3­1所示理想变压器P1＝P2，P3＝P4，P2－P3＝P耗． 图3­3­1 3．几个常用的关系式 (1)电流关系：eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1)，I2＝I3，eq \f(I3,I4)＝eq \f(n4,n3). (2)电压关系：U2＝I2R线＋U3，eq \f(U3,U4)＝eq \f(n3,n4)，其中n1、n2、n3、n4分别表示升压变压器的原副线圈的匝数和降压变压器的原副线圈的匝数． (3)功率关系：P1＝P2，P2＝P线耗＋P3，P3＝P4，P4＝P1－P线耗，P线耗＝Ieq \o\al(2,2)R线． 1．(多选)远距离输送交流电都采用高压输电，我国正在研究用比330 kV高得多的电压进行输电，采用高压输电的优点是(　　) A．可节省输电线的铜材料 B．可根据需要调节交流电的频率 C．可减少输电线上的能量损失 D．可加快输电的速度 【解析】　在保证功率不变的情况下，提升电压的目的就是降低输电电流，从而可以减少送电损失，并能节省电线材料． 【答案】　AC 2．(多选)远距离输送交变电流都采用高压输电．已建成750 kV线路，采用高压输电的优点(　　) A．可以提高输电的效率 B．可根据需要调节交流电的频率 C．可减少输电线上的能量损耗 D．可以减少输电的时间 【解析】　远距离输电过程中，由于电流的热效应，输电线上发生热损耗，根据焦耳定律，损耗功率P损＝I2R＝(eq \f(P,U))2R，式中P为输电功率，U为输电电压，R为输电线电阻，在P、R不变时，P损∝(eq \f(1,U))2，所以采用高压输电可减少输电线上的能量损耗，提高输电的效率，A、C正确． 【答案】　AC 3．(多选)某电站向远处输送一定功率的电能，则下列说法中正确的是(　　) 【导学号：18792036】 A．输电线不变，将送电电压升高到原来的10倍时，输电线损耗的功率减为原来的eq \f(1,10) B．输电线不变，将送电电压升高到原来的10倍时，输电线损耗的功率减为原来的eq \f(1,100) C．送电电压不变，将输电线的电阻减半时，输电线损耗的功率减为原来的一半 D．送电电压不变，将输电线的电阻减半时，输电线损耗的功率增为原来的4倍 【解析】　输电线上功率损失P损＝I2R线＝(eq \f(P,U))2R线，则R线、P一定时，U升高到原来的10倍，P损减为原来的eq \f(1,100)，A项错，B项对．P、U一定时，P损与R线成正比，R线减半，P损也减半，故C对，D错．故选B