3.4 电能输送（导学案）（教师版） 高二物理同步高效课堂（人教版2019选择性必修第二册）.pdf

第4节电能输送

导学案

【学习目标】

1.了解提高输电电压是降低远距离输电损耗的有效途径，会用相关知识解释实际的输电问题。

2.经历建立远距离输电模型的过程，体会建立理想模型的思维方法。

3.理解工程技术要兼顾科学、技术、经济等多种因素，知道电网供电是远距离输电的重要发展。

【学习重难点】

1.教学重点：高压输电的基本工作原理及降低电能消耗的两种途径。

2.教学难点：高压输电的数学推导过程及各物理量之间的相互关系。

【知识回顾】

一、电压与匝数的关系

1．电压与匝数的关系

U1n1

理想变压器原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，即＝。

U2n2

2．两类变压器

副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫降压变压器；副线圈的电压比原线圈电压高的变压器叫升压变压

器。

3．变压器的效率

变压器的输出功率与输入功率之比，叫作变压器的效率。

L

二、电阻定律：R

S

2

三、电功率与电压和电流的关系：P=UI，热功率：P热=IR。

【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，故障少。

(2)保质：保证电能的质量——电压和频率稳定。

(3)经济：输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少。

2

2．输电线上的功率损失：P＝Ir，I为输电电流，r为输电线的电阻。

3．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，为了减小输电线的电阻，应当选用电阻率小的金属材

料，还要尽可能增加线的横截面积。

(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

压。前一种方法的作用十分有限，一般采用后一种方法。

4．高压输电

(1)现代远距离输电都采用高压输电。目前我国远距离输电采用的电压有110kV、220kV、330kV，输电

干线已采用500kV和750kV的超高压，西北电网甚至达到1100kV的超高压。

(2)输电电压并不是越高越好。电压越高，对输电线路绝缘性能和变压器的要求就越高，线路修建费用会

增多。

(3)实际输送电能时，要综合考虑输送功率的大小、距离的远近、技术和经济等要求，选择合适的输电电

压。

二、电网供电

1．远距离输电基本原理

在发电站内用升压变压器升压，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。

3．电网输电的优点

(1)降低一次能源的运输成本，获得最大经济效益。

(2)减少断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡，保障供电的质量。

(3)合理地调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高。

【课堂探究】

【新课导入】

我国很多发电厂建在能源聚集的西部地区,而用电量大的城市多在东部沿海地区。

从发电厂到用电量大的区域的远距离输电中，我们需要克服什么困难，如何克服？

学生回答需要克服的困难。

【新课教学】

任务一、输送电能的基本要求

阅读课文，总结电能输送的基本要求？

电能输送要求：可靠、保质、经济

可靠：保证供电线路可靠工作，少出故障

保质：保证电能的质量——电压、频率稳定

经济：输电线路建造和运行费用低，电能损耗少

如何减少电能的损耗？

学生提出合理的猜想并记录。

任务二、降低输电损耗的两个途径

（一）电能损失的原因

设输电电流为I，输电线的电阻为r，其示意图如下图：

2

输电线上的功率损失为P＝Ir。

降低功率损失有哪些途径？

学生回答减小电