2026年高二物理寒假自学课（人教版）第12讲 电能的输送（原卷版）

第12讲电能的输送

内容导航——预习三步曲

第一步学

析教材·学知识：教材精讲精析、全方位预习

练习题·讲典例：教材习题学解题、快速掌握解题方法

练考点·强知识：7大核心考点精准练

第二步记

串知识·识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握

第三步测

过关测·稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升

知识点一输电线上的电压和功率损失

【情境导入】假定输电线路中的电流是I，用户端的电压是U，两条导线的总电阻是r.在图中，输电线的电

阻集中画为一个电阻r.

(1)怎样计算输电线路损失的功率？

(2)在输电电流一定的情况下，如果线路的电阻减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一？

在线路电阻一定的情况下，如果输电电流减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一？

(3)通过对第(2)问的两项计算，你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效？

(4)怎样计算用户消耗的功率P？

(5)在保证用户的电功率的前提下，怎样才能减小输电电流？

【知识梳理】

一、输送电能的基本要求

1．可靠：指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：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＝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．

【重难诠释】

1．输电线路的电压损失

P

输电线始端电压U与输电线末端电压U′的差值．ΔU＝U－U′＝Ir＝r，其中I为输电线上的电流，r为

U

输电线的电阻．

2．输电线路的功率损失

(1)远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损失，损失的电功率ΔP＝I2r.

ΔU2

(2)若输电线上损失的电压为ΔU，则功率损失还可以表示为ΔP＝，ΔP＝ΔU·I.

r

3．减小电压、功率损失的方法

(1)减小输电线的电阻

l

由R＝ρ可知，距离l一定时，使用电阻率小的材料，增大导体横截面积可减小电阻．

S

(2)减小输电电流I

P

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

U

11

为原来的，输电线上的功率损耗将降为原来的.

nn2

知识点二远距离高压输电过程的分析与计算

【情境导入】

某发电站向远处送电的示意图如图所示，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)。

(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？

【知识梳理】

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．

【重难诠释】

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(如图)，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：

回路1：P1＝U1I1

2

回路2：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝I2R线＋P3，I2＝I3

回路3：P4＝U4I4.

3．常用关系

(1)功率关系：P1＝P2，P2＝ΔP＋P3，P3＝P4.

U1n1U3n3

(2)电压关系：＝，U2＝ΔU＋U3，＝.

U2n2U4n4

I1n2I3n4

(3)电流关系：＝，I2＝I线＝I3，＝.

I2n1I4n3

P2P3ΔU

(4)输电电流：I线＝＝＝.

U2U3R线

2

2ΔU

(5)输电线上损耗的电功率：ΔP＝P2－P3＝I线R线＝＝ΔU·I线．

R线

(6)输电线上的电压损失：ΔU＝I线R线＝U2－U3.

P3

(7)输电效率η＝×100%.

P2

教材习题01

1.采用110kV高压输电，输送电功率为4800kW的电能，输电导线中的电流

解题方法

是多少?如果用110V电压输送同样功率的电能，输电导线中电流是多少?

我们在初中曾经做过类似的题目，那时是用直流电路的知识来处理的。在纯电能输送特点

电阻的交流电路中，同样有公式U=IR和P=UI。想想看，这里的U和I的含

义与初中有什么不同?

【答案】电功率P=IU，电流。

�

当时，输电导线中的电�流

�=3

4800×10

3

当1时，输电导线中的电流1110×10

�=110 𝑘�=3 �≈43.6 �

4800×10

公式中的、、对应于同一段电路，同理，公式4中的、、也是对应于同一段电路

�2=U=1I1R0 �UIR�2=110 �≈4.36×P1=0U I�PUI

的物理量。在此题中的功率P并不是输电线上消耗的功率，而是发电机（电源）、输电线以及用户构成的

闭合电路的总功率，U是此电路的总电压，而I是回路的总电流（也是流经输电线的电流），如果输电线

的电阻为R，则，原因是U并非输电线上的电压降，而P=IU，原因是这三个量对应于同一段

电路，即回路总电压U、总电流I、总功率P。

�≠𝐼

教材习题02

5.某个小水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的电压为250V。通过升

压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为82在用户端用降压变压器把

解题方法

电压降为220V。要求在输电线上损失的功率控制在5kW(即用户得到的功率

为95kW)。请你设计两个变压器的匝数比。为此，请你计算:电能输送的特点

(1)降压变压器输出的电流为多少?输电线上通过的电流是多少?

(2)输电线损失的电压为多少?升压变压器输出的电压是多少?

(3)两个变压器的匝数比各应等于多少?

