19.3电能的储存与输送（课件36页）2025-2026学年九年级物理全册沪科版（2024）
文档属性
| 名称 | 19.3电能的储存与输送（课件36页）2025-2026学年九年级物理全册沪科版（2024） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 4.7MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 沪科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-08-13 09:22:29 | ||
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文档简介
(共36张PPT)
幻灯片 1：封面
标题：19.3 电能的储存与输送
副标题：保障电力系统高效运行的关键环节
姓名：[你的名字]
日期：[具体日期]
幻灯片 2：课程导入
生活场景：我们每天都在使用电能，家庭用电来自电网，手机、电动车需要充电储存电能。但你是否想过，发电厂发的电如何送到千家万户？多余的电能又如何保存起来？
问题引导：电能为什么难以直接大量储存？远距离输送电能时会有哪些损耗？如何提高电能输送的效率？常见的电能储存方式有哪些？
引出主题：本节课我们将探讨电能的储存技术和输送原理，了解电力系统中这两个至关重要的环节，揭示电能从生产到使用过程中的奥秘。
幻灯片 3：电能储存的必要性
供需不平衡：发电厂的发电量需要与用户的用电量实时匹配，但用电需求具有波动性（如白天用电高峰、夜间用电低谷），而某些发电方式（如风力、太阳能）受自然条件影响，发电量不稳定，需要储存电能以平衡供需。
应急备用：在停电、自然灾害等突发情况下，储存的电能可作为应急电源，保障医院、通信等关键设施的正常运行。
能源利用优化：通过储存低谷时段的电能，在高峰时段使用，可提高电力系统的运行效率，降低能源浪费，减少发电成本。
移动设备需求：手机、笔记本电脑、电动车等移动设备无法直接接入电网，必须依靠电池等储能设备储存电能，满足移动使用需求。
幻灯片 4：常见的电能储存方式
化学储能 —— 蓄电池：
原理：通过化学反应将电能转化为化学能储存起来，放电时再将化学能转化为电能。
类型：包括铅酸蓄电池（常用于汽车、应急电源）、锂离子电池（用于手机、电动车、储能电站）、镍氢电池等。
特点：能量密度较高，使用方便，但寿命有限，存在一定的环保问题。
物理储能 —— 抽水蓄能：
原理：在用电低谷时，通过电动机将水从低位水库抽到高位水库储存势能；用电高峰时，高位水库的水推动水轮机转动，带动发电机发电，将势能转化为电能。
特点：容量大、寿命长、成本较低，但受地理条件限制，需要有合适的高低位水库地形。
物理储能 —— 飞轮储能：
原理：通过电动机带动飞轮高速旋转，将电能转化为动能储存；放电时，飞轮带动发电机转动，将动能转化为电能。
特点：响应速度快、效率高、寿命长，但能量密度较低，适合短时间储能和调频调峰。
其他储能方式：如超级电容器储能（充电速度快、循环寿命长）、压缩空气储能（利用压缩空气的内能储能）、氢能储能（通过电解水制氢，再通过燃料电池发电）等。
幻灯片 5：电能输送的基本过程
发电环节：发电厂（火力、水力、风力、核能等）通过发电机将其他形式的能量转化为电能，输出的电能电压通常较低（如火力发电厂发电机输出电压约为 10 - 20kV）。
升压环节：发电站输出的电能通过升压变压器将电压升高（如升至 110kV、220kV、500kV 甚至更高），以减少远距离输送时的电能损耗。
输电环节：高压电能通过输电线路（架空线路或地下电缆）进行远距离传输，输电线路通常由导线、杆塔、绝缘子等组成，跨越城市、乡村、山川等地形。
降压环节：电能输送到用户附近的变电站后，通过降压变压器将高压电逐步降低（如降至 10kV、380V/220V），以满足不同用户的用电需求。
配电环节：降压后的电能通过配电线路输送到工业企业、居民小区等用户端，最终到达各类用电器。
过程示意图：展示电能从发电到用户的输送流程图，标注重要环节和设备。
幻灯片 6：输电过程中的电能损耗
损耗原因：输电线路存在电阻，当电流通过导线时，根据焦耳定律\(Q=I^2Rt\)，会产生热量，导致电能转化为内能而损耗，这是输电过程中主要的电能损耗。
影响因素：
电流大小：损耗与电流的平方成正比，电流越大，损耗越多。
导线电阻：损耗与导线电阻成正比，电阻越大（如导线越长、横截面积越小、材料电阻率越大），损耗越多。
输电时间：损耗与输电时间成正比，输电时间越长，损耗越多。
损耗计算示例：一段电阻为 10Ω 的输电线路，通过的电流为 100A，输电 1 小时，损耗的电能\(Q=I^2Rt=(100A)^2×10Ω×3600s=3.6×10^8J=100kW·h\)，即损耗 100 度电。
幻灯片 7：高压输电的原理
核心思路：为减少输电过程中的电能损耗，关键是减小输电线路中的电流。根据\(P=UI\)（输送功率一定时），提高输电电压\(U\)，可以减小输电电流\(I\)，从而减少损耗（因为\(Q=I^2Rt\)，电流减小，损耗大幅降低）。
公式推导：设输送功率为\(P\)，输电电压为\(U\)，输电导线电阻为\(R\)，则输电电流\(I=\frac{P}{U}\)，输电损耗功率\(P_损=I^2R=\left(\frac{P}{U}\right)^2R\)。在输送功率\(P\)和导线电阻\(R\)一定时，\(P_损\)与\(U^2\)成反比，即电压越高，损耗功率越小。
