2020-2021学年九年级物理沪科版全一册 第十八章 第3节 电能的输送(共44张PPT)

(共44张PPT)
第十八章
电能从哪里来
第3节
电能的输送
沪科版物理九年级全一册
学习目标
1．知道交流发电机的简单结构、工作原理，知道产生的是交流电。
2．知道采用高电压输电的目的。
3．了解电弧触电和跨步电压触电，提高学生的安全防范意识。
从发电站到用电地区，通常都有相当长的一段距离。
例如，三峡水电站发出的电要送到我国上海等东部地
区使用，发电厂与用电处相距上千千米，那么怎么完
成电能的输送、使能量传送过程中损耗降低呢？
今天我们就来学习电能的输送。
导入新知
1
知识点
高压输电
电能的输送示意图
1.
远距离输电——高压输电
发
电
厂
升压变压器
高
压
线
路
降压变压器
工厂
居民
合作探究
思考：家庭用电的电压是220V，然而高压输电线上的
电压通常都有几十万伏。为何采用高压输电？
高压输电——可减少输电线上的电能损失
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，损失一部分电能。
如何减少电能损失?
(1)减小输电线中的电流
(2)减小导线电阻
(1)减小输电线中的电流
根据：P电=UI
P损=I2R
提高输电电压，是减少电能在输送线路上损失的
有效的办法，远距离输电用高压输电。
}
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
就会损失较少的电能，
所以在远距离输电时宜
采用高压输电。
(2)减小导线电阻
由电阻定律知
①减小材料的电阻率ρ。银的电阻率最小，但价格昂
贵，目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线。
②减小输电线的长度L不可行，因为要保证输电距离。
③可适当增大横截面积。太粗不可能，既不经济又架
设困难。
【知识拓展】
远距离输电电压
我国常用的远距离输电采用的电压有110
kV、220
kV、
330
kV，输电干线采用500
kV的超高压，西北电网达
到750kV。
思考：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。
变压器原理：电磁感应原理
变压器的作用：可以将输入的交流电压升高(升压变
压器)或降低(降压变压器)
(变压器不能升高或者降低直流电的电压)
【例1】从发电站发出的电能，要经过_____才能送到用电的地方，远距离输电时，因为输电线有______，电流经过导线要______，为了保证一定的输电功率，而又要减小输电线路上的__________，所以远距离输电要用______输电。
导线
电阻
发热
电能损失
高压
在远距离输电时，输电线有电阻，由于导线的长度很
长，所以它的电阻不会很小，根据焦耳定律可知，电
流通过导线时要产生热量，导线一定时，R导一定，
导线上消耗的功率，即损失的功率为P损＝I2R导，可
见导线上损失的功率跟导线中电流I的平方成正比，
为了保证一定的输电功率，即P总＝UI一定，I为输出
电流，U为输出电压，要减小输电线上电能损失即减
小导线上损失的功率，就应提高输出电压，即远距离
输电应采用高压输电。
【解析】
采用高压输电是为了减小因输电线发热而引起的
电能损耗。另外，用户不能直接使用高压电，因为高
压电使用不安全，因此输送来的电要经过降压变压器
降压后，再输送至用户使用。
新知小结
1
如图所示为远距离高压输电示意图，关于远距离输电，下列表述错误的是(　　)
A．增加输电导线的横截
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
输电电流来减少电路的发热损耗的
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．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好
C
巩固新知
A
2
高压输电过程中，输电电压为U，输电功率为P，输电导线上电阻为R，则下列说法中错误的是(
　)
A．损失功率为
B．损失功率为
C．电压损失为
D．用户得到的功率为
2
知识点
高压触电及防护
思考：用电器为什么不直接使用高压电？
高压电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。
合作探究
高压电弧触电
U
高压跨步触电
高压危险，请勿靠近
高压触电的两种形式
【例1】生活中当你发现如图所示的情景时最有效的做法是(　　)
A．捡起高压电线
B．直接走过去，不接触就可以
C．抬起一只脚，蹦过去
D．设立警示牌，并通知
电力部门进行抢修
D
【解析】
落地的高压线会在地上形成以高压线落地点为中心，
电压逐渐降低的电压圈，人走过时会有电流通过人体
使人触电，即跨步电压触电，最有效的做法是D。
安全用电原则：一是不接触低压带电体，二是
不靠近高压带电体
。
正确的触电急救方法：首先切断电源，然后再
进行抢救。
新知小结
高压输电线都架得很高，原因是(　　)
A．防止高压电弧触电　B．防止跨步电压触电
C．防止阻碍交通
D．减小电能损失
在变电站旁常常立有如图所示的
警示牌，这样做的目的主要是提
醒人们不能靠近高压带电体，从
而避免发生____________触电。
1
2
A
高压电弧
巩固新知
1
知识小结
高压输电
变压器原理
高压触电
安全用电原则
归纳新知
1.
高压输电的目的是为了减少电能在输送线路上的损
失。一般情况下，输送功率是保持不变的，所以根
据P＝UI可知，输送电压越高，输电线路上的电流
就越小，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，输送线路上
损失的电能就越少。
2.
