2017-2018学年高中物理第五章交变电流第5节电能的输送教学案新人教版选修3-2

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高中物理第五章交变电流第5节电能输送导学案新人教版选修3_2

五、电能的输送【要点导学】1．本节内容重点是：输电线上损失电能的原因和输电线上损失的电能的计算。

本节内容难点是：输电系统的“输电电压”、“用户得到的电压”和输电线上“损失的电压”三者的区别与联系。

2．远距离输电电路图如图5－5－1所示：若输电线电阻R，输电功率为P，输电电压U１，则输电导线的电流I2=P/U1，输电导线上的电压降（电压损失）U损=I2R=PR/U1，输电导线上的功率损耗P损=I22R =U额2/R=P2R/U12【范例精析】例1、发电机的输出电压为220V，输出功率为44KW，每条输电线电阻为0.2Ω，求用户得到的电压和电功率各是多少？如果发电站先用变压比为1：10的升压变压器将电压升高，经同样输电线路后，再经过10：1的降压变压器降压后供给用户，则用户得到的电压和电功率又各是多少？分析与解答：输送电路原理图如图5-5-2。

发电站输出的功率P出是一定的,当以220伏的电压输出时,输出电流应该是：I=P出/U出=44000W/220V=200A两条输电线路的总电阻为0.4Ω,则导线上损失的电功率为：P损=I2r=(200A)2×0.4Ω=16kW用户得到的电功率为P=P出-P损=44kW-16kW=27kW在导线上损失的电压为: U损=I2r=200V×0.4Ω＝80V．用户得到的电压为：U=U出-U损=220V-80V=140V如果用1：10的变压器将电压升高到2200V后再输送出去，则输出电流为：I=P出/U出=44000W/2200V=20AP损=I2r=(20A)2×0.4Ω=160W用户得到的电功率为P=P出-P损=44kW-160W=43.83kW在导线上损失的电压为: U损=I2r＝20V×0.4Ω＝8V．加到用户端变压器上的电压为：U=U出-U损=2200V-80V=2192V经过变压器降压后输送给用户的电压为：219.2V．例2、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P m=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。

5.5 电能的输送优秀教案优秀教学设计高中物理选修3-2：交变电流 (4)

5 电能的输送一、教学目标（一）知识与技能1、知道“便于远距离输送”是电能的优点之一．知道输电的过程．了解远距离输电的原理．2、理解各个物理量的概念及相互关系．3、充分理解RU P 2=；R I P 2=； UI P =中的物理量的对应关系． 4、知道什么是输电导线上的功率和电压损失和如何减少功率和电压损失.5、理解为什么远距离输电要用高压.（二）过程与方法1、通过例题板演使学生学会规范解题及解题后的思考．2、通过远距离输电原理分析，具体计算的过程，使学生学会分析解决实际问题的两种基本方法：理论分析、计算推理．（三）情感态度与价值观教育学生节约用电，养成勤俭节约的好习惯二、重点、难点、疑点及解决办法重点：（1）理论分析如何减少输电过程的电能损失．（2）远距离输电的原理．难点：远距离输电原理图的理解．疑点： RU P 2=；R I P 2=； UI P =的对应关系理解．解决办法：通过自学、教师讲解例题分析来逐步突破重点、难点、疑点．三、教学过程：（一）引入新课通过全球夜晚灯光图，三峡水电站等图片，引出电能的输送。

（二）进行新课-----第五节、电能的输送一、电能的输送1、电能便于远距离输送.2、输电的基本要求：可靠、保质、经济通过例题找到电能损耗的原因二、如何减小输电线上功率的损失1、减小输电线上的电阻（1）用电阻率小的金属做导线材料（2）缩短输电距离（3）增大导线横截面积2、减小输电电流电站输出的电功率是一定的，需提高输送电压（高压输电）再通过例题的变型验证高压输电是行之有效的三、输电线路示意图四、练习与思考？1、是不是输电电压越高越好？不是，高压输电对设备要求比较高2、采用一个电站与一批用户的“一对一”的供电方式，有什么弊端？用户需要与电站供给不能对应五、小结：1．降低输电损耗的两个途径：减小线路电阻和减小输电电流。

减小输电电流是最有效的途径。

远距离输电线路上，ΔP =I 2r=r U 2，其中（I =U P 总）。

高中物理《交变电流---电能输送》优质课教案、教学设计

教学设计1.引入新课讲述：前面我们学习了电磁感应现象和发电机，通过发电机我们可以大量地生产电能。

比如，葛洲坝电站通过发电机把水的机械能转化为电能，发电功率可达271.5 万千瓦，这么多的电能当然要输到用电的地方去，今天，我们就来学习输送电能的有关知识。

板书：〈第五节电能的输送〉2.进行新课(1)输送电能的过程提问：发电站发出的电能是怎样输送到远方的呢？如：葛洲坝电站发出的电是怎样输到武汉、上海等地的呢？很多学生凭生活经验能回答：是通过电线输送的。

在教师的启发下学生可以回答：是通过架设很高的、很粗的高压电线输送的。

出示：电能输送挂图，并结合学生生活经验作介绍。

板书：〈1．输送电能的过程：发电站→升压变压器→高压输电线→降压变压器→用电单位。

〉(2)远距离输电为什么要用高电压？提问：为什么远距离输电要用高电压呢？学生思考片刻之后，教师说：这个实际问题就是我们今天讨论的重点。

板书：〈2．高压输电的道理〉分析和讨论的思路是：输电→导线（电阻）→发热→损失电能→减小损失。

讲解：输电要用导线，导线当然有电阻，如果导线很短，电阻很小可忽略，而远距离输电时，导线很长，电阻大不能忽略。

列举课本上的一组数据。

电流通过很长的导线要发出大量的热，请学生计算：河南平顶山至湖北武昌的高压输电线电阻约400 欧，如果通的电流是1 安，每秒钟导线发热多少？学生计算之后，教师讲述：这些热都散失到大气中，白白损失了电能。

所以，输电时，必须设法减小导线发热损失。

提问：如何减小导线发热呢？分析：由焦耳定律Q=I2Rt，减小发热Q 有以下三种方法：一是减小输电时间t，二是减小输电线电阻R，三是减小输电电流I。

提问：哪种方法能被实际使用呢？讨论：第一种方法等于停电，没有实际价值。

第二种方法从材料、长度、粗细三方面来说都有实际困难。

适用的超导材料还没有研究出来。

排除了前面两种方法，就只能考虑第三种方法了。

从焦耳定律公式Q=I2Rt 可以看出，第三种办法是很有效的：电流减小一半，损失的电能就降为原来的四分之一。

2017_2018学年高中物理第五章交变电流第5节电能的输送教学案新人教版选修3_2

第5节电能的输送1.输送电能的基本要求是可靠、保质、经济。

2．根据P 损＝I 2r 可知，减小输电线上的功率损失有两个途径：一是减小输电线的电阻，二是减小输电电流。

3．在输送功率一定时，提高输送电压，可以减小输电电流。

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：指保证供电线路可靠的工作，少有故障。

(2)保质：保证电能的质量——电压和频率稳定。

(3)经济：指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要减少输电线路上的功率损失，由公式P 损＝I 2R 线知，必须减小输电线电阻或减小输电电流。

(1)要减小电阻，从R ＝ρlS看，在输电距离一定的情况下，可以增大导线的横截面积，但过粗的导线会耗费太多的金属材料，同时也给铺设线路带来困难；还可以选用电阻率较小的导体。

(2)从公式P ＝IU 来看，在保证功率不改变的情况下，要减小输送电流就必须提高输电电压。

前一种方法的作用十分有限，一般采用后一种方法。

3．高压输电(1)现代远距离输电都采用高压输电。

目前我国远距离送电采用的电压有110 kV,220 kV,330 kV ，输电干线已采用500 kV ，西北电网甚至达到750 kV 。

(2)高压输电并不是越高越好。

电压越高，对输电线路绝缘性能和变压器的要求就越高，线路修建费用会增多。

(3)实际输送电能时要综合考虑输送功率、距离、技术和经济等要求选择合适的电压。

二、电网供电1．远距离输电基本原理在发电站内用升压变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过降压变压器降到所需的电压。

