【精准解析】高中物理人教版选修1-1教师用书：第3章5、高压输电含解析

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五、高压输电
学 习 目 标
知 识 脉 络
1.知道为什么要用高压输电．(重点)
2．会计算输电过程的损失．(重点、难
点)
3．掌握减少远距离输电能量损失的途
径．(重点)
4．知道电网在能源利用上的作用．
一、减小电能输送损失的方法
1．输电损耗的原因：由于输电线路存在电阻，就会产生热效应引起电能的损
耗；损耗的电能会随着输送电能的增大和线路的增长而增大．
2．减小输电损耗的方法：(1)减小输送线路的电阻，其途径：
①尽量采用导电性能好的材料，②使导线粗一些．
(2)减小输送的电流，在输送功率一定时，必须提高送电的电压．
二、电网供电
1．电网
将多个电厂发的电通过输电线、变电站连接起来，形成全国性或地区性输电
网络．
2．优点
(1)在一次能源产地使用大容量的发电机组，降低运输一次能源的成本．
(2)保证发电与供电系统的安全与可靠，协调不同地区电力供需的平衡．
(3)根据火电、水电、核电的特点，合理地调度电力，使电力供应更加可靠，
质量更高．
1．思考判断
(1)输电线路存在电阻，就一定会有电能的损耗． (√)
(2)减小输电损耗的最好方法是提高输电电压． (√)
(3)在电能的输送过程中，U为输电电压，r为输电线电阻，则输电线中电流为
I＝
U
r
.(×)
(4)电网是将多个电厂发的电连接起来，形成输电网络． (√)
(5)采用电网送电可以降低一次能源的运输成本，获得最大的经济效益．(√)
(6)电网不能协调不同地区电力供需平衡． (×)
2．(多选)对于电能输送的以下说法，正确的是(　　)
A．输送电能的基本要求是：可靠、保质、经济
B．减少输电导线上功率损失的唯一方法是采用高压输电
C．减少输电导线上功率损失的唯一方法是增大导线的横截面积
D．实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如：输送功率大小、距离远近、
技术和经济条件等
AD　[在电能输送减少功率损失方面应综合考虑各方面的因素，基本要求是：
可靠、保质、经济．所以只有 A、D项是正确的．]
3．下列关于减小远距离输电导线上热损耗的说法中，正确的是(　　)
A．因为热功率 P＝
U
2
R
，所以应降低输送电压，增大输电导线电阻，才能减小
输电导线上的热损耗
B．因为热功率 P＝IU，所以应采用低电压、小电流输电，才能减小输电导线
上的热损耗
C．因为热功率 P＝I2R，所以可采用减小输电线电阻或减小输送电流的方法
来减小输电导线上的热损耗
D．以上说法均不正确
C　[A 中热功率 P＝
U
2
R
中U应为在输电线上减少的电压，而非输送电压，故
不正确；B中P＝UI，若 U小，I也小，则输送功率减小，以减小输送功率来减少
线路损耗是没有意义的，所以也不正确．]
4．水电站给远处山村送电的输出功率是 100 kW，用 2 000 V 电压输电，线路
上损失的功率是 2.5×104 W，如果改用 20 000 V 高压输电，线路上损失的功率是
________ W.
[解析]　P＝UI 得I＝
P
U
＝50 A；
根据ΔP＝I2R，计算得到：R＝10 Ω
改用 20 000 V 高压输电 I′＝
P
U
′
＝5 A；
根据ΔP＝I2R＝250 W.
[答案]　250
1．输电线上的功率损失
由于 P＝IU，则有输送电流 I＝
P
U
.设输电线电阻为 R线，输电线
上的电流为 I线，则功率损失 P损＝I
2
线
R线＝
P
2
U
2
R线．
2．输电线上电压损失
输电线上电阻两端电压ΔU＝I线R线，这样用户得到电压 U′＝U－ΔU，即Δ
U＝U－U′是导线中电压损失．
3．减少功率损失和电压损失的方法
(1)减小输电线上的电阻：即增大导线横截面积和用导电性能较好的材料，这
种方法在实际生产中效果有限．
(2)减小输电电流，在输出功率不变时，由 P＝UI 知可增大 U来减小 I.
【例 1】　(多选)远距离输送一定功率的交流电，若输电线电阻一定，下列说
法正确的是(　　)
A．输电线上的电压损失跟输电电压成正比
B．输电线上的功率损失跟输电电压成正比
C．输电线上的功率损失跟输电电压的平方成反比
D．输电线上的功率损失跟输电线上的电压损失的平方成正比
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