2019-2020学年高中物理第5章交变电流第5节电能的输送课件 人教版选修3-2

2019-2020学年高中物理第5章交变电流第5节电能的输送课件 人教版选修3-2

第 5 节　电能的输送 输送电能的基本要求是 ________ 、 ________ 、 ________. 可靠，是指保证供电线路可靠地工作、少有故障．保质，就是保证电能的质量 —— ________ 和 ________ 稳定．经济，则是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗 ______. 要点一　电能输送的基本要求 可靠　 课前教材预案 保质　 经济　 电压　 频率　 少　 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． I 2 r 　 要点二　降低输电损耗的两个途径 2 ． 降低输电损耗的两个途径 (1) 减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应当选用 ____________ 的金属材料，还要尽可能增加导线的 ____________. (2) 减小输电导线中的电流：为减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电 ________. 电阻率小　 横截面积　 电压　 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． 升压　 要点三　电网供电 升压　 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． 火电　 核电　 课堂深度拓展 考点一　输电线上的电压损失和功率损失 1 ． 输电线路中的几个概念 (1) 输电电压：是指加在输电线始端的电压，如图中的 U . 思维导引： 输送的功率 ( 电压 ) 、损失的功率 ( 电压 ) 、用户得到的功率 ( 电压 ) 分别对应于输电过程中 “ 始 ”“ 中 ”“ 末 ”． 只有理解好 “ 输送 ”“ 损失 ”“ 得到 ” 的含义，才能避免张冠李戴． 答案 　 BD 　 【变式 1 】　 ( 多选 ) 发电厂发电机的输出电压为 U 1 ，发电厂至学校的输电线总电阻为 R 线 ，通过输电线的电流为 I ，学校输入电压为 U 2 ，下列计算输电线功率损耗的式子中，正确的是 ( 　　 ) 答案　 BCD 　 1 ． 画出输电电路图 分析远距离输电问题时，应首先画出输电的电路图，如图所示，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置． 考点二　远距离输电问题的分析方法 2 ． 理清几个回路关系 远距离输电问题共包括三个回路：发电厂和 n 1 构成的回路， n 1 相当于外电路； n 2 、 R 和 n 3 构成的回路， n 2 相当于电源， R 和 n 3 构成外电路； n 4 和用户构成的回路， n 4 相当于电源，用户是外电路． 【例题 2 】　 有条河流，流量 Q ＝ 2 m 3 /s ，落差 h ＝ 5 m ，现利用其发电，若发电机总效率为 50% ，输出电压为 240 V ，输电线总电阻 r ＝ 30 Ω ，允许损失功率为输出功率的 6% ，为满足用电的需求，则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“ 220 V 　 100 W” 的电灯正常发光？ ( g ＝ 10 m/s 2 ， ρ 水 ＝ 1.0×10 3 kg/m 3 ) 思维导引： 输电过程的计算涉及的电流、电压和功率很多，极易混淆，必须加强对概念的区分和比较，与电路相对照，防止乱套公式． 解析　 输电电路图如图所示， 答案　 6∶125 　 235∶11 　 470 盏 【变式 2 】 ( 多选 ) 在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法正确的有 ( 　　 ) A ．升压变压器的输出电压增大 B ．降压变压器的输出电压增大 C ．输电线上损耗的功率增大 D ．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 答案 　 CD 　 解析　 发电厂的输出电压不变，升压变压器的输入电压不变，输出电压不变，选项 A 错误；随着发电厂输出功率的增大，输电线中电流增大，输电线上损失的电压 (Δ U ＝ IR ) 增大，降压变压器的输入电压减小，降压变压器的输出电压减小，选项 B 错误； 1 ． ( 多选 ) 某发电厂原来用电压为 U 1 的交流电输电，后改用变压比为 1∶50 的升压变压器将电压升高为 U 2 后输电，输送的电功率保持不变．若输电线路的电阻为 R 线 ，则下列说法正确的是 ( 　　 ) 课末随堂演练 答案　 AC 　 2 ．输电导线的电阻为 r ，输送电功率为 P ，现分别用 U 1 和 U 2 两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为 ( 　　 ) 答案　 C 　 3 ． 如图所示为远距离输电示意图，两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 n 1 、 n 2 ，在 T 的原线圈两端接入一电压 u ＝ U m sin ωt 的交流电源，若输送电功率为 P ，输电线的总电阻为 2 r ，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为 ( 　　 ) 答案　 C 　 4 ．如图所示，图甲是远距离输电线路的示意图，图乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则 ( 　　 ) A ．用户用电器上交变电流的频率是 100 Hz B ．发电机输出交变电流的电压有效值是 500 V C ．输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定 D ．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小 答案　 D 　 5 ．如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压及输电线的电阻 R 均不变，在用电高峰期，发电厂输出功率将增大，下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．升压变压器副线圈中电流减小 B ．降压变压器副线圈中电流减小 C ．输电线上损耗的功率减小 D ．用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例减小 答案　 D 　 解析　 发电厂输出功率增大，根据 P ＝ UI 知，输出电压不变，则升压变压器原线圈中电流增大，则副线圈中电流也增大，选项 A 错误．用电高峰期时，用电器增多，则降压变压器副线圈中电流增大，选项 B 错误．升压变压器副线圈中的电流等于输电线中的电流，则输电线中的电流增大，根据 P 损 ＝ I 2 R 知，输电线上损耗的功率增大，选项 C 错误．