2．电网通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的输电网络。

3．电网输电的优点(1)降低一次能源的运输成本，获得最大经济效益。

(2)减少断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡，保障供电的质量。

(3)合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高。

1．自主思考——判一判(1)仅仅从减少能量损失的角度看，输送功率一定的情况下，输电电压越高，损失的能量越少。

高中物理第五章交变电流电能的输送学案新人教版选修

5.5 电能的输送【学习目标】1.理解输电线上电能的损失与哪些因素有关.2.理解减小电能损失的两个途径以及高压输电的原理.3.3.知道远距离输电的典型电路，并能利用变压器和电路的规律解决实际问题．一、降低输电损耗的两个途径[问题设计]如图1所示，假定输电线路中的电流是I ，两条导线的总电阻是r ，在图中把导线电阻集中画为r ，输送功率为P ，发电厂输出的电压为U.那么：图1(1)远距离大功率输电面临的困难是什么？(2)输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？降低输电损耗的两个途径是什么？(3)为什么远距离输电必须用高压呢？[要点提炼]输电线上的电压损失和功率损失(设输电线上电阻为R ，电流为I)1．电压损失输电线始端电压U 与输电线末端电压U′的差值．ΔU＝U －U′＝IR.2．功率损失(1)远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损失，损失的电功率ΔP＝I 2R.(2)若输电线上损失的电压为ΔU，则功率损失还可以表示为ΔP＝ΔU 2R，ΔP＝ΔU·I . 3．减小电压、功率损失的方法(1)减小输电线的电阻由R ＝ρl S可知，距离l 一定时，使用电阻率小的材料，增大导体横截面积可减小电阻． (2)减小输电电流I由P ＝UI 可知，当输送功率一定时，升高电压可以减小电流．[延伸思考] 为什么在用电高峰期家中的白炽灯灯光较暗？二、远距离输电电路中的各种关系[问题设计]某发电站向远处送电的示意图如图2所示，其中各部分的物理量已在图上标注，在这个电路中包括三个回路．图2(1)结合闭合电路的知识，分别分析三个回路中各物理量之间的关系(发电机内阻、n1、n2、n3、n4线圈的电阻均忽略不计)．(2)每个变压器中的电流、电压、功率有什么关系？[要点提炼]远距离输电问题的分析1．远距离输电基本原理在发电站内用升压，然后进行远距离输电，在用电区通过降到所需的电压．2．解决远距离输电问题时，应首先画出输电的电路图，如图3所示，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置．图33．分析三个回路，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．4．综合运用下面三方面的知识求解(1)能量守恒：P＝U1I1＝U2I2＝P用户＋ΔPΔP＝I22RP用户＝U3I3＝U4I4.(2)电路知识：U2＝ΔU＋U3ΔU＝I2R(3)变压器知识：U 1U 2＝I 2I 1＝n 1n 2U 3U 4＝I 4I 3＝n 3n 4. 其中ΔP＝I 22R ，ΔU＝I 2R 往往是解题的切入点．一、输电线上功率损失的计算例1 超导材料电阻降为零的温度称为临界温度.1987年我国科学家制成了临界温度为90 K 的高温超导材料，利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电．现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4 Ω，它提供给用电器的电功率为40 kW ，电压为800 V ．如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为( )A ．1 kWB ．1.6×103 kWC ．1.6 kWD ．10 kW例2 三峡电站某机组输出的电功率为50万千瓦．(1)若输出的电压为20万伏，则输电线上的电流为多少？(2)某处与电站间每根输电线的电阻为10欧，则输电线上损失的功率为多少？它占输出功率的几分之几？(3)若将电压升高至50万伏，输电线上的电流为多少？输电线上损失的功率又为多少？它占输出功率的几分之几？二、远距离输电问题例3 某小型水电站的电能输送示意图如图4所示，发电机的输出电压为200 V ，输电线总电阻为r ，升压变压器原、副线圈匝数分别为n 1、n 2.降压变压器原、副线圈匝数分别为n 3、n 4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V 的用电器正常工作，则( )图4A.n 2n 1>n 3n 4B.n 2n 1<n 3n 4C ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D ．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率例4 发电机的输出电压为220 V ，输出功率为44 kW ，输电导线的电阻为0.2 Ω，如果用原、副线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线后，再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户，则：(1)画出全过程的线路示意图；(2)求用户得到的电压和功率；(3)若不经过变压而直接将电送到用户，求用户得到的电压和功率．1．(输电线上功率损失的计算)中国已投产运行的1 000 kV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500 kV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1 000 kV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.P4B.P2C．2P D．4P2．(输电线上电压损失问题)照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些，这是因为用电高峰时 ( )A．总电阻比深夜时大，干路电流小，每盏灯分到的电压较小B．总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流较小C．总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失的电压大D．干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电流3．(远距离输电问题)在如图5所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有( )图5A．升压变压器的输出电压增大 B．降压变压器的输出电压增大C．输电线上损耗的功率增大 D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大4．(远距离输电问题)某小型水电站发电机输出的电功率为100 kW，输出电压为250 V，现准备向远处输电．所用输电线的总电阻为8 Ω，要求输电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%.用户获得220 V电压，求应选用匝数比分别为多大的升压变压器和降压变压器？题组一减小输电损失的途径1．中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重，其客观原因是电网陈旧老化．近来，农村进行电网改造，为减少远距离输电的损耗而降低电费价格可采取的措施有( ) A．提高输送功率 B．增大输送电流C．提高输电电压 D．减小输电导线的横截面积2．如图1所示为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述正确的是( )错误！未找到引用源。

高中物理第五章交变电流5.5电能的输送教案新人教版选修3_2

设发电机的输出功率为 P，则功率损失为 Δ P=I2 R 用户得到的功率为 P 用=P-Δ P. 输电线路上的电压损失为：Δ U=I2R，则 U3=U2-Δ U. 8、目前，我国常用的远距离输电采用的电压有哪几种？有 110 kV、220 kV、330 kV，输电干线采用 500 kV 的超
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高压，西北电网正在建设 750kV 的线路。 9、是不是输电电压越高越好？为什么？不是。电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。实际输送电能时，要综合考虑，如输送功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，要依照不同情况选择合适的输电电压。 2．电网供电 10、采用电网供电的优点是什么？可以在能源产地使用大容量发电机组，降低一次能源的输送成本，获得最大的经济效益。同时，电网可以减少断电的风险，调剂不同地区电力供需平衡，保障供电质量。例某交流发电机输出功率为 5×10.5 W，输出电压为
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l ，要减小输电线的电阻 r，可 S
5、如何减小输电线中的电流呢？阅读并回答教材 49 页“思考与讨论”中的问题。在输电功率一定的条件下，根据 P=UI 可知，要减小输电线中的电流 I，必须提高输电电压 U，这就是采用高压输电的道理。 6 、以上两个途径中，哪一个对于降低输电线路的损耗更有效？举例说明。采用高压输电。在输电电流一定的情况下，线路电阻减为原来的一半，线路中损耗的功率减为原来的
B．可根据需要调节交
电能的输送 1．降低输电损耗的两个途径板书减小输电线的电阻设计减小输电线中的电流 2．电网供电
教学教师引导学生分析生活中的实例，这样更能激发学生的求知欲和学习物理的兴趣。反思
重点找出影响远距离输电损失的因素，使学生理解高压输电教学重、难点可减少功率与电压损失。难点理解高压输电原理，区别导线上的输电电压 U 和损失电压Δ U。