实例说明：输送功率为 1000kW 的电能，若用 10kV 电压输电，电流\(I=\frac{1000kW}{10kV}=100A\)；若用 100kV 电压输电，电流\(I=\frac{1000kW}{100kV}=10A\)。后者电流是前者的 1/10，损耗功率是前者的 1/100，大大降低了损耗。
变压器作用：升压变压器将发电站输出的低压电升高到高压进行输电，降压变压器将高压电降低到用户所需的低压，变压器是实现高压输电的关键设备，基于电磁感应原理工作。
幻灯片 8：输电线路的类型与特点
架空输电线路：
构造：由导线、杆塔、绝缘子、金具等组成，导线架设在杆塔上，暴露在空气中。
特点：建设成本低、施工方便、维护简单，但受天气影响大（如风雨、雷电），占用土地资源，对景观有一定影响。
应用：广泛用于远距离、大容量输电，是主要的输电方式。
地下电缆输电线路：
构造：导线包裹在绝缘层和保护层中，埋设在地下或敷设在电缆沟、管道中。
特点：不受天气影响、可靠性高、不占用地面空间、对景观影响小，但建设成本高、施工难度大、维护复杂。
应用：常用于城市中心、跨越江河、机场等不宜架设架空线路的区域。
高压直流输电与交流输电：
交流输电：输送的是交流电，便于通过变压器改变电压，技术成熟，成本较低，但存在容抗、感抗等问题，远距离大容量输电损耗较大。
高压直流输电：输送的是直流电，在远距离大容量输电（如跨海峡、跨国输电）中损耗小、稳定性好，但需要换流站实现交直流转换，成本较高。
图片展示：展示架空输电线路、地下电缆、高压直流换流站的图片，直观呈现不同输电线路的特点。
幻灯片 9：智能电网与电能输送优化
智能电网定义：智能电网是将先进的传感测量技术、通信技术、信息技术、计算机技术与电力系统相结合，实现电力系统的智能化运行、监控和管理的新型电网。
优化功能：
实时监控：通过传感器和通信网络实时监测输电线路的电流、电压、温度等参数，及时发现故障并预警。
动态调节：根据用电需求和发电情况，动态调整输电功率和电压，优化能源分配，减少损耗。
分布式能源接入：方便接入太阳能、风能等分布式发电系统，实现多能源互补，提高能源利用效率。
用户互动：支持用户实时了解用电信息，合理安排用电，实现需求侧管理，平衡电网负荷。
发展意义：智能电网能提高电能输送的效率、可靠性和安全性，适应新能源的大规模接入，是未来电力系统的发展方向。
幻灯片 10：电能储存与输送的技术挑战与发展
技术挑战：
储能技术：现有储能技术存在能量密度低、成本高、寿命短、环保问题等，如锂离子电池的资源限制和回收问题，抽水蓄能的地理限制。
输电损耗：即使采用高压输电，远距离输电仍有一定损耗，如何进一步降低损耗、提高输电效率是重要课题。
电网稳定性：大规模新能源接入和用电负荷波动，对电网的稳定性和调控能力提出更高要求。
发展趋势：
新型储能技术：研发更高能量密度、更长寿命、更低成本的储能材料和技术，如固态电池、液流电池、新型超级电容器等。
特高压输电：发展更高电压等级的特高压输电技术（如 1000kV 及以上），进一步降低输电损耗，提高输电容量。
绿色输电：采用环保材料和技术建设输电线路，减少对生态环境的影响，如使用节能导线、优化杆塔设计。
能源互联网：构建集发电、输电、储能、用电于一体的能源互联网，实现多能互补、跨区域调度，提高整体能源效率。
幻灯片 11：课堂练习
题目展示：
常见的电能储存方式有_____、_____、_____等（至少写出三种）。
电能输送过程中，主要的损耗是_____，根据焦耳定律，其大小与_____的平方成正比，与_____成正比，与_____成正比。
远距离输电时采用高压输电的目的是_____，其原理是在输送功率一定时，提高输电电压可以_____输电电流，从而_____电能损耗。
下列关于电能储存与输送的说法中，正确的是（ ）
A. 蓄电池储存电能是将电能转化为机械能
B. 抽水蓄能不受地理条件限制
C. 高压直流输电在远距离大容量输电中损耗更小
D. 输电电压越高越好，没有限制
某发电厂输出功率为 2000kW，输电电压为 10kV，输电导线电阻为 5Ω，求输电电流和输电损耗功率；若将输电电压提高到 100kV，输电损耗功率变为多少？
幻灯片 12：课堂小结
知识回顾：回顾电能储存的必要性和常见方式（蓄电池、抽水蓄能、飞轮储能等），电能输送的基本过程（发电、升压、输电、降压、配电），输电损耗的原因和高压输电的原理，以及智能电网和技术发展趋势。
核心要点：电能储存是平衡供需、应急备用的关键，高压输电通过提高电压减小电流来降低损耗，是远距离高效输电的核心手段；储能和输电技术的发展对能源利用和电力系统优化至关重要。
思维导图展示：以思维导图形式呈现本节课的知识框架，包括电能储存的必要性与方式、电能输送过程、损耗与高压输电、智能电网与发展趋势等内容。
幻灯片 13：课后作业
作业布置：
完成课本上关于电能储存与输送的练习题，重点理解高压输电的原理和损耗计算。
查阅资料，了解一种新型储能技术（如固态电池、液流电池）的工作原理和应用前景，写一篇简短的介绍。
结合生活实际，分析为什么居民家庭用电电压是 220V，而工业用电常采用 380V，高压输电为什么不直接输送到用户。
幻灯片 14：结束页
总结语：本节课我们学习了电能的储存技术和输送原理，了解了储存电能的多种方式和保障高效输电的高压技术。电能的储存与输送是电力系统不可或缺的环节，直接关系到能源的利用效率和生活生产的正常运行。
鼓励语：希望同学们通过本节课的学习，不仅掌握相关知识，更能关注能源科技的发展，认识到节能减排和高效利用能源的重要性，为未来绿色能源体系的建设贡献自己的力量！
2024沪科版物理九年级全册
19.3电能的储存与输送
第十九章 电能从哪里来
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
学习目标
了解我国高压输电技术。
02
