高中物理 5.5电能的输送导学案新人教版选修.doc

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1、第五章交变电流第5节电能的输送【学习目标】1.了解输电导线电能损失的主要原因,知道减少电能损失的两条途径。2.说能出采用高压输电的原因,会求解输电导线上的功率损失等问题。3.认识高压输电的局限性。4.树立安全用电、节约用电的社会意识。【重点难点】1.理解高压输电是减少功率损失和电压损失的切实可行的措施。2.输电过程示意图中各物理量之间的关系。3.区别输电线上损失的功率和输电功率;输电线上损失的电压和输电电压。4.利用输电过程示意图进行简单的计算。【预习案】【导学提示】通读教材,理解采用高压输电的原因,区

2、别几个重要的功率。一.阅读课本回答下面问题:1.为什么存在远距离输电问题?2.输送电能的基本要求是什么?3.远距离大功率输电面临的困难是什么? 二.输电线上的功率损失:1.输电线上的功率损失的原因分析:由于输电线有,当有电流流过输电线时,有一部分电能转化为能而损失了,这是输电线上功率损失的主要原因。2.输电线上的功率损失P线设输电电流为I,输电线电阻为r,则输电线的电压损失U线=输电线的功率损失为P线=.[3.减少输电线的功率损失的方法:根据输电线的功率损失的表达式可知,要减少输电线的功率损失,有两种途

3、径:其一是:其二是:这两种途径如何能够实现?即:(1)如何减小输电线的电阻?根据电阻定律可知,要减小输电线的电阻r,可采用下述方法:(并分析各种方法的局限性)A.B.C.(2)如何减小输电电流?在输电功率一定的条件下,根据可知,要减小输电线中的电流I,必须提高,这就是采用高压输电的道理。(3)解决教材上的思考与讨论中的问题,对比分析得出上述减小输电线上功率损失的两种途径,哪一种更有效,切实可行?举例说明(4).在实际输电过程中,输电电压是不是越高越好呢?目前我国常用的远距离输电电压有哪几种?  4.下图

4、为远距离输电的示意图,输电过程包括哪几个部分?完成各物理量之间关系的填空。 (1)对于理想变压器,;,。 (2)对于理想变压器;   ;   ;    ;;  。 (3)输电线上损失的电压U线=I线·R线。  输电线上损失的功率P线=I线2·R线=     =     。 (4)由电路关系可得:I2=I线=I3;U2- =U3;P2-=P3。[来 (5)注意区别: 输电电压U2与输电线上损失的电压U线,二者关系为        。  输电功率P2与输电线上损失的功率P线,二者关系为        。 9

5、.采用电网供电的优点有什么?【探究案】探究1:通过计算,体会远距离高压输电的必要性例1.从发电站输出的功率为200kW,输电线的总电阻为0.05Ω,用110V和11kV两种电压输电,输电线上电阻造成的电压损失和功率损失各是多少伏?训练1:用6600V和220V两种电压输电,若输送的功率和输电线的电阻相同,则低压输电线与高压输电线上损失功率之比是()A.1:900B.900:1C.1:30D.30:1训练2:一个小水电站输出电功率为20kw,输电线总电阻为0.5Ω,如果先用400V的电压送电,后改用200

6、0V电压输电,则输电电压提高后输电线上损失的电功率的变化情况是:()[A、减少50WB、减少1200WC、减少7.68WD增加7.68W探究2:构建远距离输电的模型,体会各个已知条件的物理意义。电网供电最基本的模型是:从发电厂→→→再到用户。例2如上图所示的电路中,发电机的端电压为220V,输出的电功率为44kW,输电线电阻为r=0.2Ω,如果发电站用匝数比为1∶10的变压器将电压升高,经过同样的输电线后,再用匝数比为10∶1的变压器将电压降低供给用户。问题一:线路中降落的电压是多少?问题二:线路上损耗

7、的功率是多少?问题三:用户得到的电压是多少?问题四:用户得到的电功率是多少?训练3:一个小型水力发电站,发电机输出电压U0=250V,内电阻可以忽略不计,最大输出功率为Pm=30kW,它通过总电阻R线=2.0Ω的输电线直接向远处的居民区供电。设居民区所有用电器都是额定电压U用=220V的白炽灯,总功率为P用=22kW,不计灯丝电阻随温度的变化。(1)当居民区的电灯全部使用时,电灯两端的电压是多少伏?发电机实际输出的电功率多大?(2)若采用高压输电,在发电机端用升压变压器,在用户端用降压变压器,且不计变压

8、器和用户线路的损耗。已知用户变压器的降压比为40:1,当全部用户电灯正常发光时,输电线上损耗的功率多大?【训练案】1、在电能输送过程中,若输送的电功率一定,则在输电线上损失的电功率:() A.随输电线电阻的增大而增大  B.和输送电压的平方成正比  C.和输电线上电压降落的平方成正比  D.和输电线中电流强度的平方成正比2、某变电站用220V的电压送电,导线损失电功率是输出功率的20%,若要使导线损失电功率是输出功率的5%,则输出电压应变为

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