2017_2018学年高中物理第5章交变电流5电能的输送同步备课教学案新人教版选

5 电能的输送[学习目标] 1.理解输电线上电能的损失与哪些因素有关.2.理解减小电能损失的两个途径以及高压输电的原理.3.知道远距离输电的典型电路，并能利用变压器和电路的规律解决实际问题．一、降低输电损耗的两个途径[导学探究] 如图1所示，假定发电厂输出的电压为U，输送功率为P，输电线路中的电流是I，两条导线的总电阻是r(在图中把导线电阻集中画为r)．那么：图1(1)用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗？(2)输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？降低功率损耗有哪些途径？答案(1)不相等，由能量守恒知，发电厂输出的电能等于用户得到的电能与输电线上损失的电能之和．(2)由于输电线有电阻，当有电流流过输电线时，有一部分电能转化为电热而损失掉了，这是输电线上功率损失的主要原因．功率损失表达式：ΔP＝I2r＝P2U2r，所以降低功率损耗的两个途径为：①减小输电线的电阻r；②减小输电电流I，即提高输送电压U.[知识梳理] 减小输电线损耗的方法：(1)电压损失：输电线始端电压U与末端电压U′的差值ΔU＝U－U′＝IR.(2)功率损失：电流的热效应引起功率损失ΔP＝I2R.(3)减少电压、功率损失的方法：①减小电阻：由R＝ρlS可知，距离l一定时，使用电阻率小的材料，增大导体横截面积可减小电阻．②提高输送电压：由P ＝UI 可知，当输送功率一定时，升高电压可以减小电流，即采用高压输电．[即学即用] 判断下列说法的正误．(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)由P ＝U 2r可知，输电电压越小，输电线上的损失就越小．( )(3)由P ＝I 2r 可知，减小输电线的电阻和降低输电电流可减小输电损失．( ) (4)高压输电是通过提高电压，减小输电电流来减少电路发热损耗的．( ) 答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)√ 二、远距离输电电路中的各种关系[导学探究] 某发电站向远处送电的示意图如图2所示，其中各部分的物理量已在图上标注，在这个电路中包括三个回路．图2(1)结合闭合电路的知识，分别分析三个回路中各物理量之间的关系(发电机内阻、n 1、n 2、n 3、n 4线圈的电阻均忽略不计)．(2)若两个变压器均为理想变压器，则每个变压器中的电流、电压、功率有什么关系？答案 (1)第一个回路：P 1＝U 1I 1第二个回路：U 2＝ΔU ＋U 3，P 2＝ΔP ＋P 3＝I 2线R ＋P 3 第三个回路：P 4＝U 4I 4(2)U 1U 2＝n 1n 2、I 1I 2＝n 2n 1、P 1＝P 2；U 3U 4＝n 3n 4、I 3I 4＝n 4n 3、P 3＝P 4. [知识梳理] 远距离输电过程的几个基本关系：(1)功率关系：P 1＝P 2，P 2＝P 线＋P 3，P 3＝P 4，P 线＝I 2ΔU ＝I 22R . (2)电压关系：U 1U 2＝n 1n 2，U 3U 4＝n 3n 4，U 2＝U 3＋ΔU . (3)电流关系：n 1I 1＝n 2I 2，n 3I 3＝n 4I 4，I 2＝P 2U 2＝P 3U 3＝ΔUR.[即学即用] 判断下列说法的正误．(1)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．( ) (2)远距离输电时，若升压变压器匝数比为1∶n ，降压变压器匝数比为n ∶1，则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等．( )(3)电厂与用户离得越远，用户得到的交流电的频率比电厂发出的交流电的频率小得越多．( )(4)远距离输电时，输送电压越高越好．( ) 答案 (1)√ (2)× (3)× (4)×一、输电线上功率损失的计算输电线路上的功率损失，主要是输电线电阻发热造成的损失．常用计算公式： (1)ΔP ＝I 2R 其中I 为输电线路上的电流．(2)ΔP ＝ΔU ·I 或ΔP ＝ΔU2R，其中ΔU 为输电线上的电压损失．例1 三峡电站某机组输出的电功率为50万千瓦． (1)若输出的电压为20万伏，则输电线上的电流为多少？(2)某处与电站间每根输电线的电阻为10欧，则输电线上损失的功率为多少？它占输出功率的几分之几？(3)若将电压升高至50万伏，输电线上的电流为多少？输电线上损失的功率又为多少？它占输出功率的几分之几？答案 (1)2 500 A (2)1.25×108W 14(3)1 000 A 2×107W125解析 (1)由P ＝UI 得I ＝P U ＝5×108 W2×105 V＝2 500 A(2)输电线上损失的功率ΔP ＝I 2·2r ＝2 5002×2×10 W＝1.25×108W 损失功率与输出功率之比为ΔP P ＝1.25×108W 5×108W ＝14(3)将电压升高至50万伏时，I ′＝P U ′＝5×108 W5×105 V＝1 000 A输电线上损失的功率ΔP ′＝I ′2·2r ＝1 0002×2×10 W＝2×107W 损失功率与输出功率之比为ΔP ′P ＝2×107W 5×108W ＝125. 二、高压输电线路的分析与计算解决远距离输电问题时，需要画输电的电路图，理清三个回路，抓住两个联系，掌握一个定律．1．画图、理清三个回路(如图3所示)图32．抓住两个联系(1)理想升压变压器联系回路1和回路2 即U 1U 2＝n 1n 2，I 1n 1＝I 2n 2，P 1＝P 2.(2)理想降压变压器联系回路2和回路3 即U 3U 4＝n 3n 4，I 3n 3＝I 4n 4，P 3＝P 4 3．掌握一个定律根据能量守恒定律得P 2＝ΔP ＋P 3.例2 如图4所示，发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户(升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器)，若发电机的输出功率是100 kW ，输出电压是250 V ，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1∶25，图4(1)求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流；(2)若输电导线中的电功率损失为输入功率的4%，求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压．答案 (1)6 250 V 16 A (2)15.625 Ω 6 000 V 解析 (1)对升压变压器，据公式U 1U 2＝n 1n 2，有U 2＝n 2n 1U 1＝251×250 V＝6 250 VI 2＝P 2U 2＝P 1U 2＝100 0006 250A ＝16 A(2)P 损＝I 22R 线，P 损＝0.04P 1所以R 线＝0.04P 1I 22＝15.625 Ω因为ΔU ＝U 2－U 3＝I 2R 线所以U 3＝U 2－I 2R 线＝6 000 V.1．夏天由于用电器的增多，每年夏天都会出现“用电荒”，只好拉闸限电．若某发电站在供电过程中，用电高峰时输电的功率是正常供电的2倍，输电线电阻不变，下列说法正确的是( )A ．若输送电压不变，则用电高峰时输电电流为正常供电时的2倍B ．若输送电压不变，则用电高峰时输电线上损失的功率为正常供电时的2倍C ．若用电高峰时的输送电压变为正常供电的2倍，则此时输电电流为正常供电时的4倍D ．若用电高峰时的输送电压变为正常供电的2倍，则此时输电线损失的功率为正常供电时的4倍答案 A解析高压输电时P ＝UI ，I 是输送电路上的电流．用电高峰时，若输送电压不变，则I 为正常时的2倍，A 正确；输电线上的热耗功率ΔP ＝I 2R 线，则热耗功率变为正常时的4倍，B 错误；用电高峰时，若输送电压加倍，则I 不变，与正常时相同，C 错误；由ΔP ＝I 2R 线，知热耗功率不变，D 错误．2．(多选)如图5为远距离输电示意图，发电机的输出电压U 1和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变，且n 1∶n 2＝n 4∶n 3.当用户用电器的总电阻减少时( )图5A ．U 1∶U 2＝U 4∶U 3B ．用户的电压U 4增加C ．输电线上的损失功率增大D ．用户消耗的功率等于发电机的输出功率答案 AC解析根据U 1U 2＝n 1n 2，U 3U 4＝n 3n 4以及n 1∶n 2＝n 4∶n 3，知U 1∶U 2＝U 4∶U 3，故A 正确．用户用电器总电阻减小，则电流增大，所以输电线上的电流增大，根据P 损＝I 2R 知，输电线上损耗的功率增大，根据ΔU ＝IR 知，输电线上的电压损失变大，发电机的输出电压不变，则升压变压器的输出电压不变，降压变压器的输入电压变小，用户的电压U 4减小，故C 正确，B 错误．用户消耗的功率等于发电机的输出功率与输电线上损失的功率之差，故D 错误．3．(多选)在如图6所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有( )图6A ．升压变压器的输出电压增大B ．降压变压器的输出电压增大C ．输电线上损耗的功率增大D ．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大答案 CD解析发电厂的输出电压不变，升压变压器的输入电压不变，输出电压不变，选项A 错误；随着发电厂输出功率的增大，输电线中电流增大，输电线上损失的电压(ΔU ＝IR )增大，降压变压器的输入电压减小，降压变压器的输出电压减小，选项B 错误；随着发电厂输出功率的增大，输电线中电流增大，输电线上损耗的功率(ΔP ＝I 2R )增大，选项C 正确；输电线上损耗的功率ΔP ＝I 2R ＝⎝⎛⎭⎪⎫P 输U 输2R ，输电线上损耗的功率占总功率的比例ΔP P 输＝R U 2输P 输，选项D 正确．4．如图7所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U ，用等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是I 1，其末端间的电压为U 1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I 2.则( )图7A ．用户端的电压为I 1U 1I 2B ．输电线上的电压降为UC ．理想变压器的输入功率为I 21r D ．输电线路上损失的电功率为I 1U 答案 A解析根据理想变压器的工作原理，得I 1U 1＝I 2U 2，所以用户端的电压U 2＝I 1U 1I 2，选项A 正确；输电线上的电压降U ′＝I 1r ＝U －U 1，选项B 错误；变压器的输入功率P 1＝I 1U －I 21r ＝I 1U 1，选项C 错误；输电线路上损失的电功率P ′＝I 21r ＝I 1(U －U 1)，选项D 错误．一、选择题(1～5题为单选题，6～10题为多选题)1．农村进行电网改造，为减少远距离输电的损耗而降低电费价格可采取的措施有( ) A ．提高输送功率 B ．增大输送电流C ．提高输电电压D ．