知道常见的电池及电能的储存方式。（重点）
01
知道高压触电的类型及防护方法。（重点）
03
观察与思考
思考：电给人们带来了光明，也带来了高品质的生活方式。我们已经学习了电能的产生，那么人们是如何储存电能的呢？又是怎样输送电能的呢？
直流电的大小和方向不随时间变化
示波器上显示的直流电
电能产生后，要么直接送到用电器，要么通过各种电池储存起来。生活中有各种不同类型的电池。
一、电池及其发展
电池
电池是一种把其他形式的能转化成电能的装置，电池提供的是直流电。
化学电池是把化学能转化为电能的装置，是生活中最常用的电池。
一、电池及其发展
化学电池
根据所用材料的不同，可分为锌锰干电池、铅酸蓄电池、镍铬电池、锂电池等。只能一次性使用的电池，称之为原电池；可反复使用的电池，称为蓄电池或二次电池。
碳棒（正极）、锌筒（负极）及二氧化锰和电解质等组成，属于原电池。我国常用的1号、2号、5号、7号干电池都是原电池，它们的电压都是1.5V。
碳棒（正极）
二氧化锰
电解质
锌筒（负极）
锌锰干电池
一、电池及其发展
锌锰干电池
蓄电池被广泛用作汽车或电动自行车的电源。充电时，它把电能转化为化学能储存，使用时再把化学能转化为电能。常见的铅酸蓄电池每节电压为 2 V；手机锂电池电压为3.7V。
一、电池及其发展
铅酸蓄电池
1.应用：主要在生活、通信、生产、科学研究等方面。
一、电池及其发展
化学电池的应用与处理
2.处理：化学电池内大多含有汞、镉、锂等金属元素，铅酸蓄电池中有铅电极板和电解液。随意丢弃化学电池会污染环境、破坏生态，所以废弃的化学电池要集中分类处理。
太阳能电池（又称光伏电池）是将太阳能转化成电能装置，通常由半导体硅和金属导体制成。
当太阳光照射到电池上，会在正、负两极之间形成电压。
一、电池及其发展
太阳能电池
太阳能电池既可以用于计算器、玩具等，也可以联成阵列，建成太阳能发电站。巨大的太阳能帆板是人造卫星上的主要电源之一。
太阳能发电站的电池板
优点：可再生，污染少；
缺点： 受天气条件和地理位置的限制。
一、电池及其发展
太阳能电池的应用
从发电站到用电地区，通常都有相当长的一段距离。因此需要把电能输送到远方，这就涉及电能的输送问题。我国的特高压输电技术是目前世界上最先进的高压输电技术，如图。
二、高压输电
我国特高压输电技术
家庭用电的电压是220V，然而高压输电线上的电压通常都有几百千伏。这是因为采用高压输电，可以减少电能在输送线路上的损失。
我们知道导体是有一定电阻的，由于输电线长，电阻大，当电流通过输电线时，产生热量（Q=I2Rt），会损失一部分电能。如何减少这部分损失呢？
二、高压输电
我国特高压输电技术
结合公式Q=I2Rt可知，要减少电能的损耗，我们需要减小导线的电阻或减小输电线中的电流。
二、高压输电
我国特高压输电技术
由电阻定律知 ，减小输电线的长度L不可行，因为要保证输电距离；增大导线横截面积也不行，导线太粗太重，既不经济且架设困难；也不可能大量用银、金等电阻率小的贵金属。所以减小电阻这条路径行不通。
根据P电=UI 和 P损=I2R可知，当输送电的总功率一定时，电压增大，则电流就会减小，这样电路中损失的电能就会较少。
二、高压输电
我国特高压输电技术
因此，我国输电技术中利用提高输电电压来减少电能在输送线路上的损失。
发电厂
升压变压器
高压线路
降压变压器
居民用电
发电厂
升压变压器
高压
线路
降压变压器
居民
用电
升压变压器远距离输电示意图
二、高压输电
远距离输电的过程
是不是输电电压越高越好
电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。因此并不是输电电压越高就越好。
目前，我国远距离输电除了采用常见的110 kV、220 kV和
330 kV的电压之外，还采用500 kV的超高压输电，以及800kV、1000 kV的特高压输电。
二、高压输电
远距离输电
用电器为什么不直接使用高压电？
这是因为高电压的绝缘防护要求很高，直接供给家用电器十分不安全。
人靠近高压带电体，就可能触电。
三、高压触电及其防护
高压触电的类型
三、高压触电及其防护
高压触电的类型
当高压带电体与人、动物和建筑物等物体距离较近时会产生放电现象，使人和动物触电，称电弧触电。因此，高压输电线都架得很高。
三、高压触电及其防护
高压触电的类型
如图所示，若高压输电线不慎发生断裂，一端落到地上，在地面上以落地点为中心的区域内会形成很高的电压。人若走到此区域，其两脚之间承受了较高电压，这个电压通常称为跨步电压，此时会发生触电事故。
（1）为防止高压触电造成人身伤害，必须远离高压带电体。
（2）如发现有高压输电线落到地面时，不可走近，应立即设立警示标志，并通知有关电力部门进行抢修。
安全用电原则：不接触低压带电体、不靠近高压带电体。
三、高压触电及其防护
高压触电的防护
知识点1
1. (教材改编题)下列关于电池的说法正确的是( )
A．原电池可以多次使用
B．各种化学电池的内部结构都相同
C．蓄电池可以反复多次充电使用
D．干电池的电压与家庭电路的电压相同
C
电池及其发展
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2. (新情境题)合肥市在车站、步行街等地投放了神奇的太阳能智能充电椅，椅子上有一块太阳能面板，它不仅能用来给手机充电，还能灭蚊。太阳能充电椅的电池板储存能量，其转化是( )
A．太阳能转化为电能
B．太阳能转化为内能
C．电能转化为太阳能
D．太阳能转化为化学能
A
