{高考必备]高二物理教科版选修3-2学案：2.8电能的输送Word版含解析(经典).docxVIP

第8讲　电能的输送 [目标定位]　1.了解远距离输电线路的基本构成.2.掌握远距离输电线上的能量损失与哪些因素有关.3.应用理想变压器、电路知识对简单的远距离输电线路进行定量计算．一、电能输送中的电压损失和电能损耗(如图1所示)图11．电压损失(1)损失原因：输电导线上存在电阻r.(2)电压损失大小：U损＝Ir.2．输电线上的功率损耗(1)输电线上的功率损失：ΔP＝I2r，I为输电电流，r为输电线的电阻．(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，应当选用电阻率小的金属材料，还要尽可能增加导线的横截面积．②减小输电导线中的电流：为了减小输电电流，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．二、远距离输电系统1．远距离输送电网的基本结构如图2所示(输出功率为P，输出电压为U)．图22．远距离输电的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电压．想一想　在图2中，甲同学说，U2＝I2R线，乙同学说P2＝IR线．他们的说法对吗？正确关系是什么？答案　都不对，I2R线是输电线上损失的电压，IR线是输电线上损失的功率．正确关系是U2＝I2R线＋U2′，P2＝IR线＋U2′I2.三、直流输电1．直流输电的优点(1)不存在感抗和容抗引起的损耗；(2)不需要考虑电网中各台交流发电机的同步运行问题．2．直流输电的基本过程在发电站区域经变压器升压，由整流设备将交流电变成直流电，用高压直流电进行远距离传输，在用户区域由逆变器将直流电变为交流电，经变压器降压送给用户.一、输电线上的功率损失和电压损失1．输电线上的功率损失(1)损失功率计算：设输电电流为I，输电线电阻为R线，则输电线上的功率损失为ΔP＝I2R线(2)减小输电线上功率损失的方法：①减小输电线的电阻R线：由R线＝ρ得，要减小R线，在l保持不变的情况下，可以减小ρ，增大S.②减小输电电流I：由P＝UI得，在输送功率一定的情况下，提高输电电压，即可减小输电电流．采用高压输电是减小输电线上功率损失最有效、最经济的措施．2．输电线上的电压损失(1)输电线路始端电压U跟末端电压U′的差值，称为输电线上的电压损失，ΔU＝U－U′，如图3所示，电压损失还可以表示为ΔU＝IR线＝R线．图3(2)减少输电线上电压损失的方法．①减小输电线的电阻．②提高输送电压．例1　远距离输送一定功率的交变电流，若输电电压升高为原来的n倍，关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是(不考虑电抗产生的损失)(　)A．功率损失是原来的B．功率损失是原来的C．电压损失是原来的D．电压损失是原来的n倍答案　BC解析　设输电电压为U，所输送的功率为P，输电线路总电阻为R线，则输电电流I线＝，线路的功率损失ΔP＝IR线＝，可知ΔP∝，当输电电压U升高为原来的n倍时，功率损失变为原来的，故选项B正确；线路上的电压损失ΔU＝I线R线＝，可知ΔU∝，当输电电压升高为原来的n倍时，电压损失变为原来的，故选项C正确．针对训练　发电厂发电机的输出电压为U1，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U2，下列计算输电线功率损耗的式子中，正确的是(　)A. B.C．I2R线 D．I(U1－U2)答案　BCD解析　输电线功率损耗P损＝I2R线＝＝IU线，其中U线＝U1－U2，故B、C、D正确．二、远距离输电的输送电路及基本关系1．输电线路的构成由发电机、升压变压器、输电导线、降压变压器、用电器构成．2．远距离输电的基本关系(如图4所示)图4(1)功率关系P1＝P2，P3＝P4，P2＝ΔP＋P3→能量守恒(2)电压、电流关系＝＝，＝＝→理想变压器U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I线→串联电路中电压、电流关系(3)输电线中电流：I线＝＝＝.(4)输电线上损耗的电功率：ΔP＝ΔUI线＝IR线＝2R线．3．特别强调(1)升压变压器副线圈的电压U2不等于降压变压器原线圈的电压U3，输电线上的电压损失ΔU＝I线R线，输电线上的功率损耗ΔP＝IR线．(2)计算输电线的电阻时，应注意输电线长度为距离的两倍．(3)处理远距离输电问题．首先要画出输电线路示意图，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置．其次解题时要抓“两头”——电源、用电器．要注意“中间一条线”——输电线，以变压器为界将整个输电电路划分为三个独立的回路．以变压器为联系的纽带将“两头”与中间“输电线”联系起来，利用能量守恒、变压比、变流比等规律进行分析与计算．例2　如图5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1∶25，求：图5(1)