减小输电导线的横截面积答案 C解析电费高低与线路损耗有关，损耗越大，电费越高，减少损耗的途径：一、减小输电导线中的电流，即提高输电电压；二、减小输电线的电阻，即增大输电导线的横截面积，故C 正确．2．输电线路的总电阻为R ，发电站输出功率为P ，输电电压为U ，则用户得到的功率为( ) A ．PB ．P －(PU)2·R C ．P －U 2RD ．(P U)2·R 答案 B解析用户得到的功率P 得＝P －I 2R ＝P －(PU)2·R ，所以B 正确．3．某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km 外的用户，其输出电功率是3×106kW.现用500 kV 电压输电，则下列说法正确的是( ) A ．输电线上输送的电流大小为2.0×105A B ．输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC ．若改用5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为9×108kWD ．输电线上损失的功率为ΔP ＝U 2R，U 为输电电压，R 为输电线的电阻答案 B解析输电线上输送的电流为I ＝P U ＝3×106×103500×103 A ＝6×103A ，A 项错误；输电线上损失的电压为U 损＝IR ＝6×103×2.5 V＝1.5×104V ＝15 kV ，B 项正确；当用5 kV 电压输电时，输电线上损失的功率超过3×106kW ，与实际情况相矛盾，故C 项错误；当用公式ΔP ＝U 2R计算损失的功率时，U 为输电线上损失的电压而不是输电电压，D 项错误．4．图1为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T 的原、副线圈匝数分别为n 1、n 2，在T 的原线圈两端接入一电压u ＝U m sin ωt 的交流电源，若输送电功率为P ，输电线的总电阻为2r ，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为( )图1A ．(n 1n 2)U 2m 4rB ．(n 2n 1)U 2m 4rC ．4r (n 1n 2)2(P U m)2D ．4r (n 2n 1)2(P U m)2答案 C解析原线圈电压的有效值：U 1＝U m2，根据U 1U 2＝n 1n 2可得U 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2n 1 U m2，又因为是理想变压器，所以T 的副线圈的输出功率等于原线圈的输入功率P ，所以输电线上的电流I ＝P U 2，输电线上损失的电功率为P ′＝I 22r ＝4r ⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 22⎝ ⎛⎭⎪⎫P U m 2，所以C 正确，A 、B 、D 错误．5．远距离输电的原理图如图2所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2，电压分别为U 1、U 2，电流分别为I 1、I 2，输电线上的总电阻为R .变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是( )图2A.I 1I 2＝n 1n 2B ．I 2＝U 2RC ．I 1U 1＝I 22R D ．I 1U 1＝I 2U 2答案 D解析根据理想变压器的工作原理得I 1U 1＝I 2U 2、I 1I 2＝n 2n 1.U 2不是加在R 两端的电压，故I 2≠U 2R.而I 1U 1等于R 上消耗的功率I 22R 与下一级变压器的输入功率之和．选项D 正确． 6．如图3所示为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述正确的是( )图3A ．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B ．高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗C ．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D ．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好答案 ABD解析依据输电原理，电路中的功率损耗ΔP ＝I 2R 线，而R 线＝ρl S，增大输电导线的横截面积，可减小输电线的电阻，从而能够减小输电过程中的电能损失，选项A 正确；由P 输＝UI 知，在输送功率P 输一定的情况下，输送电压U 越大，则输电电流I 越小，则电路中的功率损耗越小，选项B 正确；若输送电压一定，输送功率P 输越大，则电流I 越大，电路中损耗的电功率越大，选项C 错误；因为输电电压越高，对于安全和技术的要求也越高，因此并不是输电电压越高越好，高压输电必须综合考虑各种因素，选项D 正确． 7．下列关于远距离高压直流输电的说法中，正确的是( )A ．直流输电系统只在输电环节是直流，而在发电环节和用电环节是交流B ．直流输电系统只在发电环节和用电环节是直流，而在输电环节是交流C ．整流器将交流变直流，逆变器将直流变交流D ．逆变器将交流变直流，整流器将直流变交流答案 AC解析直流输电系统由整流站、直流线路和逆变站三部分组成，在整流站通过整流器将交流电变换为直流电，在逆变站利用逆变器将直流电变换为交流电．因此选项A 、C 正确． 8．输送功率为P ，输送电压为U ，输电线电阻为R ，用户得到的电压为U ′.则下列说法中正确的是( )A ．输电线损失功率为(PU)2R B ．输电线损失功率为(U －U ′)2RC ．用户得到的功率为U 2RD ．用户得到的功率为PU ′U答案 ABD解析送电电流为I ＝P U，损失电压为U －U ′，则损失功率可表示为以下几种形式：P 损＝I 2R＝(P U )2R ，A 正确；P 损＝(U －U ′)2R ，B 正确；用户得到的功率为P 用＝IU ′＝PU ′U，D 正确，C 错误．9．某小型水电站的电能输送示意图如图4所示，发电机通过升压变压器T 1和降压变压器T 2向用户供电．已知输电线的总电阻为R ，降压变压器T 2的原、副线圈匝数之比为4∶1，降压变压器副线圈两端交变电压u ＝2202sin(100πt ) V ，降压变压器的副线圈与阻值R 0＝11 Ω的电阻组成闭合电路．若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是( )图4A ．通过R 0的电流有效值是20 AB ．降压变压器T 2原、副线圈的电压比为4∶1C ．升压变压器T 1的输出电压等于降压变压器T 2的输入电压D ．升压变压器T 1的输出功率大于降压变压器T 2的输入功率答案 ABD解析降压变压器副线圈两端交变电压有效值为22022 V ＝220 V ，负载电阻为11 Ω，所以通过R 0的电流的有效值是20 A ，故A 正确；因为降压变压器T 2的原、副线圈匝数之比为4∶1，所以原、副线圈的电压之比为4∶1，故B 正确；由于输电线有电阻导致降压变压器T 2的输入电压低于升压变压器T 1的输出电压，故C 错误；升压变压器T 1的输入与输出功率相等，降压变压器T 2的输入与输出功率也相等，但升压变压器T 1的输出功率大于降压变压器T 2的输入功率，原因是输电线上电阻消耗功率，故D 正确．10. 某小型水电站的电能输送示意图如图5所示，发电机的输出电压为200 V ，输电线总电阻为r ，升压变压器原、副线圈匝数分别为n 1、n 2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n 3、n 4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V 的用电器正常工作，则( )图5A.n 2n 1>n 3n 4B.n 2n 1<n 3n 4C ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D ．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率答案 AD解析由于输电线上的电压损失，故升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，故选项C 错误；由于输电线上的功率损耗，故升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率，故选项D 正确.U 2U 1＝n 2n 1，U 3U 4＝n 3n 4，因为U 1＝200 V<U 4＝220 V ，U 2>U 3＝U 2－U 线，故n 2n 1>n 3n 4，选项A 正确．二、非选择题11. 风力发电作为新型环保能源，近年来得到了快速发展，如图6所示的风车阵中发电机输出功率为100 kW ，输出电压是250 V ，用户需要的电压是220 V ，输电线总电阻为10 Ω.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：图6(1)画出此输电线路的示意图；(2)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比；(3)用户得到的电功率．答案 (1)见解析图 (2)1∶20 240∶11 (3)96 kW解析 (1)如图所示(2)输电线损失的功率P 损＝P ×4%＝100 kW×4%＝4 kW.输电线电流I 2＝ P 损R 线＝ 4×10310 A ＝20 A. 升压变压器输出电压U 2＝P I 2＝100×10320V ＝5×103 V. 升压变压器原、副线圈匝数比：n 1n 2＝U 1U 2＝250 V 5 000 V ＝120. 电压损失U 损＝I 2R 线＝20×10 V＝200 V.降压变压器原线圈两端电压U 3＝U 2－U 损＝4 800 V.降压变压器原、副线圈匝数比n 3n 4＝U 3U 4＝4 800 V 220 V ＝24011. (3)用户得到的电功率P 用＝P －P 损＝96 kW.12. 某发电站通过燃烧煤来发电．发电站通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给生产和照明用户，发电机输出功率是120 kW ，输出电压是240 V ，升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶25，输电线的总电阻为10 Ω，用户需要的电压为220 V ．则：(1)输电线上损失的电功率为多少？(2)降压变压器原、副线圈的匝数比为多少？答案 (1)4 000 W (2)290∶11解析 (1)根据理想变压器的变压规律U 1U 2＝n 1n 2得输电电压U 2＝n 2n 1U 1＝251×240 V＝6 000 V输电电流I 2＝P U 2＝120×1036 000A ＝20 A输电线上损失的电功率 ΔP ＝I 22r ＝202×10 W＝4 000 W.(2)输电线上损失的电压 ΔU ＝I 2r ＝20×10 V＝200 V 降压变压器原线圈两端的电压U 3＝U 2－ΔU ＝6 000 V －200 V ＝5 800 V 根据理想变压器的变压规律得 n 3n 4＝U 3U 4＝5 800 V 220 V ＝29011.。

