【物理】電能的輸送 課件-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊

3.4電能的輸送人教版（2019）高中物理（選擇性必修第二冊）第三章交變電流電能的產(chǎn)生與輸送：新課引入發(fā)電站核能水能太陽能風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能再輸送給普通家庭用戶企事業(yè)用戶

當電能在從發(fā)電站傳輸給用戶的過程中我們要考慮什么問題？要注意什么？第2頁課堂導(dǎo)入新課引入秦山核電站三峽水電站內(nèi)蒙古光伏發(fā)電站新疆風(fēng)力發(fā)電站1.發(fā)電的地方：2.用電的地方：大多在我國中西部用電量大的城市大多在東部沿海北京上海青島廣州第3頁課堂導(dǎo)入新課引入思考與討論：

由于發(fā)電廠與用戶在距離上的遙遠，因此當電能在從發(fā)電廠傳輸給用戶的過程中我們要考慮什么問題？要注意什么？第4頁課堂導(dǎo)入一、輸送電能的基本要求可靠：保證供電線路可靠地工作，少有故障；保質(zhì)：保證輸送電能的電壓和頻率穩(wěn)定；經(jīng)濟：輸電線路建造和運行費用低，電能損耗少；一、降低輸電損耗的兩個途徑r輸電線輸電線電廠用戶U送電廠向外輸電時，其兩端的電壓即為輸送電壓。輸送電壓：電廠對外發(fā)出的功率即輸送功率。輸送功率：思考：導(dǎo)致輸電過程中電能損耗的原因是什么？新課講授第6頁知識講解一、降低輸電損耗的兩個途徑r輸電線輸電線電廠用戶U送問題探究1：輸電線上損失的功率表達式是什么？若輸電電流為I，輸電線的電阻為r，則功率損失為ΔP=I2r問題探究2：如何減小輸電線上的功率損失？由ΔP=I2r可知：（1）減少輸電線的電阻（2）減少輸電線的電流新課講授第7頁知識講解（1）在理論上，若減少輸電線電阻，輸電線長度一定的情況下，可采取得措施：由

可知：②減少材料的電阻率ρ①增加導(dǎo)線的橫截面積S；一、降低輸電損耗的兩個途徑1.減少輸電線的電阻：（2）在實際上建設(shè)時，過粗的導(dǎo)線會耗費太多的金屬材料，而且輸電線太重，太

粗也給鋪設(shè)工作帶來困難。新課講授第8頁知識講解假定輸電線電路中的電流是I，用戶端的電壓是U，兩條導(dǎo)線的總電阻為r。思考與討論：新課講授r輸電線輸電線電廠用戶U送UI(1)怎樣計算輸電線路損失的功率？(2)在輸電電流一定的情況下，如果線路的電阻減為原來的一半，線路上損失的功率減為原來的幾分之一？在線路電阻一定的情況下，如果輸電電流減為原來的一半，線路上損失的功率為原來的幾分之一？第9頁知識講解思考與討論：新課講授r輸電線輸電線電廠用戶U送UI(3)通過第2步的兩項計算，你認為哪個途徑對于降低輸電線路的損耗更有效？(4)怎樣計算用戶消耗的功率P？(5)在用戶的用電功率一定的前提下，怎樣才能減小輸電電流？第10頁知識講解2.減小導(dǎo)線中電流由P=IU可知：提高輸電電壓U送，便可減小輸電電流I思考：為什么不減小輸送功率呢？

由于電站的裝機容量一定，因此電站向外輸送的電功率是一定的，即在實際中不能以用戶少用或不用電來減少輸電線上的功率損失。一、降低輸電損耗的兩個途徑新課講授第11頁知識講解電能輸送的基本模型1.電能輸送的基本模型升壓變壓器降壓變壓器低壓輸電高壓輸電第12頁知識講解電路被劃分為三個獨立的回路，每個回路均可以應(yīng)用閉合電路歐姆定律，串、并聯(lián)電路規(guī)律，而變壓器的電壓、電流、功率關(guān)系是聯(lián)系不同回路的橋梁。第13頁知識講解功率關(guān)系：電壓關(guān)系：電流關(guān)系：I2＝I3＝I線升壓變壓器

降壓變壓器第14頁知識講解一對一供電10千伏幾百千伏100千伏左右10千伏左右220伏發(fā)電機和變壓器∶決定電壓用戶∶決定功率和電流缺陷：產(chǎn)能浪費第15頁知識講解電網(wǎng)供電優(yōu)點：合理調(diào)度電力，減少斷電風(fēng)險我國的電網(wǎng)：國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)。

通過網(wǎng)狀的輸電線、變電站，將許多電廠和廣大用戶連接起來第16頁知識講解1.(采用高壓輸電的原因)(多選)遠距離輸送交變電流都采用高壓輸電。采用高壓輸電的優(yōu)點是(

)A.可節(jié)省輸電線的材料

B.可根據(jù)需要調(diào)節(jié)交變電流的頻率C.可減小輸電線上的能量損失

D.可加快輸電的速度答案:AC解析:遠距離輸電時往往輸送的電功率一定,根據(jù)P=UI知,輸送電壓U越高,則輸送電流

越小,根據(jù)P損=I2r知,在輸電線上的功率損失一定的情況下,輸電線電阻可略大些,導(dǎo)線可做得細一些或選擇電阻率略大的材料(非銅材料);若輸電線確定,即r確定,則可減小輸電線上的能量損耗,故選項A、C正確。交變電流的頻率是一定的,不需調(diào)節(jié),輸電的速度就是電磁波的傳播速度,故選項B、D錯誤。課堂檢測第17頁2.(輸電線上的電壓損失和功率損失)(多選)為了消除高壓輸電線上的冰,假設(shè)利用電流的熱效應(yīng)除冰。若在正常供電時,高壓線上輸電電壓為U,電流為I,熱消耗功率為P損;除冰時,輸電線上的熱功率需要變?yōu)?P損,則除冰時(認為輸電功率和輸電線電阻不變)(

)A.輸電電流為3I B.輸電電流為9IC.輸電電壓為3U D.輸電電壓為答案: