第12讲 电能的输送（解析版）-【帮课堂】2021-2022学年高二物理同步精品讲义（人教版2019选择性必修第二册）

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知识精讲
第12 讲 电能的输送
课程标准 课标解读
1.知道远距离输电时通常采用高压输电的
原因。
2.探讨远距离输电中导致电能损耗的因
素。
1.理解远距离输电线上的能量损失与哪些因素有关.
2.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.
3.了解交变电流从发电站到用户的输电过程．
知识点 01 输送电能的基本要求与降低输电损耗的两个途径
（一）输送电能的基本要求
1．可靠：指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：指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少．
（二）降低输电损耗的两个途径
1．输电线上的功率损失：
P
＝
I
2
r
，
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．
【知识拓展 1】
1．输电线上的电压损失
Δ
U
＝
U
－
U
′＝
Ir
＝
r
.
2．输电线上的功率损失
(1)Δ
P
＝
I
2
r
，其中
I
为输电线上的电流，
r
为输电线的电阻．
(2)Δ
P
＝Δ
U
·
I
或 Δ
P
＝，其中 Δ
U
为输电线上的电压损失．
3．减少电压损失和功率损失的方法
(1)减小输电线的电阻
r
，根据
r
＝
ρ
，可减小电阻率
ρ
，目前一般用电阻率较小的铜或铝作为导线材料；
也可增大导线的横截面积
S
，但过粗的导线会多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大
的困难．
(2)减小输电电流
I
，根据
I
＝，在输送功率
P
一定，输电线电阻
r
一定的条件下，输电电压提高到原来的
n
倍，输送电流可减为原来的，输电线上的功率损耗将降为原来的.
【即学即练 1】下图为长距离高压输电的示意图。关于长距离输电，下列说法正确的是（　　）
A．减小输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失
B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗
C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小
D．高压输电综合考虑各种因素，输电电压越高越好
【答案】B
【解析】A．减小输电导线的横截面积能增大电阻，根据输电过程中损失的电功率 ，不利于减小
输电过程中的电能损失，故 A 错误；B．高压输电是通过减小输电电流，根据输电过程中损失的电功率
，有利于减小电路的发热损耗，故 B 正确；C．输送的电功率越大，输电线上的电流越大，输电
过程中的电能损失越大，故 C 错误；D．高压输电综合考虑材料成本、技术、经济性等各个方面的因素，所
以不是输电电压越高越好，故 D 错误。故选 B。
知识点 02 电网供电
1．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，获得最大的经济效益．
(2)减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡．
(3)合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高．
【知识拓展 2】
解决远距离高压输电问题的基本方法
1．首先应画出远距离输电的电路图，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置．
2．理清三个回路：
（1）
P
1＝
U
1
I
1
（2）
U
2＝Δ
U
＋
U
3，
P
2＝Δ
P
＋
P
3＝
I
22
R
线＋
P
3，
I
2＝
I
3
（3）
P
4＝
U
4
I
4.
3．常用关系
(1)功率关系：
P
1＝
P
2，
P
2＝Δ
P
＋
P
3，
P
3＝
P
4.
(2)电压关系：＝，
U
2＝Δ
U
＋
U
3，＝.
(3)电流关系：＝，
I
2＝
I
线＝
I
3，＝.
(4)输电电流：
I
线＝＝＝.
(5)输电线上损耗的电功率：
Δ
P
＝
P
2－
P
3＝
I
线2
R
线＝＝Δ
U
·
I
线．
(6)输电线上的电压损失：
Δ
U
＝
I
线
R
线＝
U
2－
U
3.
【即学即练 2】2017 年 8 月，广东省受台风“天鸽”影响，造成大面积停电。某通讯公司准备的应急供电
系统如图所示，图中
T
1、
T
2分别为理想的升压变压器和降压变压器，
R
表示输电线电阻，
I
表示电流，
U
表
示线圈两端电压，
n
表示线圈的匝数，下列说法正确的是（　　）
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