新人教版高中物理精品教案：5-5电能的输送

第五节电能的输送●本节教材分析这节教材是学生前面所学知识综合运用解决实际问题的一个典型例子.通过本节的学习，要注意培养和提高学生运用物理知识分析、解决实际问题的能力.教材写得比较详细、通俗，可让学生阅读课本，然后提出一些问题引导学生思考、讨论.在内容的处理上，应注意以下几个方面：1.对于电路上的功率损失，可引导学生自己从已有的直流电路知识出发，进行分析，得出结论.2.讲解电路上的电压损失，是本节教材新增加的.目的是希望学生对输电问题有更全面、更深入和更接近实际的认识，知道影响输电损失的因素不只一个，分析问题应综合考虑，抓住主要方面.但真正的实际问题比较复杂，教学中并不要求深入讨论输电中的这些实际问题，也不要求对输电过程中感抗和容抗的影响进行深入分析.3.学生常常容易将导线上的电压损失ΔU=U-U′与输电电压混淆起来，甚至进而得出错误结论.要通过具体的例子，可引导学生进行讨论，澄清认识.要注意，切不可单纯由教师讲解，而代替了学生的思考，否则会事倍功半，似快而实慢.4.课本中讲了从减少损失考虑，要求提高输电电压；又讲了并不是输电电压越高越好.希望帮助学生科学地、全面地认识问题，逐步树立正确地分析问题、认识问题的观点和方法.节后设的阅读材料《直流输电》既可以开阔学生眼界，也可以增加知识.●教学目标一、知识目标1.知道“便于远距离输送”是电能的优点，知道输电过程.2.知道什么是输电线上的功率损失和如何减少功率损失.3.知道什么是输电导线上的电压损失和如何减少电压损失.4.理解远距离输电要用高压.二、技能目标培养学生阅读、分析、综合和应用能力.三、情感态度目标1.培养学生遇到问题要认真、全面分析的科学态度.2.介绍我国远距离输电概况，激发学生投身祖国建设的热情.●教学重点找出影响远距离输电损失的因素，使学生理解高压输电可减少P与U损失.●教学难点理解高压输电原理，区别导线上的输电电压U和损失电压ΔU.●教学方法自学讨论法.●教学用具可拆变压器（2台）、长导线、学生电源、小灯泡、投影仪、CAI课件.●课时安排1课时●教学过程一、引入新课［师］人们常把各种形式的能（如水流能、燃料化学能、核能）先转化为电能再进行传输，这是因为电能可以通过电网来传输，那么电能在由电厂传输给用户过程中要考虑什么问题？这节课我们就来学习远距离输电的知识，请同学们认真仔细地阅读教材，回答老师提出的下列问题（屏幕上打出）［生］阅读并展开激烈的讨论.二、新课教学1.输电线上的功率损失［师］输送电能的基本要求是什么？［生］输送电能的基本要求是：可靠、保质、经济.可靠，是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电.保质，就是保证电能的质量，即电压和频率稳定.经济是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小，电价低.［师］远距离大功率输电面临的困难是什么？［生］在输电线上有功率损失和电压损失.［师］输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？如何减小输电线上的电压损失？［生1］由于输电线有电阻，当有电流流过输电线时，有一部分电能转化为电热而损失掉了.这是输电线上功率损失的主要原因.［生2］设输电电流为I ，输电线的电阻为R ，则功率损失为ΔP =I 2R.［生3］根据功率损失的表达式ΔP =I 2R 可知，要减少输电线上的功率损失，有两种方法：其一是减小输电线的电阻；其二是减小输电电流.［师］如何减小输电线的电阻呢？［生］根据电阻定律可知R 线=ρS1，要减小输电线的电阻R 线，可采用下述方法： ①减小材料的电阻率ρ.银的电阻率最小，但价格昂贵，目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线.②减小输电线的长度l 不可行，因为要保证输电距离.③增加导线的横截面积，可适当增大横截面积．．．．．．.太粗不可能，既不经济又架设困难. ［师］如何减小输电线中的电流呢？［生］在输电功率一定的条件下，根据P =UI 可知，要减小输电线中的电流I ，必须提高输电电压U ，这就是采用高压输电的道理.2.输电线上的电压损失［师］在直流输电时，输电线上电压损失的原因是什么？交流输电呢？［生1］由于输电线有电阻，电流在输电线上有电压损失.［生2］对交流输电线路来说，既有电阻造成的电压损失，也有感抗和容抗造成的电压损失.［师］在不计感抗和容抗的条件下，电压损失的表达式是什么？［生］电压损失ΔU =U -U ′=I R 线［师］如何减小电压损失，保证输电质量呢？［生］根据电压损失的表达式ΔU =I R 线可知，要减少输电线上的电压损失，有两种方法：其一是减小输电线的电阻R 线；其二是减少输电电流.方法同减少功率损失.［师］为了减少功率损失和电压损失，都需要采用高压输电，但并不是电压越高越好.因为电压越高，对输电线绝缘的要求就越高，这样不经济.实际输电时，要综合考虑各种因素.3.几种输电模式［师］常用的输电模式有几种？各是什么？［生1］低压输电：输电功率为100 kW 以下，距离为几百米以内，一般采用220 V 的电压输电.［生2］高压输电：输电功率为几千千瓦到几万千瓦，距离为几十千米到几百千米，一般采用35 kV或110 kV的电压输电.［生3］超高压输电：输电功率为10万千瓦以上，距离为几百千米，必须采用220 kV 或更高的电压输电.［师］我国远距离输电采用的电压有哪几种？［生］有110 kV、220 kV、330 kV、500 kV.［师］大型发电机发出的电压不符合远距离输电的要求，怎么办？而到达目的地的电压也不符合用户的要求，怎么办？［生］在发电机处用升压变压器升高电压，在用户处用降压变压器降低电压.［师］用CAI课件展示我国远距离高压输电情况及远距离高压输电的原理.如下图所示.设发电机的输出功率为P，则功率损失为ΔP=I22R用户得到的功率为P用=P-ΔP.电压损失为ΔU=I2R，则U3=U2-ΔU.4.例题分析某交流发电机输出功率为5×10.5 W，输出电压为U=1.0×10.3 V，假如输电线的总电阻R=10 Ω，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（下图）.（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）解析：引导学生画出电路.