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3．[2025年1月安庆期末改编]如图所示的是无线蓝牙耳机及其收纳盒，耳机没电时，可以将单只或一对耳机放入收纳盒中进行充电，此时耳机中的蓄电池相当于电路中的________，将电能转化为________能。使用耳机时，耳机中的电池将________能转化成________能。
用电器
化学
化学
电
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4. (跨学科·地理)我国存在能源与经济相分离的问题，资源富集区经济相对落后，而经济发达地区则能源储量不足，为此国家规划建设特高压(交流电压在1 000千伏、直流±800千伏及以上)输电网。远距离输电采用特高压输电，这是为了( )
A．减少输电线上的能量损失 B．节省输电线材料
C．满足用电器对电压的要求 D．增大输电线上的电流
A
知识点2
高压输电
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5．如图所示的为远距离输电示意图。
(1)图片a处应填入的内容是________。从发电厂发出电到进入家庭，变压器使电压的大小经过了________次改变，最终直接进入家庭的电压为________V。
(2)在甲、乙两地之间架设两条输电线，若输送的电功率保持不变，输送的电压由110 kV提高到220 kV，则输电线的电流大小将______，输电线上损耗的电功率将________。(均填“增大”或“减小”)
升压
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220
减小
减小
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6．[2024·长沙中考]下列做法符合安全用电要求的是( )
A．在高压线下钓鱼
B．有人触电时立即切断电源
C．用湿抹布擦拭发光的灯泡
D．使用绝缘皮破损的插头
B
知识点3
高压触电及其防护
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7．高压输电线都架得很高，目的是防止__________触电；如果高压线断了，落在地上，那么不要靠近，更不能用手去捡，应该派人看守，并赶快找电工处理，这是为了防止__________触电。(均填“高压电弧”或“跨步电压”)
(补充设问)防止触电的措施是避免接触低压带电体和靠近__________________。
高压电弧
跨步电压
高压带电体
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8．[2025年1月合肥期末]在用橙子做水果电池时，用导线将电压表的两个接线柱分别连在铜片和铁片上，观察到电压表指针发生了偏转，如图所示。下列说法正确的是( )
A．用电压表测量电压，该水果电池电压为3 V
B．水果电池将化学能转化为电能
C．该水果电池的铁片是正极
D．为获得更高电压，可以将多个水果电池并联
B
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9．电能的生产、输送和利用，极大地促进了经济社会发展和人类文明的进步。如图所示的为远距离输电示意图，I为输电电流，r为输电线总电阻，U为用户端的电压，则因输电线发热而损耗的电能为(t为通电时间)( )
A．I2rt B.
C．UIt D．UIt＋I2rt
A
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10．如图所示，变压器上经常贴有“禁止靠近”标语，原因是高压带电体周围可能发生______________触电。
高压电弧
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11．[2024·芜湖期末]意大利人伏打发明了最早的电池——伏打电堆，小明仿造了一个伏打电堆，并用电压表测量其电压，如图所示。此电池的正极是______(填“锌板”或“银板”)，伏打电堆是将______能转化为电能的电池。
银板
化学
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12．[2025·襄阳模拟]如图所示，相距50 km的A、B两地架着两条输电线，电阻共为1 000 Ω，如果在A、B间的某处发生短路，这时接在A处的电压表示数为12 V，电流表的示数为30 mA，则短路处距A________km。输电线存在电阻，在实际传输电能的过程中，常常采用高压方式输电，是因为如果输送的电功率一定，将输电电压变为原来的2倍，则输电线上损失的功率将变为原来的________倍，从而减少电能在输电线路上的损失。
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13. (新情境题)新能源电动汽车离不开电池技术的快速发展，众所周知，电池的使用是有寿命的，在使用过程中电池容量会不断衰减。电池寿命一般用“循环寿命”来衡量，即电池的容量或性能下降到初始值的某一规定百分比之前进行的100%全循环充放电次数。影响电池循环寿命的因素主要有充放电电流、放电深度等。研究人员以
不同的放电深度，对某电池循环寿命
进行研究，得到了如图所示的图像。
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(1)联系生活经验，你认为电池的循环寿命还与__________有关(写出一点即可)；
(2)根据文章所述，下列策略最有利于延长电池寿命的是________。
A．电池用掉一点电就及时充电
B．电池用掉40%的电量充电
C．电池用掉60%的电量充电
