粤教版高中物理选修3-2课件 远距离输电课件2

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YJ ·物理 选修3-2
●课标解读
教 学 教 法 分 析
1．知道交变电流从变电站到用户的输电过程和输电线 路．
课 堂 互 动 探 究
教 学
2．知道远距离输电时应用高电压的道理．弄清输电导线 当
方
堂
案 上影响电功率损失和电压损失中各因素的制约关系．
双
设
基
计
达
3．了解高压交流和高压直流输电的优缺点及两种系统的 标
教
学 方 案
①减小电阻：据 R＝ρLS判断，(a)减小输电线的长度 L：
当 堂 双
设
基
计
由于输电距离一定，所以在实际中不可能通过减小 L 来减小
达 标
课
前 R.(b)减小电阻率 ρ：目前，一般用电阻率较小的铜或铝作为
自
课
主 导
输电线材料．(c)增大导线的横截面积 S：这要多耗费金属材
时 作
学
业
料，增大成本，同时给输电线的架设带来很大的困难．
压输电的道理.
．(重点)
双 基
计 3.了解高压交流和高压直 3.高压交流和高压直流输电
达 标
课 流输电的优缺点.
的比较．(难点)
前 自
4.会利用变压器的规律和 4.远距离输电的分析和计算
课
主 导
能量守恒的观点对简单的 ．(难点)
时 作
学 远距离输电进行定性分析
业
和计算.
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YJ ·物理 选修3-2
课
主
时
导 学
因为 I＝UP，在输送电功率 P 不变的前提下，应提高输电
作 业
电压 U.
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教 学 教 法 分 析
3．输电线上的功率损失
课 堂 互 动 探 究
教
学 方
(1)功率损失的原因：在电能输送过程中，电流流过输电
当 堂
案
双
设 计
线时，因输电线有电阻而发热，电能必有一部分转化为内能
达 标
课 前
3．怎样减少线路上的功率损失？
自
课
主
时
导
作
学
业
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教
1．对几个电压的理解
学
教
法
分
析
课 堂 互 动 探 究
教
学
当
方 案
图 2－7－2
堂 双
设
基
计
输送电压：输电线始端电压，如图 2－7－2 中的 U2.
达 标
课
前 自
用户电压：最终用户使用的电压，如图中的 U4.
课
主 导
设
基
计
达
线的横截面积．
标
课
前 自
②减小输电线中的电流，为了减小输电电流 ，同时又要 课
主
时
导 学
保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电电压．
作 业
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教
学 教
(2)高压直流输电
法
分 析
①直流输电的优点
课 堂 互 动 探 究
教
不存在感抗和容抗引起的电能损失．
学
当
方
堂
案
②直流输电的基本过程
课
2．思考判断
堂 互
动
(1)在远距离交流输电中只有输电线的电阻才造成电压 探 究
教 学
损失．(×)
当
方
堂
案 设
(2)远距离输电，若用高压直流输送可以减小因感抗和容
双 基
计
达
抗造成的损失．(√)
标
课
前 自
(3)远距离交流输电中，只有电线的感抗和容抗才造成电 课
主
时
导 学
压损失．(×)
作 业
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教
学
教
法 分
1.基本知识
析
(1)基本要求
远距离输电
课 堂 互 动 探 究
教 学
既能安全、保质，又能减少电能损耗，降低输电系统成 当
方 案
本．
堂 双
设 计
(2)输电线路
基 达
远距离输送电网基本结构：如图 2－7－1 所示(输出功率 标
课 前
为 P，输出电压为 U)．
自
课
主
时
导
作
学
业
图 2－7－1
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教
双 基 达 标
课
前 自 主
输电线电阻 R＝ρLS，所以输电线上的功率损失可表示为 P 损
课 时
导
作
学 ＝I2R＝(UP)2·ρ LS.
业
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教 学 教 法 分 析
(3)减小功率损失的方法 根据公式 P 损＝I2R 可知，减小输电线路上功率损失的方 法有两种：
课 堂 互 动 探 究
基 达
标
课 而损失掉．
前
自
课
主
时
导
作
学
业
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教 学 教 法 分 析
(2)功率损失的大小 ①设输电导线的总电阻为 R，输电电流为 I，则损失功率 为 P 损＝I2R.
课 堂 互 动 探 究
教
学
②设输送的总电功率为 P，输电电压为 U，输电线的总 当
方
堂
案 设 计
长度为 L，横截面积为 S，电阻率为 ρ，则输电电流 I＝UP，
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
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课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
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演示结束
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课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
主 导
与大地或海水之间也会构成电容器，交流电通过时会产生容
时 作
学
业
抗．感抗和容抗(也叫电抗)也会造成电压损失．
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教 学 教 法 分 析
课
堂
输电线上的电压损失和功率损失
互
动
探
究
教
【问题导思】
学
当
方 案
1．如何分清输电电压和损失电压以及用户电压？
堂 双
设
基
计
2．怎样理解损失电压和损失功率？
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
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课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
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课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学
能减小电流，提高输电效率．(√)
当
方
堂
案 设
(2)远距离输电时，输送电功率不变时，提高输电电压必
双 基
计
达
增大输电导线上能量损耗．(×)
标
课
前 自
(3)对于电能输送，减小输电导线上功率损失的唯一方法 课
主
时
导 学
是采用高压输电．(×)
作 业
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教 学 教 法 分 析
教
课
前 自
电压也为零，因此电压表示数正常．
课
主
时
导
作
学
业
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远距离输电的电能损失
教
学 教
1.基本知识
法
分 析
(1)降低输电损耗的途径．
课 堂 互 动 探 究
教 学
①减小输电线的电阻，在输电距离一定的情况下，为减 当
方
堂
案 小电阻，应当选用电阻率小的金属材料，还要尽可能增加导 双
课 时 作 业
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教
宅的输
法 分
电过程和输电线路.