引导学生写出各部分关系式U∶U1=n1∶n2 I2∶I1=n1∶n2U2∶U用=n1′∶n2′I3∶I2=n1′∶n2′U1=U损+U2P=P损+P用户P 损=I 22·R解：I 1=U P =500 A P 损=5%P =5%×5×105W=2.5×104 WP 损=I 22RI 2=RP 损=50 A I 3=用户用户U P =用户损U P P -=3801075.45⨯ 所以101500501221===I I n n 125503801075.4523'2'1=⨯⨯==I I n n 三、小结通过本节学习，主要学习以下问题：1.远距离输电线路上，P 损=I 2R=R U 2损，其中（I =U P 总）. 2.远距离高压输电中，P 损和U 损都能减少.3.交流和直流输电有其各自的优点和不足.4.电站输出功率由用户消耗功率决定.四、布置作业（略0五、板书设计六、本节优化训练设计1.单相交流发电机的路端电压为220 V ，输出的电功率为4400 W ，发电机到用户单根输电线的电阻为2 Ω，求（1）用户得到的电压和电功率各是多少？（2）如果用变压比为1∶10的升压变压器升压后向用户输电，用户处再用变压比为10∶1的降压变压器降压后使用，那么用户得到的实际电压和电功率又是多少？2.一条河的流量为Q =40 m 3/s ，落差为h=5 m.利用它发电，单相交流发电机效率η1=50%，输出电压U =400 V ，输电线总电阻R 线=5 Ω，电线上允许损失的最大电功率为发电机输出的电功率η2倍,η2=5%，用户所需电压为220 V ，设计输电线两端变压器的原、副线圈匝数比各是多少？参考答案：1.解析（1）不用变压器，直接输电时：干线中电流：I =送送U P =220104.43⨯ A=20 A 电线上损失的：U 损=I ·R 线=20×2×2 V=80 VP 损=I ·U 损=1600 W用户得到的：U 户=220 V-80 V=140 VP 户=P -P 损=4400 W-1600 W=2800 W（2）用变压器时，电路如图所示.U 1=10U =2200 VI 线=1U P =22004400 A=2 A U 2=U 1-I 线R=2200 V-2×4 V=2192 V所以U 户′=102U =219.2 V P 户′=P -I 线2×R =4400 W-4×4 W=4384 W2.解析：发电机将水机械能转换为电能，其中：P 输=η1ρQgh =50%×103×40×10×5 W=106 W输电线上损失：P 损=η2P 输=5×104 W输电线上允许输送的最大电流I 线=51054⨯=线损R P A=100 A 而不用变压器直接输送时，输电线上电流大小：I =400106=送输U P =2500 A 100 A为减少电能损失，必须是先升压后降压，输电线路如图所示.I 1=送输U P =2500 A I 2=线损R P =100 AI 3=2201095.06⨯=-户损U P P A=2210953⨯ A 所以2511221==I I n n 2295023'2'1==I I n n 143 ●备课资料求解输电问题的思路由于发电机本身的输出电压不可能提高，所以采用高压输电时，在发电站内需用升压变压器升压后再由输电线输出，到用电区再用降压变压器降到所需的电压，在解答有关远距离输电问题时，首先要将整个电路分成几段进行研究，找出跟各段电路相应的物理量；然后利用变压器工作原理和直流电路的基本定律分段列式，最后联立求解，进行计算.另外，还需注意以下几点：（1）因为输电距离不变，所以输电线长度一定.（2）发电机的输出功率通常认为是恒定的.（3）输电导线上的电能损失往往要求不能超过某一规定值.（4）记熟两个基本公式：电压关系：U 升=U 降+ΔU =I R 线 +U 降能量关系：P 出=P 损+P 降=I 2R 线+IU 降=IU 升●备课资料汽油机点火装置的工作原理汽车中汽油发动机的点火装置是利用感应圈的原理制成的.感应圈是互感现象的重要应用之一.它实际上就是一个小功率的升压变压器.它能将十几伏的直流低电压变成数万伏的高电压，是科学实验中经常用来取得高压的一种电源设备.感应圈的结构示意图如图1所示，主体部分是在一个用许多薄硅钢片叠合而成的直条形铁芯上套有两个线圈的变压器，初级线圈绕在里层，次级线圈绕在外层，层间有良好绝缘，整个变压器经过绝缘处理后放进胶木外套筒中，空隙处灌满了很厚的一层石蜡.图1我们知道，恒定直流电是不能变压的.但不断的接通与切断直流电路却可以产生互感电动势，这表明断续的脉动直流电可以进行电压变换.这里通断电流的机构是采用一个最简单的电磁式断续器.当螺旋调节器触点Z与带有铁头的弹簧片P接触时，合上电源开关S，初级线圈中有直流电通过，于是铁芯被磁化吸引弹簧片，但此时却切断了电路；铁芯失去磁性便放开弹簧片，弹簧片又与触点Z接触，电路再度被接通.如此不断的重复下去，低压恒定直流电就变成了脉动直流电.由于初级线圈自感作用的结果，电流不能突然增大，也不能突然减小，因而变成上升被阻拦，下降被拖延的脉动直流.其波形如图2（a）所示.图中Δt1时间内的曲线表示电路接通时，电流上升的情形，而Δt2时间内的曲线则表示电路断开时，电流下降的情形，我们知道，由于初级线圈电流的变化，在初级和次级线圈中都会感应出电动势.电流的变化率越大，感应电动势也就越高.由图可见，由于电路断开时电流的变化率比电路接通时电流的变化率要大得多，所以电路断开时感应电动势也比接通时高得多.图2（b）中画出了次级的电动势e2的变化波形.由图可见，在电路接通时（Δt1时间内），感应电动势较小，而电路断开时（Δt2时间内），感应电动势上升至较大的数值.如果次级两端点D、D′相距较近，则感应电动势的正向与负向的值都可使DD′间的空气击穿而发生强烈的火花放电.这时，次级线圈中就有交变电流通过，其电流变化的规律与电动势变化的规律相同，仍如图2（b）所示.但是如果D、D′相距较远，则当电路接通时，次级的感应电动势较小.不足以使空气击穿放电，此时次级线圈没有电流通过；只有当电路断开时，由于次级感应电动势很大，DD′间的空气被击穿放电，次级线圈中才有电流通过.所以这时次级的电流是脉冲的直流电，如图2（c）所示.图2由于初级线圈的自感系数较大，当电路断开时，电流的变化率又很大，所以此时可产生约几百伏的自感电动势，比直流电源的电压要高得多.而且，因为次级线圈的匝数N2约为初级线圈匝数N1的300倍左右，次级线圈的电压将比初级线圈的电动势高约300倍，所以，次级线圈的电动势可以达到一万伏乃至几万伏的高压.因为学生已经知道自感电动势的大小与电流的变化率有关，所以上述内容可适当的进行补充，以利于学生理解自感及变压器.。

