课程基本信息
课例编号
2020QJ11WLRJ062
学科
物理
年级
高二
学期
第二学期
课题
电能的输送
教科书
书名：物理选择性必修第二册
出版社：人民教育出版社
出版日期：2020
年
5
月
学生信息
姓名
学校
班级
学号
学习目标
（1）了解电能输送的方法和基本要求
（2）知道降低输电损耗的两个途径，知道通过提高输电电压减小输电导线中的电流是降低损耗的有效途径。
（3）构建电能输送的基本模型，会用这个模型解决实际问题。
（4）理解工程技术要兼顾科学、技术、经济等多种因素，知道电网供电是输电技术的重要发展。
课前学习任务
复习课本第三章第三节“变压器”
课上学习任务
【学习任务一】输送电能的基本要求
输送电能的基本要求是_______、_______、________。它们分别指的是什么？
【学习任务二】降低输电损耗的两个途径
（1）减小输电线的电阻
根据电阻定律_________，可以通过____________________________________________的方法来减小输电线的电阻。
例：把功率为200
kW的电能用铝线送到10
km外的地方，如果用220
V的电压输电，并且使功率损失为输送功率的10%，铝线的横截面积应为多大？（已知：铝的电阻率2.9×10-8
Ω
m）
（2）减小输电导线中的电流
若发电厂输送的总功率为P，输电电压为U，则输电电流I=_______
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_____________
输电线上的功率损失P损=_________
（3）想一想：
a.
小明同学的说法对吗？
设输电电压为U，输电线的电阻为r，则功率损失，
所以，要减小功率损失应该减小输电电压。
b.
输电电压是越高越好吗？
【学习任务三】电能输送的基本模型
画出电能输送的基本模型，分析各个物理量之间的关系。
例：某个小水电站发电机的输出功率为100
kW，发电机的电压为250
V。通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为8
Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220
V。要求在输电线上损失的功率控制在5
kW（即用户得到的功率为95
kW）。请你设计两个变压器的匝数比。
【学习任务四】电网供电
阅读课本，了解电网供电以及输电技术的发展。
推荐的学习资源
1．赵凯华，人民教育出版社，新概念高中物理读本，第二册课程基本信息
课例编号
2020QJ11WLRJ062
学科
物理
年级
高二
学期
第二学期
课题
电能的输送
教科书
书名：物理选择性必修第二册
出版社：人民教育出版社
出版日期：2020年5月
学生信息
姓名
学校
班级
学号
课后练习
1.
采用110
kV高压输电，输送电功率为4
800
kW的电能，输电导线中的电流是多少？如果用110
V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？
2.
从发电站输出的功率为200
kW，输电线的总电阻为0.05
Ω，用1
100
V和11
kV两种电压输电。试估算两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失。
3.
如果用220
V和11
kV两种电压来输电，设输送的电功率、输电线上功率损失、导线的长度和电阻率都相同，求导线的横截面积之比。
4.发电厂交流发电机输出电压为500V，输出功率为100kW。要将电能输送到远处的工厂。设计输电线上的功率损失为2%，输电线总电阻为20Ω，用户得到的电压220V。求：发电厂附近的升压变压器和用户附近的降压变压器的匝数比各多大？（所用变压器都看作理想变压器）
参考答案：
1.
当电压为110
kV时，导线中的电流=43.6
A；当电压为110
V时，导线中的电流=4.36104
A。这里的U和I指的是交变电流的有效值。
2.
用1100V输电时，输电线上的电流=182
A，输电线上的电压损失U损=IR=9.1
V；用11
kV输电时，输电线上的电流=18.2
A，输电线上的电压损失U损=IR=0.91
V。
3.设输送的电功率为P，输电电压为U，输电线的功率损失为P损，导线的长度为L，电阻率为，横截面积为S，根据P损=，S与U2成反比，所以横截面积之比为2500：1
4.
P损=2%P1=2000W，由P损=I22r，得I2=10
A，升压变压器初级线圈的电流I1=P1/U1=200A，因此；升压变压器次级线圈电压U2=10000V，输电线上的电压损失Ur=I2r=200V，因此降压变压器初级线圈电压为U3=U2-Ur=9800V，因此。