D．电池用掉80%以上的电量再充电
电池温度
B
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电能的储存与输送
高压输电
采用高压输电可以减少电能在输电线路上的损失。
高压触电
及其防护
电弧触电
跨步电压触电
不接触低压带电体，不靠近高压带电体
谢谢观看！
幻灯片 1：封面
标题：19.3 电能的储存与输送
副标题：保障电力系统高效运行的关键环节
姓名：[你的名字]
日期：[具体日期]
幻灯片 2：课程导入
生活场景：我们每天都在使用电能，家庭用电来自电网，手机、电动车需要充电储存电能。但你是否想过，发电厂发的电如何送到千家万户？多余的电能又如何保存起来？
问题引导：电能为什么难以直接大量储存？远距离输送电能时会有哪些损耗？如何提高电能输送的效率？常见的电能储存方式有哪些？
引出主题：本节课我们将探讨电能的储存技术和输送原理，了解电力系统中这两个至关重要的环节，揭示电能从生产到使用过程中的奥秘。
幻灯片 3：电能储存的必要性
供需不平衡：发电厂的发电量需要与用户的用电量实时匹配，但用电需求具有波动性（如白天用电高峰、夜间用电低谷），而某些发电方式（如风力、太阳能）受自然条件影响，发电量不稳定，需要储存电能以平衡供需。
应急备用：在停电、自然灾害等突发情况下，储存的电能可作为应急电源，保障医院、通信等关键设施的正常运行。
能源利用优化：通过储存低谷时段的电能，在高峰时段使用，可提高电力系统的运行效率，降低能源浪费，减少发电成本。
移动设备需求：手机、笔记本电脑、电动车等移动设备无法直接接入电网，必须依靠电池等储能设备储存电能，满足移动使用需求。
幻灯片 4：常见的电能储存方式
化学储能 —— 蓄电池：
原理：通过化学反应将电能转化为化学能储存起来，放电时再将化学能转化为电能。
类型：包括铅酸蓄电池（常用于汽车、应急电源）、锂离子电池（用于手机、电动车、储能电站）、镍氢电池等。
特点：能量密度较高，使用方便，但寿命有限，存在一定的环保问题。
物理储能 —— 抽水蓄能：
原理：在用电低谷时，通过电动机将水从低位水库抽到高位水库储存势能；用电高峰时，高位水库的水推动水轮机转动，带动发电机发电，将势能转化为电能。
特点：容量大、寿命长、成本较低，但受地理条件限制，需要有合适的高低位水库地形。
物理储能 —— 飞轮储能：
原理：通过电动机带动飞轮高速旋转，将电能转化为动能储存；放电时，飞轮带动发电机转动，将动能转化为电能。
特点：响应速度快、效率高、寿命长，但能量密度较低，适合短时间储能和调频调峰。
其他储能方式：如超级电容器储能（充电速度快、循环寿命长）、压缩空气储能（利用压缩空气的内能储能）、氢能储能（通过电解水制氢，再通过燃料电池发电）等。
幻灯片 5：电能输送的基本过程
发电环节：发电厂（火力、水力、风力、核能等）通过发电机将其他形式的能量转化为电能，输出的电能电压通常较低（如火力发电厂发电机输出电压约为 10 - 20kV）。
升压环节：发电站输出的电能通过升压变压器将电压升高（如升至 110kV、220kV、500kV 甚至更高），以减少远距离输送时的电能损耗。
输电环节：高压电能通过输电线路（架空线路或地下电缆）进行远距离传输，输电线路通常由导线、杆塔、绝缘子等组成，跨越城市、乡村、山川等地形。
降压环节：电能输送到用户附近的变电站后，通过降压变压器将高压电逐步降低（如降至 10kV、380V/220V），以满足不同用户的用电需求。
配电环节：降压后的电能通过配电线路输送到工业企业、居民小区等用户端，最终到达各类用电器。
过程示意图：展示电能从发电到用户的输送流程图，标注重要环节和设备。
幻灯片 6：输电过程中的电能损耗
损耗原因：输电线路存在电阻，当电流通过导线时，根据焦耳定律\(Q=I^2Rt\)，会产生热量，导致电能转化为内能而损耗，这是输电过程中主要的电能损耗。
影响因素：
电流大小：损耗与电流的平方成正比，电流越大，损耗越多。
导线电阻：损耗与导线电阻成正比，电阻越大（如导线越长、横截面积越小、材料电阻率越大），损耗越多。
输电时间：损耗与输电时间成正比，输电时间越长，损耗越多。
损耗计算示例：一段电阻为 10Ω 的输电线路，通过的电流为 100A，输电 1 小时，损耗的电能\(Q=I^2Rt=(100A)^2×10Ω×3600s=3.6×10^8J=100kW·h\)，即损耗 100 度电。
幻灯片 7：高压输电的原理
核心思路：为减少输电过程中的电能损耗，关键是减小输电线路中的电流。根据\(P=UI\)（输送功率一定时），提高输电电压\(U\)，可以减小输电电流\(I\)，从而减少损耗（因为\(Q=I^2Rt\)，电流减小，损耗大幅降低）。
公式推导：设输送功率为\(P\)，输电电压为\(U\)，输电导线电阻为\(R\)，则输电电流\(I=\frac{P}{U}\)，输电损耗功率\(P_损=I^2R=\left(\frac{P}{U}\right)^2R\)。在输送功率\(P\)和导线电阻\(R\)一定时，\(P_损\)与\(U^2\)成反比，即电压越高，损耗功率越小。
实例说明：输送功率为 1000kW 的电能，若用 10kV 电压输电，电流\(I=\frac{1000kW}{10kV}=100A\)；若用 100kV 电压输电，电流\(I=\frac{1000kW}{100kV}=10A\)。后者电流是前者的 1/10，损耗功率是前者的 1/100，大大降低了损耗。
变压器作用：升压变压器将发电站输出的低压电升高到高压进行输电，降压变压器将高压电降低到用户所需的低压，变压器是实现高压输电的关键设备，基于电磁感应原理工作。
幻灯片 8：输电线路的类型与特点
架空输电线路：