高压触电分为高压电弧触电和跨步电压触电，要远
离高压带电体。
我们知道大型发电站通常建在远离我们的地方，电能是通过输电线送到我们身边的。在远距离输电时，电能在输电线上的损耗是不可忽略的。如图所示是远距离输电的示意图，在发电站输送电功率一定的情况下，输电线上损失的发热功率(　　)
2
易错小结
C
A．跟电站输电电压成反比，跟输电线的电阻成正比
B．跟电站输电电压成正比，跟输电线的电阻成反比
C．跟电站输电电压的平方成正比，跟输电线的电阻成反比
D．跟电站输电电压的平方成反比，跟输电线的电阻成正比
易错点：影响输电线发热功率的因素(公式法)
在输送电能过程中，为了减少电能在线路中的损耗，通常采取的方法是(
)
A.
加大输送电流
B.
用高压输电
C.
采用电阻极小的导体输电
D.
减少输电功率
1
B
课堂练习
B
小鸟停在高压输电线上并不会触电，这是因为(
)
A.
小鸟是绝缘体，所以不会触电
B.
小鸟两爪间电压低，不会使小鸟触电
C.
电线上有一层绝缘的保护材料
D.
线路上电流太弱，小鸟不会触电
2
3
举世瞩目的三峡工程于2003年8月开始发电。在庞大而复杂的水电枢纽中，将
水的机械能转化为电能的主要设备是(
)
A.
电动机
B.
发电机
C.
船闸
D.
升压变压器
B
4
高压触电常见的两种类型是__________和__________，对于高压带电体，我们应当采取的防护措施是________________________________
__________________________________________
_________________________________________。
电弧触电
跨步电压
远离高压带电体，如果发现有高压输电线断落地面时，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
5
高压输电线都架得很高，原因是(
)
A．防止高压电弧触电
B．防止跨步电压触电
C．防止阻碍交通
D．减小电能损失
A
远距离高压输电时，为了减小输电线的电能损耗，目前采用的方法是(　　)
A．尽量提高发电机输出的电压
B．用变压器升高电压，减小输送的电流
C．升高输出电压，增大电流
D．将输电线尽量做得粗一些，减小电阻
6
B
根据焦耳定律，电流通过导线要________，由于远距离输送电能，导线较长，因此导线电阻________，所以导线上由于________损失的电能较大。由Q＝I2Rt可知，若电流减小为原来的1/n，则在相同的时间内产生的热量减小为原来的________，可见__________________是减少电能损失的有效办法。
7
发热
较大
发热
减小输电电流
世界上第一座海洋温差试验电站在夏威夷建成，发电功率为50
kW，若该电站以1
000
V的电压将电能输送出去，输电导线的总电阻为10
Ω，则输电线上损失的功率为多大？若要减少输电线上电能的损失，你认为可以采用哪些方法？
8
输电导线中电流：
输电线上损失的功率(即产生的热功率)：
P损＝I2R＝(50
A)2×10
Ω＝2.5×104
W。
在通电时间一定的情况下，我们可以采用减小电流、导线电阻的办法来减小输电线上的电能损失。
解：
1．【模拟·福建厦门】如图所示的为远距离高压输电示意图，关于远距离输电，下列表述错误的是(　　)
A．增加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少电路的发热损耗的
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．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好
C
课后练习
较大
高压
电流
3．下列做法容易发生高压电弧触电的是(　　)
A．阴雨天在高压线附近放风筝
B．不走近高压线断头落地处
C．不靠近高压带电体
D．架设高压输电线的电线杆应尽量高
A
4．下列说法正确的是(　　)
A．如果高压输电线发生断裂，一端掉在地面上，可以用手把它拎起来，因为这时已经没有电了
B．为了防止高压触电对人体造成危害，必须远离高压带电体
C．当发现高压输电线断裂掉在地面上时，
可以走过去用棍挑起来，再设立警示牌
D．为防止高压电弧触电，只要不在高压线下放风筝就行了
B
【答案】A
6．如图所示，高压输电线中常利用一个金属装置将四根导线并联起来当一根线使用，这是为了减小导线的________，以达到减少输电线上电能损失的目的，导线上损失的电能转化为________能。
电阻
内
7．【模拟·广东改编】我国现阶段社会发展突飞猛进，综合国力增强，社会和家庭的用电量迅猛增加，这就给我国的输电线路提出了更高的要求。大家都知道，输电使用的金属导线有电阻，也会有电能损失，即Q损＝I2Rt，或也称为损失功率，即P损＝I2R。在输送电功率，即P输＝IU不变的情况下，现在输电线路较长，为避免电能的损失，都采取高压输电的方法。输电电压U＝110
kV，即11万伏特的电压。通过你所学习的知识，回答下列问题：
(1)为减少输电线路上的损失功率，应采取的办法是______________、______________。
【点拨】在输电电流I输一定的情况下，由公式P输＝I输2R知，输电导线电阻R越小，输电功率损失越小；在输电导线电阻R一定的情况下，由P输＝I输2R知，输电电流I输越小，功率P输损失越小，故要减少输电线路上的损失功率，应采取的办法是减小导线中的电流、减小导线的电阻。
减小电流
减小电阻
(2)请你说出采取高压输电的原理：
________________________________________。
【点拨】在输送电功率不变的情况下，电压越高，线路中的电流越小，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，高压输电能减少线路上电能的损失。
升高电压，减小电流，可以减小电能的损失
再见