析 2.了解输电线上的功率损 1.远距离输电的功率损耗的
课 堂 互 动 探 究
教 耗与何种因素有关及降低 决定因素．(重点)
学 方
功率损耗的措施．知道高 2.远距离输电的原理及应用
当 堂
案 设
学
教 法
(3)功率损耗
分
析
输电导线损失的电功率：
教
学
由 P 损＝
方
可推得 P 损＝
案 设
(4)两个关系
计
课
功率关系：P 入＝P 线＋P 用．
前
自 主
电压关系：U2＝U 线＋U3.
导
学
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课 堂 互 动 探 究
．
当
堂
双
基
达
标
课 时 作 业
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教 学 教 法 分 析
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教 学 教 法 分 析
课
堂
互
②减小输电导线的电流 I：据 I＝UP判断，提高输电电压
动 探 究
教
学 U：在输送电功率 P、输电线电阻一定的条件下，输电电压提 当
方
堂
案
双
设 计
高到原来的 n 倍，据 P 损＝(nPU)2R 可知，输电线上的功率损
基 达 标
课
前 自 主
耗将降为原来的n12.
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
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课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
菜单
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课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
课
前 自
灯不能启动；(3)洗衣机转动力度小等．尤其是过节时现象更
课
主
时
导 学
明显，这是为什么呢？这节我们就来探究远距离输电问题．
作 业
菜单
●教学流程设计
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
菜单
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课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
课
堂
3．探究交流
互 动
探
供电线路一般是固定的，而用电设备往往要在离供电线 究
教
学 方
路较远的地方工作，在麦收季节，电工将一电动机在变压器
当 堂
案
双
设 计
房接入电路时能正常工作，但将电动机抬到打谷场上带动脱
基 达
标
课 粒机工作时，启动相当困难，将电动机拆下，用电压表测量
前
自
课
主 两根输电线间的电压时示数正常，你能分析其中的原因吗？ 时
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
菜单
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课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
菜单
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课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
3．探究交流
课
堂
输电线上为什么会有电压损失？
互 动
探
【提示】 电压损失：导线上有电阻，电流流过电阻会 究
学
当
方 带来电压的损失．对交流电路，由于电流的变化，输电导线 堂
案
双
设
基
计 上的自感作用会阻碍电流的变化，产生感抗．在空中架设的 达
标
课 前
输电导线与大地之间构成一个电容器，地下电缆或海底电缆
自
课
标
课
前
自
课
主
时
导
作
学
业
菜单
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教 学 教 法 分 析
课
●新课导入建议
堂 互
动
在我国城镇和农村电网的低压改造已基本结束，低压改 探
究
教 学
造使我国广大城乡居民获得了实惠．农村电网改造前，某些
当
方
堂
案 设
村庄经常出现以下现象(离变压器较远的用户)：(1)电灯不亮，
双 基
计
达
达不到额定功率，换额定功率越大的灯泡越是不亮；(2)日光 标
导
作
学
业
菜单
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教 学 教 法 分 析
课 堂 互 动
【提示】 从变压器房到打谷场的导线是有电阻的，启 探 究
教 学
动电动机时，电流较大，输电导线分得的电压也大，电动机
当
方
堂
案 实际得到的电压较低，所以启动相当困难，用电压表测量两 双
设
基
计
达
根输电线间电压时，由于线路中电流为零，输电线路损失的 标
课 时
导
作
学
业
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教 学 教 法 分 析
课 堂 互 动 探 究
教 学
1．输电电压是指加在高压输电线始端的电压 U，损失电 当
方
堂
案 设
压是指降落在输电线路上的电压ΔU＝IR.
课
前 自
区别和联系．
课
主
时
导 学
4．会利用变压器的规律和能量守恒的观点对简单的远距
作 业
离输电进行定性分析和计算．
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教 学 教 法 分 析
课 堂 互 动 探 究
教 学
●教学地位
当
方
堂
案
本节内容是变压器应用的延伸，也是高考常常考查的要 双
设
基
计
达
点，是理论联系实际的一个实例，具有较强的实用性．
据Δ U＝IR 可知，减小输电线路上电压损失的方法主要 有两种：
(1)减小输电线路电阻
课 堂 互 动 探 究
教
学 方
用增大输电导线横截面积来减小电阻，对低压照明电路
当 堂
案 设
有效，在高压线路中，因容抗和感抗造成的电压损失比电阻
双 基
计
达
造成的还要大，故这种方法对高压输电效果不佳．
标
课
前 自
(2)减小输电电流 I
课 堂 互 动 探 究
教
学 的输出电压，P 为发电厂的输出功率，U′为用电设备两端的 当
方
堂
案 设
电压，P′为用电设备的输入功率，则输电线上损失的电压为
双 基
计 Δ U＝U－U′＝IR.
达 标
课
前
自
课
主
时
导
作
学
业
图 2－7－3