【答案】5.答案远距离输电原理如图所示。

降压变压器输出的电流也就是用户得到的电流，

(1)用3

95×102

�=220 �≈4.32×10 �

因为，所以。

3

2Δ�5×10

(2)输Δ电�线=上�2损�失的电压�2=�=8 �=25 �；因为，所以

�1

。�1=�2�=25×8 �=200 ��2=�2�2,�1=�2�2=�2=

3

100×103

(3)25升压 �变=压4器×的10匝 �数比

�1�12501

降压变压器的匝数比�2=�2=4000=16

�3�用3�2−用��4000−200190

�4=�=�=220=11 

题型1高压输电的原理与优点

1.新能源电动汽车常用交流充电桩进行充电，如图所示为交流充电桩的供电电路，为输电线的总电阻。

配电设施的输出电压为，升压变压器原、副线圈的匝数比为，降�压变压器原、副线

圈的匝数比为250，V充电桩的输出电压�1:�2，=功1:率9为，变压器均视

为理想变压器，�3下:�列4=说1法0:中1正确的是（）�=2202sin100𝜋(V)7040W

A．交变电流的周期是

B．充电桩电流的有效值0.为2s

C．时刻，电压表示数3为.2A

D．�电=压0表示数始终是0

题型2影响输电损耗50的V因素

2.如图为远距离高压输电的示意图，关于远距离输电，下列表述正确的是（）

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功率损耗

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．高压输电一定是电压越高越好

题型3输电过程的损耗及计算

3.远距离输电系统

首先应画出远距离输电的电路图（如图），并将已知量和待求量写在电路图的相应位置。

(1)理清三个回路：

回路1：P1＝

回路2：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝＋P3，I2I3

回路3：P4＝。

(2)常用关系

①功率关系：P1P2，P2＝＋P3，P3P4。

②电压关系：＝，U2＝ΔU＋U3，＝。

�1�3

�2�4

③电流关系：＝，I2＝I线＝I3，＝。

�1�3

�2�4

④输电电流：I线＝＝＝。

�2�3

23

��2

⑤输电线上损耗的电功率：＝－＝线线＝＝。

ΔPP2P3IR2

Δ�线

�

⑥输电线上的电压损失：ΔU＝I线R线＝。

⑦输电效率η＝×100%。

题型4远距离输电问题的分析与计算

4.高铁运行中供给动力车厢线路的结构原理如图所示。通过牵引变电所的理想变压器把电压U1降到U2，

动力车厢内的理想变压器再将U3降到U4后，为动力系统提供电能。两个理想变压器两端的匝数、电压

和电流如图所示，输电线路电阻的阻值为r，则（）

A．B．

�1�3�2�4

�4=�2�4�1�4=�1�3�1

C．D．输入动力系统的功率为

�2

1133

题型5�计=算�2用户端用电器的数量��−��

5.水力发电是获得清洁能源的重要途径之一。有一条河流，河水的流量Q=2m3/s，落差h=5m，河水的密

33

度ρ=1.0×10kg/m，现利用其发电，若发电机的总效率η1=50%，输出电压U1=240V，输电线的总电阻R=30Ω，

用户获得220V的电压，输电线上损失的电功率与发电机输出电功率的比值η2=6%，假定所用的变压器

都是理想变压器，g取10m/s2。下列说法正确的是（）

4

A．发电机的输出功率P总=5×10W

B．输电线中的电流I=100A

C．降压变压器的原、副线圈的匝数比25011

D．如果输送的电能供“220V、100W”的电灯∶使用，能够正常发光的电灯盏数为470盏

1．我国特高压输电技术达到世界领先水平。在输电线及输电距离不变的情况下，采用超高压输电时，输电

电压为，输电总功率为；采用特高压输电时，输电电压为，输电总功率为。已知两次输电效率相

同，则�和之比为（�1）2��2

A．�11∶4�2B．1∶2C．2∶1D．4∶1

2．雅中-江西千伏特高压直流输电工程是国家电网服务“西电东送”能源战略。假设输电功率为P，输

电电压为U，±线8路00总电阻为R，则线路损耗的电功率为（）

A．B．C．D．P

𝐼��2

�𝐼��

3．西电东送是纵横中国的能源“闪送”工程，这个送电工程横贯数千公里，必须走“高速公路”，这就得靠特

高压输电工程。若在输电总功率不变的情况下，仅将原来的500kV高压输电升级为1000kV的特高压输电

（不考虑输电线的电容、电感带来的能量损失），下列说法正确的是（）

A．输电电流的有效值会变为原来的2倍

B．输电线上损失的电压有效值变为原来的

1

C．输电线上损失的功率变为原来的4

1

D．若输电线损失功率不变，则使用2相同材料、粗细的输电线，其传输距离将更远

4．截至2025年1月12日，新疆准东至安徽皖南特高压直流输电工程已累计输送电量超过3000亿千瓦时，

这是世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压直流输电工程。该工

程在输电环节使用直流，在送电端使用专用“整流”设备将发电机的交流电变为直流，在用户端使用“逆变”

设备将直流变为交流。下列说法正确的是（）

A．采用特高压输电，会减少电能的损耗

B．送电端的电压越高，输送的电功率越大

C．在送电端先升压再整流，在用户端先降压再逆变

D．采用直流输电，会加大线路上电容、电感引起的电能损耗

5．特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。

假设从A处采用550kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为ΔP，到达B处时电压下降了ΔU。

在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用2200kV特高压输电，输电线上损耗的电功率

变为ΔP′，到达B处时电压下降了ΔU′。不考虑其他因素的影响，则（）

A．B．C．D．

′1′1′1′1

6．如图Δ所�示=为4Δ远�距离交流输Δ�电=的8简Δ�化电路图。发Δ电�厂=的4输Δ�出电压是U，Δ用�等=效8总Δ�电阻是r的两条输电线输

电，输电线路中的电流是，其末端间的电压为。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的

电流为。则下列说法错．误�．1的是（）�1

�2

A．用户端的电压B．发电厂的输出功率为

�1�12

11

C．输电线路上损失�2的电功率为D．输电线上的电压降为��+��

2

7．假定输电线路中的电流是，用户�1端�的电压是，两条导线的总电阻是�−。�导1线的电阻集中画为一个电阻。

在输电电流变为原来2倍的情�况下，如果线路的�电阻减为原来的一半，线�路上损失的功率现在为（）�

A．B．C．D．UI

222

8．为消0除.5�高�压输电线上的冰��凌，有人设计了利用电2�流�的热效应除冰的思路。若在正常供电时，高压线上送

电电压为U，电流为I，热耗功率为ΔP；除冰时，在输电功率、用户的输入电压和输电线电阻不变的情况下，

通过自动调节高压输电变压器的变压比