2019-2020年高一物理 电能的输送 学案.doc

2019-2020年高一物理 电能的输送 学案学习目标：(1) 知道什么是导线上的功率损耗和电压损耗；知道如何减小损耗。(2) 理解为什么远距离输电要用高压。(3) 会设计电能输送的示意图，并理解电压损耗和能量损耗的关系。要点导学：教师给出输电原理图，学生阅读教材根据原理图完成以下内容用户发电机U输、P输IU用P用U损、P损设输电电流为I， 输电线的电阻为R，R线则功率损失为P=_有什么方法可以减少输电中功率损失？在输电电流一定的情况下，如果线路的电阻减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的 倍？在线路电阻一定的情况下，如果输电电流减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的 倍？你认为哪个途径对于降低输电损耗更为有效？1、怎样减小电阻依据是什么？2、怎样减小电流依据是什么？教师分析原理图中的物理量，师生共同找到物理量关系，写出表达式【小组合作思考与讨论】结合上个输电线路图请你指出下面叙述错在哪里，并说明原因。将电能从发电站送到用户，在输电线上会损失一部分功率，设输电电压为U，则功率损失为：P损=UI （1） U=IR （2）将（2）式代入（1）式，得到： P损=U2/R （3）由（3）式可知，要减小功率损失P损，就应当用低压送电和增大输电线的电阻R。练习： 输送10kw的电功率，采用400V的电压输电，输电线的总电阻为10，求（1）输电线中的电流？输电线中损失的电压是多少？用户得到的电压是多少？（2）输电线损失的功率是多少？用户得到的功率是多少？（3）如果采用4000V电压输电，输电线损失的功率是多少？ 3：讨论、分析两个方案的可行性方案一:由电阻定律 可知，在输电线长度L一定的情况下，为了减小 电阻，应当选用 、 的导线。学生查阅资料：几种导体材料在20时的电阻率材料/m银1610-8铜1710-8铝2910-8钨5310-8铁1010-7目前一般用电阻率较小的 作导线材料。但是，要增大导线的横截面积，就要多耗费金属材料， ，给架线带来很大困难。方案二：减小导线中的电流I，在导线电阻不变的条件下，电流如果减小到原来的百分之一，功率损失公式 得损失功率减小到原来的 思考1：怎样才能保证我们电能不变的情况下，使输电的电流减小呢？ 思考2：怎样才能实现升高电压呢？ 思考3：升压后的电能输送到用户后，能直接用吗？还需要怎么办？ 三、探究电能输送的示意图我的设计：发电厂高压输电用户升压变压器降压变压器1基本环节14223UUUURIF用线 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P42.各物理量之间的关系升压变压器：U1U2=n1n2 I2I1=n1n2 P1=P2降压变压器：U3U4=n3n4 I3I4=n4n3 P3=P4输电导线上：U2=U+U3 P1=P+P3 P=I22R例1、某交流发电机输出功率为5105 W，输出电压为U=1.0103 V，假如输电线的总电阻R=10，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户使用电压U=380 V. ( 1 )画出输电线路的示意图（标明各部分的符号）（2）所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少？（使用的变压器是理想变压器）（1）（2）1：10 25：1例2、一小型发电站通过升压，降压变压器把电能输给用户。已知发电机的输出功率是500kW，端电压为500V，升压变压器原、副线圈的匝数比为1:5，两变压器间输电线的总电阻为1.5，降压变压器的输出电压为220V，不计变压器的损耗。求：（1）升压变压器的副线圈两端电压；（2）输电导线上的功率损失；（3）降压变压器原、副线圈的匝数比；（4）用户得到的功率。思考：有一台内阻为1的发电机，供给一所学校照明电路，如图，升压变压器的匝数比为1：4，降压变压器的匝数比为4：1，输电线总阻为R=4，全校共22个班，每班有“220V,40w”的灯6盏，若要保证全部电灯正常发光，讨论：1）发电机的输出功率多大？ 2）发电机的电动势多大？ 3）输电效率是多少？ 4）若使用灯数减半并正常发光，发电机的输出功率是否减半？【课后练习】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：（ACD ）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、输电线的电阻共计r，输送的电功率为p，输电电压为U，则用户能得到的电功率是：（B ）A. P B.P(P/U)r C.I2R D. (P/U)r 3、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（B ）A. 1：900 B. 900：1 C. 1：30 D. 30：1 4、一个小水电站输出电功率为20kw，输电线总电阻为0.5，如果先用400V的电压送电，后改用xxV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 ）A、减少50W B、减少1200W C、减少7.68W D增加7.68W 5、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 V。4406、相同材料组成的导线向同一处用户输送10kW电能，在输电电压U1=110V和U2=220V两种情况下，要求输电线中损失的电能相同，则两情况下导线截面积之比为_。4:17、远距离送电的输电线一定时，如果以原来电压的10倍输送同样功率的电能时，输电线上损耗的电功率为原来的_1/1008、发电机的路端电压为220V，输送电功率44kW，输电线电阻为0.4，则用户得到的电功率为 V，用户得到的电功率为 kW。若用初、次级线圈匝数之比为1：10的变压器升压，经同样的输电线输电后，再用初、次级线圈匝数之比为10：1的变压器降压后供给用户，则用户得到的电压为 V，用户得到的电功率为 kW。140，28，219，43.89、某电厂要将电能输送到较远的用户，输送的总功率为9.8104W，电厂输出电压仅350V，为减少输送功率损失，先用一升压变压器将电压升高再输送，在输送途中，输电线路的总电阻为4，允许损失的功率为输送功率的5，求用户所需电压为220V时，升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比各是多少？1:8,12:110、有一台内阻为1的发电机，供应学校的照明用电，如图5-5-5所示是输电原理图，两变压器已选定，输电线总电阻为4，全校共有22个教室，每个教室有“220V、40W”的灯6盏，若保证全部电灯正常发光。（n1:n2=1:4，n3:n4=4:1）问：（1）发电机输出功率多大？6000W （2）发电机的电动势多大？250V（3）输电效率是多少？97.3