高中物理(3-2)：第五章第5节(电能的输送)教案

高中物理（3-2）：第五章第5节(电能的输送)教案【一】教材分析讲解电路上的电压损失，是本教材新增加的、目的是盼望学生对输电问题有更全面、更深人和更接近实际的认识，明白妨碍输电损失的因素不只一个，分析问题应综合考虑，抓住要紧方面、但真正的实际问题比较复杂，教学中并不要求深人讨论输电中的这些实际问题，也不要求对输电过程中感抗和容抗的妨碍进行深入分析、教学中要注意掌握好分寸【二】教学目标1、知识目标〔1〕明白“便于远距离输送”是电能的优点之一、明白输电的过程、了解远距离输电的原理、〔2〕理解各个物理量的概念及相互关系、〔3〕充分理解；；中的物理量的对应关系、(4)明白什么是输电导线上的功率和电压损失和如何减少功率和电压损失.(5)理解什么原因远距离输电要用高压.2、能力目标〔1〕培养学生的阅读和自学能力、〔2〕通过例题板演使学生学会规范解题及解题后的思考、〔3〕通过远距离输电原理分析，具体计算及实验验证的过程，使学生学会分析解决实际问题的两种差不多方法：理论分析、计算和实验、3、情感目标〔1〕通过对我国远距离输电挂图展示，结合我国行政村村村通电报导及个别违法分子偷盗电线造成严峻后果的现象的介绍，教育学生爱护公共设施，做一个合格公民、〔2〕教育学生节约用电，养成勤俭节约的好适应、【三】教学重点、难点1、重点：〔l〕理论分析如何减少输电过程的电能损失、〔2〕远距离输电的原理、2、难点：远距离输电原理图的理解、【四】学情分析〔二〕、创设情境，导入新课讲述：前面我们学习了电磁感应现象和发电机，通过发电机我们能够大量地生产电能、比如，葛洲坝电站通过发电机把水的机械能为电能，发电功率可达271.5万千瓦，这么多的电能所以要输到用电的地方去，今天，我们就来学习输送电能的有关知识、〔三〕、自主、合作、探究1、输送电能的过程提问：发电站发出的电能是怎么样输送到远方的呢？如：葛洲坝电站发出的电是怎么样输到武汉、上海等地的呢？特别多学生凭生活经验能回答：是通过电线输送的、在教师的启发下学生能够回答：是通过架设特别高的、特别粗的高压电线输送的、出示：电能输送挂图，并结合学生生活经验作介绍、板书：第三节电能的输送输送电能的过程：发电站→升压变压器→高压输电线→降压变压器→用电单位、〕2、远距离输电什么原因要用高电压？提问：什么原因远距离输电要用高电压呢？学生思考片刻之后，教师说：那个实际问题确实是我们今天要讨论的重点、板书：〔高压输电的原理〕分析讨论的思路是：输电→导线〔电阻〕→发热→损失电能→减小损失讲解：输电要用导线，导线所以有电阻，假如导线特别短，电阻特别小可忽略，而远距离输电时，导线特别长，电阻大不能忽略、列举课本上的一组数据、电流通过特别长的导线要发出大量的热，请学生计算：河南平顶山至湖北武昌的高压输电线电阻约400欧，假如能的电流是1安，每秒钟导线发热多少？学生计算之后，教师讲述：这些热都散失到大气中，白白损失了电能、因此，输电时，必须减小导线发热损失、3、提问：如何减小导线发热呢？4、提问：哪种方法更有效？第一种方法等于停电，没有有用价值、第二种方法从材料、长度、粗细三方面来说都有实际困难、适用的超导材料还没有研究出来、排除了前面两种方法，就只能考虑第三种方法了、从焦耳定律公式能够看出、第三种方法是特别有效的：电流减小一半，损失的电能就降为原来的四分之一、通过后面的学习，我们将会看到这种方法了也是特别有效的、板书结论：〔1：要减小电能的损失，必须减小输电电流、〕讲解：另一方面，输电确实是要输送电能，输送的功率必须足够大，才有实际意义、板书：〔2：输电功率必须足够大、〕5、提问：怎么样才能满足上述两个要求呢？讲解：在发电站都要安装用来升压的变压器，实现高压输电、然而我们用户使用的是低压电，因此在用户附近又要安装降压的变压器、讨论：高压电输到用电区附近时，什么原因要把电压降下来？〔一是为了安全，二是用电器只能用低电压、〕板书：〔3.变压器能把交流电的电压升高或降低〕6.远距离输电的实例分析A.阅读教材了解输电的技术指标B.物理过程：大型发电机发出的电压不可能符合远距离输电的要求，因此要在发电站内用升压变压器升压，再通过一次高压变电所，二次高压变电所，再输送给不同用户。

高中物理_5 电能的输送教学设计学情分析教材分析课后反思

电能的输送教学设计1 教学背景及教学任务简介本节内容是人教版普通高中课程标准实验教科书《物理选修3-2》第五章《交变电流》的第5节，是学生综合运用所学知识，解决实际问题的典型课例。

课程设计力求将理论分析与实验验证相结合，使学生理解高压输电原理，培养和提高学生运用物理知识综合分析、解决实际问题的能力。

2 教学目标2．1知识与技能（1）了解高压输电的基本环节。

（2）了解有关输电电流、电压、功率的关系并进行有关计算。

（3）理解为什么要高压输电。

2．2过程与方法（1）让学生体验理论分析与实验探究远距离高压输电的过程与方法；（2）让学生运用所学知识分析高压输电过程，总结归纳相关物理量之间的关系。

2．3情感、态度与价值观（1）通过分析降低输电损耗的途径，引导学生全面地、辩证地看问题；（2）通过分析讨论及模拟实验激发学生求知欲望，提高学生学习物理的兴趣。

3 教学重点与难点3．1教学重点会应用电流、电压、功率的关系进行有关计算。

3．2教学难点对远距离输电原理图的理解5 教学资源和器材准备多媒体课件、视频材料；J1202型学生电源、电阻定律演示仪、小灯座（带小灯泡）、导线、J2425型变压器原理说明器、自制高压输电演示器等6 教学过程6．1课前回顾有关上一节课的有关内容，关于单个变压器有关的电流、电压、功率的关系。

电能的输送问题。

6．2 问题引入实际条件限制给同学们展示有关高压输电的设备图片，是同学们对抽象的东西有个具体的概念。

然后抽象的具体物理符号和物理语言，使同学们转化到物理情景中来。

1 42 3U U U UR IF 用线 r I1 I3 I4 n1 n2 n3 n4 P1 P2 P3 P4这里引导同学们了解高压输电的过程，其中重点介绍电阻r ，是同学能快速对比出不同。

