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1、5电能的输送,第五章交变电流,学习目标,1.理解输电线上电能的损失与哪些因素有关. 2.理解减小电能损失的两个途径以及高压输电的原理. 3.知道远距离输电的典型电路，并能利用变压器和电路的规律解决实际问题.,内容索引,自主预习 预习新知 夯实基础,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习,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，少有故障. (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， 损耗小. 2.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,电能,I2r,
2、3.降低输电损耗的两个途径 (1)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 . (2)减小输电线中的 ：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 .,电阻,电阻,电阻率小,横截面积,电流,电流,输电电压,二、电网供电 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：通过网状的输电线、 ，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 . 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 的风险，调节不同地区电
3、力供需的平衡，保障供电的质量. (3)合理调度电力，使 的供应更加可靠，质量更高.,升压,降压,变电站,网络,断电,电力,1.判断下列说法的正误. (1)输电线上电功率的损失，与输电线的电阻成正比，与输电线电流的平方成正比.( ) (2)由P 可知，输电电压越小，输电线上电功率的损失就越小.( ) (3)使用变压器进行远距离输电，用户得到的电压可以高于发电机输出的电压.( ) (4)远距离输电时，若升压变压器匝数比为1n，降压变压器匝数比为n1，则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等.( ),答案,即学即用,2.输电线的总电阻为R，输送电功率为P.现分别用U1和U2两种电压来输电，则
4、两次输电线上损失的功率之比为_.,U22U12,答案,重点探究,导学探究如图1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)用户两端的电压是多大？,一、降低输电损耗的两个途径,图1,答案,(2)用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗？,答案不相等，由能量守恒知，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.,(3)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？,答案由于输电线有电阻，当有电流流过输电线时，有一部分电能转化为电热而损失掉了，这是输电线上功率损失
5、的主要原因.,答案,例1三峡电站某机组输出的电功率为50万千瓦. (1)若输出的电压为20万伏，则输电线上的电流为多少？,答案2 500 A,答案,解析,答案,解析,解析输电线上损失的功率PI22r2 5002210 W1.25108 W,(2)在(1)情况下，某处与电站间每根输电线的电阻为10欧，则输电线上损失的功率为多少？它占输出功率的几分之几？,(3)若将电压升高至50万伏，输电线上的电流为多少？输电线上损失的功率又为多少？它占输出功率的几分之几？,答案,解析,输电线上损失的功率PI22r1 0002210 W2107 W,例2(多选)发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电线总
6、电阻为R线，通过输电线的电流为I，学校输入电压为U2，下列计算输电线功率损耗的式子中，正确的是,解析,答案,P损I2r UI.式中必须注意，U为输电线上的电压损失，而不是输电电压.,导学探究某发电站向远处送电的示意图如图2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. (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、n1、n2、n3、n4线圈的电阻均忽略不计).,二、远距离高压输电电路中的各种关系,答案,答案第一个回路：P1U1I1 第二个回路：U2UU3，P2PP3I RP3 第三个回路：P4U4I4,图2,(2)若两个变压器均为理想变压器，则每
7、个变压器中的电流、电压、功率有什么关系？,答案,知识深化 解决远距离输电问题时，需要画输电的电路图，理清三个回路，抓住两个联系，掌握一个定律. (1)画图、理清三个回路(如图3所示),图3,(2)抓住两个联系 理想升压变压器联系回路1和回路2,理想降压变压器联系回路2和回路3,(3)掌握一个定律 根据能量守恒定律得P2PP3.,例3如图4所示，发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户(升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器)，若发电机的输出功率是100 kW，输出电压是250 V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为125， (1)求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流；,解
8、析,答案,图4,答案6 250 V16 A,(2)若输电导线中的电功率损失为输入功率的4%，求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压.,解析,答案,答案15.625 6 000 V,解析P损I22R线，P损0.04P1,因为UU2U3I2R线 所以U3U2I2R线6 000 V.,达标检测,1.(输电线上功率损失的计算)(2017南京市学情调研卷)“西电东送”是实现经济跨地区可持续快速发展的重要保证，它将西部丰富的能源转化为电能输送到电力供应紧张的沿海地区.为了减少远距离输电线路中电阻损耗的能量，需要采用高压输电，在保持输送功率及输电线路电阻不变的情况下，将输送电压提高到原来的10倍，则
9、输电线路中电阻损耗的能量将减少到原来的,答案,1,2,3,4,5,解析,1,2,3,4,5,2.(输电线上功率损失的计算)(多选)某发电厂原来用电压为U1的交流电输电，后改用变压比为150的理想升压变压器将电压升高为U2后输电，输送的电功率保持不变.若输电线路的总电阻为R线，则下列说法中正确的是,1,2,3,4,5,解析,答案,1,2,3,4,5,3.(远距离高压输电的分析与计算)(多选)如图5为远距离输电示意图，发电机的输出电压U1和输电线的电阻r、理想变压器匝数均不变，且n1n2n4n3.当用户用电器的总电阻减小时 A.U1U2U4U3 B.用户的电压U4增加 C.输电线上的损失功率增大
10、D.用户消耗的功率等于发电机的输出功率,答案,1,2,3,4,图5,解析,5,解析根据 以及n1n2n4n3，知U1U2U4U3，故A正确. 用户用电器总电阻减小，则降压变压器副线圈电流增大，所以输电线上的电流增大，根据P损I2r知，输电线上损耗的功率增大，根据UIr知，输电线上的电压损失变大，发电机的输出电压不变，则升压变压器的输出电压不变，降压变压器的输入电压变小，用户的电压U4减小，故B错误，C正确. 用户消耗的功率等于发电机的输出功率与输电线上损失的功率之差，故D错误.,1,2,3,4,5,C.I1U1I22R D.I1U1I2U2,4.(远距离高压输电的分析与计算)远距离输电的原理图
11、如图6所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R.变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是,1,2,3,4,解析,图6,答案,5,1,2,3,4,5,5.(远距离高压输电的分析与计算)一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输给用户，已知发电机的输出功率为500 kW，路端电压为500 V，升压变压器原、副线圈的匝数比为15，两变压器间输电线的总电阻为1.5 ，降压变压器的输出电压为220 V，不计变压器能量损耗，求： (1)升压变压器的副线圈两端电压；,1,2,3,4,解析,答案,答案2 500 V,5,解析输电线路原理图如图所示,1,2,3,4,5,(2)输电导线上的功率损失；,1,2,3,4,解析,答案,答案60 kW,输电导线上的功率损失P损I22r线60 kW,5,1,2,3,4,解析,(3)降压变压器原、副线圈的匝数比；,答案,答案101,解析输电导线上的电压损失UI2r线300 V,(4)用户得到的功率.,答案440 kW,解析用户得到的功率P用P1P损440 kW,5,高三物理总复习第五章交变电流,高三物理总复习第五章交变电流,