构造：由导线、杆塔、绝缘子、金具等组成，导线架设在杆塔上，暴露在空气中。
特点：建设成本低、施工方便、维护简单，但受天气影响大（如风雨、雷电），占用土地资源，对景观有一定影响。
应用：广泛用于远距离、大容量输电，是主要的输电方式。
地下电缆输电线路：
构造：导线包裹在绝缘层和保护层中，埋设在地下或敷设在电缆沟、管道中。
特点：不受天气影响、可靠性高、不占用地面空间、对景观影响小，但建设成本高、施工难度大、维护复杂。
应用：常用于城市中心、跨越江河、机场等不宜架设架空线路的区域。
高压直流输电与交流输电：
交流输电：输送的是交流电，便于通过变压器改变电压，技术成熟，成本较低，但存在容抗、感抗等问题，远距离大容量输电损耗较大。
高压直流输电：输送的是直流电，在远距离大容量输电（如跨海峡、跨国输电）中损耗小、稳定性好，但需要换流站实现交直流转换，成本较高。
图片展示：展示架空输电线路、地下电缆、高压直流换流站的图片，直观呈现不同输电线路的特点。
幻灯片 9：智能电网与电能输送优化
智能电网定义：智能电网是将先进的传感测量技术、通信技术、信息技术、计算机技术与电力系统相结合，实现电力系统的智能化运行、监控和管理的新型电网。
优化功能：
实时监控：通过传感器和通信网络实时监测输电线路的电流、电压、温度等参数，及时发现故障并预警。
动态调节：根据用电需求和发电情况，动态调整输电功率和电压，优化能源分配，减少损耗。
分布式能源接入：方便接入太阳能、风能等分布式发电系统，实现多能源互补，提高能源利用效率。
用户互动：支持用户实时了解用电信息，合理安排用电，实现需求侧管理，平衡电网负荷。
发展意义：智能电网能提高电能输送的效率、可靠性和安全性，适应新能源的大规模接入，是未来电力系统的发展方向。
幻灯片 10：电能储存与输送的技术挑战与发展
技术挑战：
储能技术：现有储能技术存在能量密度低、成本高、寿命短、环保问题等，如锂离子电池的资源限制和回收问题，抽水蓄能的地理限制。
输电损耗：即使采用高压输电，远距离输电仍有一定损耗，如何进一步降低损耗、提高输电效率是重要课题。
电网稳定性：大规模新能源接入和用电负荷波动，对电网的稳定性和调控能力提出更高要求。
发展趋势：
新型储能技术：研发更高能量密度、更长寿命、更低成本的储能材料和技术，如固态电池、液流电池、新型超级电容器等。
特高压输电：发展更高电压等级的特高压输电技术（如 1000kV 及以上），进一步降低输电损耗，提高输电容量。
绿色输电：采用环保材料和技术建设输电线路，减少对生态环境的影响，如使用节能导线、优化杆塔设计。
能源互联网：构建集发电、输电、储能、用电于一体的能源互联网，实现多能互补、跨区域调度，提高整体能源效率。
幻灯片 11：课堂练习
题目展示：
常见的电能储存方式有_____、_____、_____等（至少写出三种）。
电能输送过程中，主要的损耗是_____，根据焦耳定律，其大小与_____的平方成正比，与_____成正比，与_____成正比。
远距离输电时采用高压输电的目的是_____，其原理是在输送功率一定时，提高输电电压可以_____输电电流，从而_____电能损耗。
下列关于电能储存与输送的说法中，正确的是（ ）
A. 蓄电池储存电能是将电能转化为机械能
B. 抽水蓄能不受地理条件限制
C. 高压直流输电在远距离大容量输电中损耗更小
D. 输电电压越高越好，没有限制
某发电厂输出功率为 2000kW，输电电压为 10kV，输电导线电阻为 5Ω，求输电电流和输电损耗功率；若将输电电压提高到 100kV，输电损耗功率变为多少？
幻灯片 12：课堂小结
知识回顾：回顾电能储存的必要性和常见方式（蓄电池、抽水蓄能、飞轮储能等），电能输送的基本过程（发电、升压、输电、降压、配电），输电损耗的原因和高压输电的原理，以及智能电网和技术发展趋势。
核心要点：电能储存是平衡供需、应急备用的关键，高压输电通过提高电压减小电流来降低损耗，是远距离高效输电的核心手段；储能和输电技术的发展对能源利用和电力系统优化至关重要。
思维导图展示：以思维导图形式呈现本节课的知识框架，包括电能储存的必要性与方式、电能输送过程、损耗与高压输电、智能电网与发展趋势等内容。
幻灯片 13：课后作业
作业布置：
完成课本上关于电能储存与输送的练习题，重点理解高压输电的原理和损耗计算。
查阅资料，了解一种新型储能技术（如固态电池、液流电池）的工作原理和应用前景，写一篇简短的介绍。
结合生活实际，分析为什么居民家庭用电电压是 220V，而工业用电常采用 380V，高压输电为什么不直接输送到用户。
幻灯片 14：结束页
总结语：本节课我们学习了电能的储存技术和输送原理，了解了储存电能的多种方式和保障高效输电的高压技术。电能的储存与输送是电力系统不可或缺的环节，直接关系到能源的利用效率和生活生产的正常运行。
鼓励语：希望同学们通过本节课的学习，不仅掌握相关知识，更能关注能源科技的发展，认识到节能减排和高效利用能源的重要性，为未来绿色能源体系的建设贡献自己的力量！
2024沪科版物理九年级全册
19.3电能的储存与输送
第十九章 电能从哪里来
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
学习目标
了解我国高压输电技术。
02
知道常见的电池及电能的储存方式。（重点）
01
知道高压触电的类型及防护方法。（重点）
03
观察与思考
思考：电给人们带来了光明，也带来了高品质的生活方式。我们已经学习了电能的产生，那么人们是如何储存电能的呢？又是怎样输送电能的呢？
直流电的大小和方向不随时间变化
示波器上显示的直流电
电能产生后，要么直接送到用电器，要么通过各种电池储存起来。生活中有各种不同类型的电池。
一、电池及其发展
电池
