高中物理5.5 电能的输送学案新人教版选修.doc

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1、5.5电能的输送导学案【学习目标】1．知道什么是输电导线上的功率损失和如何减少功率损失．2．知道什么是输电导线上的电压损失和如何减少电压损失．3．理解为什么远距离输电要用高压．【学习重点和难点】重点：理解减少电能损失的两条途径。难点：远距离输电回路的分析。【自主学习】一、降低输电损耗的两个途径1．输送电能的基本要求(1)可靠：保证供电线路可靠地工作，少有故障．(2)保质：保证电能的质量——和稳定．(3)经济：输电线路建造和运行的费用低、电能损耗少．2．降低输电损耗的两个途径(1)输电线上的功率损失：ΔP＝，I为输电电流，r为输电线的电阻．(2)

2、降低输电损耗的两个途径①减小输电线的：在输电距离一定的情况下，为了减小，应当选用的金属材料，还要尽可能增加导线的．②减小输电导线中的：为减小输电，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电．二、电网供电1．远距离输电基本原理：远距离输电的基本电路，如图所示．在发电站内用变压器，然后进行远距离输电，在用电区域通过变压器降压降到所需的电压．2．电网：通过输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成的全国性或地区性的输电网络．3．电网送电的优点(1)降低一次能源的运输成本，获得最大经济效益．(2)减少的风险，调济不同地区电力供需的平衡，保

3、障供电的．(3)合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高．【精讲点拨】一、输电电压与损失电压、输送功率与损失功率概念分析远距离输电原理示意图及输电过程(如上图所示)1．输电(送)电压是指加在高压输电线始端的电压，即升压变压器的输出电压U2.2．损失电压是指降落在输电线路上的电压，即ΔU=U线=I线R线．输电导线有电阻，电流通过输电导线时，会在线路上产生电势降落，致使输电线路末端的电压U3比起始端电压要低，这就是输电线路上的电压损失ΔU＝U2－U3.对于交流输电线路来说，造成电压损失的原因既有电阻又有感抗和容抗．其中电阻造成的电压损失ΔU=U

4、线=I线R线．高中阶段在计算中只考虑输电线路电阻所造成的电压损失．例、随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩大，节能变得越来越重要．某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U1，输电导线总电阻为R，在某一时段用户需求的电功率为P0，用户的用电器正常工作的电压为U2.在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是(　　)A．输电线上损耗的功率为B．输电线上损耗的功率为C．若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电D．采用更高的电压输电会降低输电的效率二、如何分析远距离输电回路1．解决远距离输电

5、问题时，应首先画出输电的电路图，如图所示，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置．2．电路被划分为几个独立的回路，在每个回路中，变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源，每个回路均可以应用闭合电路欧姆定律，串、并联电路规律，而变压器的电压、电流、功率关系是联系不同回路的桥梁．(1)第一个回路：I1＝I机，U1＝U机，P1＝P机，P1＝U1I1(2)第二个回路：①电流关系：I2＝I线＝I3②电压关系：U2＝ΔU＋U3③功率关系：P2＝ΔP＋P3P3＝U3I3，P2＝U2I2(3)第三个回路：I4＝I用，U4＝U用，P4＝P用

6、，P4＝U4I4(4)第一个回路与第二个回路之间＝　P1＝P2　＝(5)第二个回路与第三个回路之间＝　P3＝P4　＝例、如图所示，学校有一台应急备用发电机，内阻为r＝1Ω，升压变压器匝数比为n1∶n2＝1∶4，降压变压器的匝数比为n3∶n4＝4∶1，输电线总电阻为R线＝4Ω，全校有22间教室，每间教室安装“220V,40W”的电灯6盏，要求所有的电灯都正常发光，求：(1)输电线上损耗的电功率P损多大？(2)发电机的电动势E多大？【典例剖析】例1、某小型实验水电站输出功率是20kW，输电线路总电阻是6Ω.(1)若采用380V输电，求输电线路损耗的

7、功率和用户得到的电压．(2)若改用5000V高压输电，用户端利用n1∶n2＝22∶1的变压器降压，求用户得到的电压．【跟踪发散】(2010·福建理综)中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原来用500kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为(　　)A．　　　　　B．C．2PD．4P例2、一座小型水电站，水以3m/s的速度流入水轮机，而以1m/s的速度流出，流出水位比流入水

8、位低1.6m，水的流量为1m3/s，如果水流损失的机械能有75%供给发电机．求：(g取10m/s2)(1)若发电机效率为80%，则发电机的输出功率为多