《2025年金版教程高中新课程创新导学案高中物理选择性必修第二册人教版》

1.判一判
　(1)输电线上电功率的损失，与输电线的电阻成正比，与输电电流的平方成正比。　　　　(　　　)
　(2)减少输电损耗可通过减小输电线的电阻和降低输电电流来实现。　　　　　　　　　(　　　)
　(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)现在世界各国普遍采用一个电厂与一批用户“一对一”的供电方式。　　　　　　　　(　　　)

答案： 提示：
(1)√
(2)√
(3)√
(4)×

2.想一想
 
　如图为一高压危险标志，随着电压
　的增加，用电危险性也会跟着增
　加,为什么要高压输电？
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答案： 提示：输电功率$P = UI$，在输送功率一定的情况下，提高输电电压，可减小输电电流，从而减少输电线上的功率损失（$P_{损}=I^{2}R_{线}$）。

探究 电能的输送
仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
　　　

师生互动
活动1:如图甲，为了合理地利用自然资源，发电厂一般离用户很远，需要远距离传输电能。输送电能的基本要求应该是什么？
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活动2:远距离输电时，线路很长，所以线路电阻很大，考虑输送电能的基本要求，会出现什么损失？
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活动3:如图乙，设输电线电阻为r，流过的电流为I，试写出上述损失的表达式。
活动4:由表达式可知，有哪些途径能减少输电损耗?
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活动5:通过计算输电线路损耗的功率，你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更有效？
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活动6:对于如图乙所示的输电电路，怎样计算用户消耗的功率？
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活动7:在用户的用电功率一定的前提下，图乙电路中怎样才能减小输电电流?
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活动8:发电厂的输出电压一般不是非常高，用户得到的电压一般必须保持在220V或380V，结合活动7的结论，从发电厂到用户的输电线路应该是怎样的？
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答案： 活动1:提示:
(1)保证供电线路可靠地工作,故障少。
(2)保证电能的质量——电压和频率稳定。
(3)输电线路建造和运行费用低,电能损耗少。活动2:提示: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,同时损失一部分电压。活动3:提示:功率损失$P_{损}=I^{2}r$,电压损失$\Delta U = Ir$。活动4:提示:由表达式$P_{损}=I^{2}r、\Delta U = Ir$可知,要减少功率损失和电压损失,有两个途径:
(1)减小输电线的电阻。因为输电距离一定,由$R = \rho\frac{l}{S}$知,只能采用电阻率小的材料或增加导线的横截面积。
(2)减小输电线中的电流。活动5:提示:根据$P_{损}=I^{2}r$,输电电流I一定时,电阻r减小为原来的$\frac{1}{n}$,$P_{损}$也减小为原来的$\frac{1}{n}$;电阻r一定时,电流I减小为原来的$\frac{1}{n}$,$P_{损}$则减小为原来的$\frac{1}{n^{2}}$,可见减小输电电流效果更好。活动6:提示:$P_{用}=UI$。活动7:提示:保证$P_{用}=UI$不变,要减小输电电流I,应该提高输电电压。活动8:提示:为了提高输电电压,从发电厂输出的电压必须经过升压变压器升压,然后在用户端经过降压变压器降到所需的电压。