高三物理总复习第五章交变电流ppt课件.pptx

5电能的输送 第五章交变电流 学习目标 1 理解输电线上电能的损失与哪些因素有关 2 理解减小电能损失的两个途径以及高压输电的原理 3 知道远距离输电的典型电路 并能利用变压器和电路的规律解决实际问题 内容索引 自主预习预习新知夯实基础 重点探究启迪思维探究重点 达标检测检测评价达标过关 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 少有故障 2 保质 保证电能的质量 和稳定 3 经济 输电线路建造和运行的费用低 损耗小 2 输电线上的功率损失 P I为输电电流 r为输电线的电阻 电压 频率 电能 I2r 3 降低输电损耗的两个途径 1 减小输电线的 在输电距离一定的情况下 为了减小 应当选用的金属材料 还要尽可能增加导线的 2 减小输电线中的 为减小输电 同时又要保证向用户提供一定的电功率 就要提高 电阻 电阻 电阻率小 横截面积 电流 电流 输电电压 二 电网供电1 远距离输电的基本原理 在发电站内用变压器升压 然后进行远距离输电 在用电区域通过变压器降到所需的电压 2 电网 通过网状的输电线 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 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 减小的风险 调节不同地区电力供需的平衡 保障供电的质量 3 合理调度电力 使的供应更加可靠 质量更高 升压 降压 变电站 网络 断电 电力 1 判断下列说法的正误 1 输电线上电功率的损失 与输电线的电阻成正比 与输电线电流的平方成正比 2 由P 可知 输电电压越小 输电线上电功率的损失就越小 3 使用变压器进行远距离输电 用户得到的电压可以高于发电机输出的电压 4 远距离输电时 若升压变压器匝数比为1 n 降压变压器匝数比为n 1 则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等 答案 即学即用 2 输电线的总电阻为R 输送电功率为P 现分别用U1和U2两种电压来输电 则两次输电线上损失的功率之比为 U22 U12 答案 重点探究 导学探究 如图1所示 假定发电厂输出的电压为U 输送功率为P 输电线路中的电流是I 两条导线的总电阻是r 在图中把导线电阻集中画为r 那么 1 用户两端的电压是多大 一 降低输电损耗的两个途径 图1 答案 2 用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗 答案不相等 由能量守恒知 发电厂输出的电能等于用户得到的电能与输电线上损失的电能之和 3 输电线上功率损失的原因是什么 功率损失的表达式是什么 降低功率损耗有哪些途径 答案由于输电线有电阻 当有电流流过输电线时 有一部分电能转化为电热而损失掉了 这是输电线上功率损失的主要原因 答案 例1三峡电站某机组输出的电功率为50万千瓦 1 若输出的电压为20万伏 则输电线上的电流为多少 答案2500A 答案 解析 答案 解析 解析输电线上损失的功率 P I2 2r 25002 2 10W 1 25 108W 2 在 1 情况下 某处与电站间每根输电线的电阻为10欧 则输电线上损失的功率为多少 它占输出功率的几分之几 3 若将电压升高至50万伏 输电线上的电流为多少 输电线上损失的功率又为多少 它占输出功率的几分之几 答案 解析 输电线上损失的功率 P I 2 2r 10002 2 10W 2 107W 例2 多选 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 解析 答案 P损 I2r U I 式中必须注意 U为输电线上的电压损失 而不是输电电压 导学探究 某发电站向远处送电的示意图如图2所示 其中各部分的物理量已在图上标注 在这个电路中包括三个回路 1 结合闭合电路的知识 分别分析三个回路中各物理量之间的关系 发电机内阻 n1 n2 n3 n4线圈的电阻均忽略不计 二 远距离高压输电电路中的各种关系 答案 答案第一个回路 P1 U1I1第二个回路 U2 U U3 P2 P P3 IR P3第三个回路 P4 U4I4 图2 2 若两个变压器均为理想变压器 则每个变压器中的电流 电压 功率有什么关系 答案 知识深化 解决远距离输电问题时 需要画输电的电路图 理清三个回路 抓住两个联系 掌握一个定律 1 画图 理清三个回路 如图3所示 图3 2 抓住两个联系 理想升压变压器联系回路1和回路2 理想降压变压器联系回路2和回路3 3 掌握一个定律根据能量守恒定律得P2 P P3 例3如图4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100kW 输出电压是250V 升压变压器的原 副线圈的匝数比为1 25 1 求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流 解析 答案 图4 答案6250V16A 2 若输电导线中的电功率损失为输入功率的4 求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压 解析 答案 答案15 625 6000V 解析P损 I22R线 P损 0 04P1 因为 U U2 U3 I2R线所以U3 U2 I2R线 6000V 达标检测 1 输电线上功率损失的计算 2017 南京市学情调研卷 西电东送 是实现经济跨地区可持续快速发展的重要保证 它将西部丰富的能源转化为电能输送到电力供应紧张的沿海地区 为了减少远距离输电线路中电阻损耗的能量 需要采用高压输电 在保持输送功率及输电线路电阻不变的情况下 将输送电压提高到原来的10倍 则输电线路中电阻损耗的能量将减少到原来的 答案 1 2 3 4 5 解析 1 2 3 4 5 2 输电线上功率损失的计算 多选 某发电厂原来用电压为U1的交流电输电 后改用变压比为1 50的理想升压变压器将电压升高为U2后输电 输送的电功率保持不变 若输电线路的总电阻为R线 则下列说法中正确的是 1 2 3 4 5 解析 答案 1 2 3 4 5 3 远距离高压输电的分析与计算 多选 如图5为远距离输电示意图 发电机的输出电压U1和输电线的电阻r 理想变压器匝数均不变 且n1 n2 n4 n3 当用户用电器的总电阻减小时A U1 U2 U4 U3B 用户的电压U4增加C 输电线上的损失功率增大D 用户消耗的功率等于发电机的输出功率 答案 1 2 3 4 图5 解析 5 解析根据以及n1 n2 n4 n3 知U1 U2 U4 U3 故A正确 用户用电器总电阻减小 则降压变压器副线圈电流增大 所以输电线上的电流增大 根据P损 I2r知 输电线上损耗的功率增大 根据 U Ir知 输电线上的电压损失变大 发电机的输出电压不变 则升压变压器的输出电压不变 降压变压器的输入电压变小 用户的电压U4减小 故B错误 C正确 用户消耗的功率等于发电机的输出功率与输电线上损失的功率之差 故D错误 1 2 3 4 5 C I1U1 I22RD I1U1 I2U2 4 远距离高压输电的分析与计算 远距离输电的原理图如图6所示 升压变压器原 副线圈的匝数分别为n1 n2 电压分别为U1 U2 电流分别为I1 I2 输电线上的电阻为R 变压器为理想变压器 则下列关系式中正确的是 1 2 3 4 解析 图6 答案 5 1 2 3 4 5 5 远距离高压输电的分析与计算 一小型发电站通过升压 降压变压器把电能输给用户 已知发电机的输出功率为500kW 路端电压为500V 升压变压器原 副线圈的匝数比为1 5 两变压器间输电线的总电阻为1 5 降压变压器的输出电压为220V 不计变压器能量损耗 求 1 升压变压器的副线圈两端电压 1 2 3 4 解析 答案 答案2500V 5 解析输电线路原理图如图所示 1 2 3 4 5 2 输电导线上的功率损失 1 2 3 4 解析 答案 答案