电池是一种把其他形式的能转化成电能的装置，电池提供的是直流电。
化学电池是把化学能转化为电能的装置，是生活中最常用的电池。
一、电池及其发展
化学电池
根据所用材料的不同，可分为锌锰干电池、铅酸蓄电池、镍铬电池、锂电池等。只能一次性使用的电池，称之为原电池；可反复使用的电池，称为蓄电池或二次电池。
碳棒（正极）、锌筒（负极）及二氧化锰和电解质等组成，属于原电池。我国常用的1号、2号、5号、7号干电池都是原电池，它们的电压都是1.5V。
碳棒（正极）
二氧化锰
电解质
锌筒（负极）
锌锰干电池
一、电池及其发展
锌锰干电池
蓄电池被广泛用作汽车或电动自行车的电源。充电时，它把电能转化为化学能储存，使用时再把化学能转化为电能。常见的铅酸蓄电池每节电压为 2 V；手机锂电池电压为3.7V。
一、电池及其发展
铅酸蓄电池
1.应用：主要在生活、通信、生产、科学研究等方面。
一、电池及其发展
化学电池的应用与处理
2.处理：化学电池内大多含有汞、镉、锂等金属元素，铅酸蓄电池中有铅电极板和电解液。随意丢弃化学电池会污染环境、破坏生态，所以废弃的化学电池要集中分类处理。
太阳能电池（又称光伏电池）是将太阳能转化成电能装置，通常由半导体硅和金属导体制成。
当太阳光照射到电池上，会在正、负两极之间形成电压。
一、电池及其发展
太阳能电池
太阳能电池既可以用于计算器、玩具等，也可以联成阵列，建成太阳能发电站。巨大的太阳能帆板是人造卫星上的主要电源之一。
太阳能发电站的电池板
优点：可再生，污染少；
缺点： 受天气条件和地理位置的限制。
一、电池及其发展
太阳能电池的应用
从发电站到用电地区，通常都有相当长的一段距离。因此需要把电能输送到远方，这就涉及电能的输送问题。我国的特高压输电技术是目前世界上最先进的高压输电技术，如图。
二、高压输电
我国特高压输电技术
家庭用电的电压是220V，然而高压输电线上的电压通常都有几百千伏。这是因为采用高压输电，可以减少电能在输送线路上的损失。
我们知道导体是有一定电阻的，由于输电线长，电阻大，当电流通过输电线时，产生热量（Q=I2Rt），会损失一部分电能。如何减少这部分损失呢？
二、高压输电
我国特高压输电技术
结合公式Q=I2Rt可知，要减少电能的损耗，我们需要减小导线的电阻或减小输电线中的电流。
二、高压输电
我国特高压输电技术
由电阻定律知 ，减小输电线的长度L不可行，因为要保证输电距离；增大导线横截面积也不行，导线太粗太重，既不经济且架设困难；也不可能大量用银、金等电阻率小的贵金属。所以减小电阻这条路径行不通。
根据P电=UI 和 P损=I2R可知，当输送电的总功率一定时，电压增大，则电流就会减小，这样电路中损失的电能就会较少。
二、高压输电
我国特高压输电技术
因此，我国输电技术中利用提高输电电压来减少电能在输送线路上的损失。
发电厂
升压变压器
高压线路
降压变压器
居民用电
发电厂
升压变压器
高压
线路
降压变压器
居民
用电
升压变压器远距离输电示意图
二、高压输电
远距离输电的过程
是不是输电电压越高越好
电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。因此并不是输电电压越高就越好。
目前，我国远距离输电除了采用常见的110 kV、220 kV和
330 kV的电压之外，还采用500 kV的超高压输电，以及800kV、1000 kV的特高压输电。
二、高压输电
远距离输电
用电器为什么不直接使用高压电？
这是因为高电压的绝缘防护要求很高，直接供给家用电器十分不安全。
人靠近高压带电体，就可能触电。
三、高压触电及其防护
高压触电的类型
三、高压触电及其防护
高压触电的类型
当高压带电体与人、动物和建筑物等物体距离较近时会产生放电现象，使人和动物触电，称电弧触电。因此，高压输电线都架得很高。
三、高压触电及其防护
高压触电的类型
如图所示，若高压输电线不慎发生断裂，一端落到地上，在地面上以落地点为中心的区域内会形成很高的电压。人若走到此区域，其两脚之间承受了较高电压，这个电压通常称为跨步电压，此时会发生触电事故。
（1）为防止高压触电造成人身伤害，必须远离高压带电体。
（2）如发现有高压输电线落到地面时，不可走近，应立即设立警示标志，并通知有关电力部门进行抢修。
安全用电原则：不接触低压带电体、不靠近高压带电体。
三、高压触电及其防护
高压触电的防护
知识点1
1. (教材改编题)下列关于电池的说法正确的是( )
A．原电池可以多次使用
B．各种化学电池的内部结构都相同
C．蓄电池可以反复多次充电使用
D．干电池的电压与家庭电路的电压相同
C
电池及其发展
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2. (新情境题)合肥市在车站、步行街等地投放了神奇的太阳能智能充电椅，椅子上有一块太阳能面板，它不仅能用来给手机充电，还能灭蚊。太阳能充电椅的电池板储存能量，其转化是( )
A．太阳能转化为电能
B．太阳能转化为内能
C．电能转化为太阳能
D．太阳能转化为化学能
A
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3．[2025年1月安庆期末改编]如图所示的是无线蓝牙耳机及其收纳盒，耳机没电时，可以将单只或一对耳机放入收纳盒中进行充电，此时耳机中的蓄电池相当于电路中的________，将电能转化为________能。使用耳机时，耳机中的电池将________能转化成________能。
用电器
化学
化学
电
