2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修2 第3章交变电流3.4电能的输送(1)课件

电能的输送\n一、从发电站到用户的输电线路1.输送要求:既能安全、保质输送电能,又能减少.2.输电线路:在发电站区域通过变压器把发电机发出的电压到几十万伏,然后进行远距离输电,当电能被输送到用电区域后,用变压器将电压.二、为什么要用高压输电1.电能损失:导线有电阻,电流通过时,必然会因而损失一定的电能.电能损耗升高降低发热\n电阻率横截面积(2)减小输电电流:在保证输送功率不变的前提下,只有输电的电压,才能减小输电电流.三、直流输电1.原因:当交流输电功率很大时,和引起的电能损失很大.2.输电过程:发电厂→交流变直流→高压输电→直流变交流→用户.提高电感电容\n要点一输电线上的电压损失和功率损失答案:输电导线有电阻,电流通过输电导线时,会在导线上产生电势降落,致使输电线路末端的电压比起始端电压要低,造成输电线上的电压损失;电流通过输电线的电阻时发热,从而损失电功率.【问题导引】1.输电线上电压损失和功率损失的原因是什么?2.如何求解输电线上电压损失和功率损失?答案:设输电线上的电阻为R,电流为I,则电压损失ΔU=IR,功率损失ΔP=I2R.\n【要点透析】\n【典例1】(多选)在远距离输电时,输送的电功率为P,输电电压为U,所用导线的电阻率为ρ,横截面积为S,总长度为l,输电线损失的功率为ΔP,用户得到的功率为P′,则下列关系式正确的是()\n〚思路探究〛求输电线路损失功率的分析思路是什么?答案:BD答案:\n误区警示\n〚针对训练1-1〛如图所示为远距离交流输电的简化电路图.发电厂的输出电压是U,用等效总电阻是r的两条输电线输电,输电线路中的电流是I1,其末端的电压为U1.在输电线与用户间连有一理想变压器,流入用户端的电流为I2.则()\n答案:A\n要点二远距离输电电路分析【问题导引】1.提高输电电压,就会减小输电线上的电流.这是否与欧姆定律相矛盾?2.远距离输电中升压变压器输出的功率与降压变压器的输入功率有什么关系?电压、电流呢?答案:由于输电线路上损耗功率ΔP,则P出=P入+ΔP;同样U出=U入+ΔU,但两者电流相等.\n【要点透析】1.远距离高压输电的几个基本关系\n2.需要区分的几组概念(1)功率方面:输送电功率、线路损失功率、用户端功率.(2)电压方面:发电机输出电压、升压变压器输出电压、线路损失电压、降压变压器输入电压、用户电压.(3)电流方面:升压变压器原线圈中电流、输电导线中的电流、用户端电流.(4)变压器方面:升压、降压变压器,原、副线圈匝数等.\n【典例2】发电机的端电压为220V,输出功率44kW,输电导线的电阻为0.2Ω,如果用初、次级线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压,经输电线后,再用初、次级线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户.(1)求用户得到的电压和功率;(2)若不经过变压而直接送到用户,求用户得到的电压和功率.〚情境导图〛画好电路图,将各物理量在图上标准确,然后理解各物理量之间的关系.示意图如图所示:\n\n答案:见解析\n思维总结分析远距离输电问题时应抓住输电的两头——电源和用电器;分析一条线——输电线;研究两次电压变换——升压和降压.\n〚针对训练2-1〛图为远距离输电示意图,所有变压器均为理想变压器,升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2,在T的原线圈两端加一电压u=Umsinωt的交流电源,若输送电功率为P,输电线的总电阻为2r,不考虑其他因素的影响,则输电线上损失的电功率为()\n答案:C\n1.对于电能输送的以下说法,正确的是()A.输送电能的基本要求是安全、保质B.减小输送导线上功率损失的唯一方法是采用高压输电C.减小输电线上电压损失的唯一方法是增大导线的横截面积D.实际输电时,要综合考虑各种因素,如输送功率大小、距离远近、技术和经济要求等D解析:输送电能的基本要求是安全、保质、经济.减小输电线上的功率损失可采用高压输电,也可采用减小输电线电阻,即增大传输导线横截面积的方法,但不经济,且增加架设难度,实际输电时,要综合考虑各种因素.故选项D正确.\n2.“西电东送”工程中为了减少输电损耗,必须提高输电电压.从西部某电站向华东某地区输送的电功率为106kW,输电电压为1000kV,输电线电阻为100Ω.若改用超导材料作为输电线,则可减少输电损耗的功率为()A.1×105kWB.1×104kWC.1×106kWD.1×103kWA\n3.(多选)在远距离输电中,当输电线的电阻和输送的电功率不变时,那么()A.输电线路上损失的电压与输送的电流成正比B.输电的电压越高,输电线路上损失的电压越大C.输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比D.输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比AC\n4.如图所示,一小型发电站通过理想升压、降压变压器把电能输送给用户,已知发电机的输出功率为P=500kW,输出电压为U1=500V,升压变压器B1原、副线圈的匝数比为n1∶n2=1∶5,两变压器间输电导线的总电阻为r=1.5Ω.降压变压器B2的输出电压为U4=220V,不计变压器的损耗.求:\n(1)输电导线上损失的功率P损;(2)降压变压器B2的原、副线圈的匝数比n3∶n4.答案:(1)60kW(2)10∶1