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4. (跨学科·地理)我国存在能源与经济相分离的问题，资源富集区经济相对落后，而经济发达地区则能源储量不足，为此国家规划建设特高压(交流电压在1 000千伏、直流±800千伏及以上)输电网。远距离输电采用特高压输电，这是为了( )
A．减少输电线上的能量损失 B．节省输电线材料
C．满足用电器对电压的要求 D．增大输电线上的电流
A
知识点2
高压输电
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5．如图所示的为远距离输电示意图。
(1)图片a处应填入的内容是________。从发电厂发出电到进入家庭，变压器使电压的大小经过了________次改变，最终直接进入家庭的电压为________V。
(2)在甲、乙两地之间架设两条输电线，若输送的电功率保持不变，输送的电压由110 kV提高到220 kV，则输电线的电流大小将______，输电线上损耗的电功率将________。(均填“增大”或“减小”)
升压
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220
减小
减小
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6．[2024·长沙中考]下列做法符合安全用电要求的是( )
A．在高压线下钓鱼
B．有人触电时立即切断电源
C．用湿抹布擦拭发光的灯泡
D．使用绝缘皮破损的插头
B
知识点3
高压触电及其防护
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7．高压输电线都架得很高，目的是防止__________触电；如果高压线断了，落在地上，那么不要靠近，更不能用手去捡，应该派人看守，并赶快找电工处理，这是为了防止__________触电。(均填“高压电弧”或“跨步电压”)
(补充设问)防止触电的措施是避免接触低压带电体和靠近__________________。
高压电弧
跨步电压
高压带电体
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8．[2025年1月合肥期末]在用橙子做水果电池时，用导线将电压表的两个接线柱分别连在铜片和铁片上，观察到电压表指针发生了偏转，如图所示。下列说法正确的是( )
A．用电压表测量电压，该水果电池电压为3 V
B．水果电池将化学能转化为电能
C．该水果电池的铁片是正极
D．为获得更高电压，可以将多个水果电池并联
B
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9．电能的生产、输送和利用，极大地促进了经济社会发展和人类文明的进步。如图所示的为远距离输电示意图，I为输电电流，r为输电线总电阻，U为用户端的电压，则因输电线发热而损耗的电能为(t为通电时间)( )
A．I2rt B.
C．UIt D．UIt＋I2rt
A
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10．如图所示，变压器上经常贴有“禁止靠近”标语，原因是高压带电体周围可能发生______________触电。
高压电弧
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11．[2024·芜湖期末]意大利人伏打发明了最早的电池——伏打电堆，小明仿造了一个伏打电堆，并用电压表测量其电压，如图所示。此电池的正极是______(填“锌板”或“银板”)，伏打电堆是将______能转化为电能的电池。
银板
化学
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12．[2025·襄阳模拟]如图所示，相距50 km的A、B两地架着两条输电线，电阻共为1 000 Ω，如果在A、B间的某处发生短路，这时接在A处的电压表示数为12 V，电流表的示数为30 mA，则短路处距A________km。输电线存在电阻，在实际传输电能的过程中，常常采用高压方式输电，是因为如果输送的电功率一定，将输电电压变为原来的2倍，则输电线上损失的功率将变为原来的________倍，从而减少电能在输电线路上的损失。
20
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13. (新情境题)新能源电动汽车离不开电池技术的快速发展，众所周知，电池的使用是有寿命的，在使用过程中电池容量会不断衰减。电池寿命一般用“循环寿命”来衡量，即电池的容量或性能下降到初始值的某一规定百分比之前进行的100%全循环充放电次数。影响电池循环寿命的因素主要有充放电电流、放电深度等。研究人员以
不同的放电深度，对某电池循环寿命
进行研究，得到了如图所示的图像。
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(1)联系生活经验，你认为电池的循环寿命还与__________有关(写出一点即可)；
(2)根据文章所述，下列策略最有利于延长电池寿命的是________。
A．电池用掉一点电就及时充电
B．电池用掉40%的电量充电
C．电池用掉60%的电量充电
D．电池用掉80%以上的电量再充电
电池温度
B
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电能的储存与输送
高压输电
采用高压输电可以减少电能在输电线路上的损失。
高压触电
及其防护
电弧触电
跨步电压触电
不接触低压带电体，不靠近高压带电体
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