6．3 问题引入这里给出同学们第一个问题（预习已基本解决）。

有关电流、电压、功率的基本关系。

其中一定提出有关损失功率的计算，电压与电流的对应关系。

高中物理第五章交变电流第五节电能的输送学案新人教选修

第五节电能的输送【学习目标】1．掌握远距离输电的原理，能熟练计算电压损失和功率损失2．会分析计算输电过程的电压损失和功率损失3．能理解远距离输电原理图，并能叙述远距离输电的过程【新知预习】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，电能少。

2．降低输电损耗的两个途径(1)要减少输电线路上的电压损失，由公式U损＝IR线知，必须减小电阻或减小电流。

①要减小电阻，从R＝ρl/s看，在输电距离一定的情况下，可以增大导线的，这与节约相悖，当然也给铺设线路带来困难；还可以选用较小的导体。

②从公式P＝IU来看，在保证功率不改变的情况下，要减小输送电流就必须提高。

(2)减少输电导线上的功率损耗，由P损＝I2R线可知，具体的方法有：①减小输电导线的，如果采用电阻率相同的材料，可加大导线的。

②提高，减小。

前一种方法的作用十分有限，一般采用后一种方法。

【导析探究】导析一：.功率损失和电压损失情景：如图，输送10KW的电功率，采用400V的电压输电，输电线的总电阻为10Ω。

问题1：输电导线中的电流？输电线中损失的电压是多少？用户得到的电压是多少？输电线损失的功率是多少？用户得到的功率是多少？问题2：在输送电流一定的情况下，输电线的总电阻变为原来的一半，损失的电压和功率分别是原来的几分之几？问题3：在输电线的总电阻一定的情况下，输电线的电流变为原来的一半，损失的电压和功率分别是原来的几分之几？例1.远距离输送一定功率的交变电流，若输电电压提高到原来的n倍，则正确的是（）A．输电线上的电流变为原来的n倍 B．输电线上的电流变为原来的1/nC．输电线上的电压损失变为原来的1/n D．输电线上的电功率损失变为原来的1/n2例2.下列关于减小远距离输电导线上热损耗的说法中，正确的是（）A．因为热功率P=U2/R，所以应降低输送电压，增大输电导线电阻，才能减小输电导线上的热损耗。

高中物理第五章交变电流第5课时电能的输送教师用书新人教选修3

第5课时电能输送研究学考·把握考情]基础梳理]1．输送电能根本要求(1)可靠：保证供电线路可靠地工作，少有故障。

(2)保质：保证电能质量——电压与频率稳定。

(3)经济：输电线路建造与运行费用低，电能损耗少。

2．降低输电损耗两个途径输电线上功率损失ΔP＝I2R线，I为输电电流，R线为输电线电阻。

(1)减小输电线电阻在输电距离一定情况下，为了减小电阻，应中选用电阻率小金属材料，还要尽可能增加导线横截面积。

(2)减小输电导线中电流为减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定电功率，就要提高输电电压。

要点精讲]1．对损失电能分析任何输电线都有电阻，因此通过输电线向远方输送电能时，电流流过输电线，因输电线有电阻而发热，从而损失电功率。

设输电电流为I，输电线电阻为R，那么输电线上功率损失P损＝I2R。

设输送电功率为P，输电电压为U，输电线总长度为L，横截面积为S，电阻率为ρ，那么输电电流I＝PU，输电线电阻为R＝ρLS。

所以输电线上功率损失可表示为P损＝(PU)2·ρL S。

2．对减小功率损失途径理解根据P损＝I2R可知，减小输电线路上功率损失方法主要有两种。

(1)减小输电线电阻R，根据R＝ρLS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R。

①减小电阻率ρ：目前一般用电阻率较小铜或铝做导线材料。

②增大导线横截面积S：这要多消耗金属材料，增加本钱，同时给输电线架设带来很大困难。

(2)减小输电电流I，根据I＝PU①减小输送功率P：在实际中不能以用户少用或不用电来到达减小功率损失目。

②提高输电电压U：在输送功率P一定，输电线电阻R一定条件下，输电电压提高到原来n倍，据P损＝(PU)2·R知，输电线路上功率损失将降为原来1n2。

根据以上分析知，采用高压输电是减少输电线路上功率损失最有效、最经济措施。

【例1】远距离输送交变电流都采用高压输电。

采用高压输电优点是( )A．可节省输电线材料B．可根据需要调节交变电流频率C．可减少输电线上能量损失D．可加快输电速度解析远距离输电时往往输送电功率一定，根据P＝UI知，输送电压U越高，那么输送电流I＝PU越小，根据P损＝I2r知，在输电线上功率损失一定情况下，输电线电阻可略大些，导线可做得细一些或选择电阻率略大材料(非铜材料)；假设输电线确定，即r确定，那么可减少输电线上能量损耗，应选项A、C正确。

高中物理第五章交变电流55电能的输送学案新人教选修32

5.5 电能的输送【学习目标】1．了解互感器的结构及工作原理2．知道远距离输电减小能耗的方法，熟练掌握利用有关规律解决远距离输电的有关问题【重点难点】重点：远距离输电减小能量损失的分析依据和方法及解决有关问题的规律应用难点：远距离输电过程的分析导学流程【了解感知·夯实基础】一．互感器(1)电压互感器：用来把电压变成电压．(2)电流互感器：用来把电流变成电流．针对训练钳形电流表的外形和结构如图10－2－2所示．图甲中电流表的读数为1.2 A ．图乙中用同一电缆线绕了3匝，则 ( )A ．这种电流表能测直流电流，图乙的读数为2.4 AB ．这种电流表能测交流电流，图乙的读数为0.4 AC ．这种电流表能测交流电流，图乙的读数为3.6 AD ．这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图乙的读数为3.6 A二、电能的输送1．根据P 损＝I 2R 线，减少输电电能损失有两种方法．(1)减小输电线的电阻：由R ＝ρl S可知，要减小输电线的电阻R 线，在输电距离不变情况下，可采用减小材料的、增大导线的等方法．(2)减小输电导线中的电流：在输电功率一定的情况下，根据P ＝，要减小电流，应提高输电电压．2．远距离输电的功率损失输送功率一定时，线路电流I ＝，输电线上损失功率P 损＝I 2R 线＝ R 线，可知P 损∝1U 2. (1)功率关系：P1＝P 2，P 3＝P 4，P 2＝P 损＋P 3.(2)电压、电流关系：U 1U 2＝n 1n 2＝I 2I 1，U 3U 4＝n 3n 4＝I 4I 3U 2＝ΔU ＋U 3，I 2＝I 3＝I 线．(3)输电电流：I 线＝P 2U 2＝P 3U 3＝U 2－U 3R 线.(4)输电线上损耗的功率P 损＝I 线ΔU ＝I 线2R 线＝(P 2U 2)2R 线．当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的n 倍，输电线上损耗的功率就减少到原来的1n 2. 【深入学习·思路方法】例1．中国已投产运行的1000 kV 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500 kV 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1000 kV 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.P 4B.P 2C ．2PD ．4P例2．某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km 外的用户，其输出电功率是3×106 kW.现用500 kV 电压输电，则下列说法正确的是 ( )A ．输电线上输送的电流大小为2.0×105 AB ．输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC ．若改用5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为 9×108 kWD ．输电线上损失的功率为ΔP ＝U2/r ，U 为输电电压，r 为输电线的电阻归纳总结：例3．在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变．随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有 ( )A ．升压变压器的输出电压增大B ．降压变压器的输出电压增大C ．输电线上损耗的功率增大D ．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大【迁移应用·能力提升】例4 某小型发电站的发电机输出交流电压为500 V ，输出电功率为50 kW ，如果用电阻为3 Ω的输电线向远处用户送电，这时用户获得的电压和电功率是多少？假如，要求输电线上损失的电功率是输送功率的0.6%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压变压器变为220 V 供用户使用，不考虑变压器的能量损失，这两个变压器原、副线圈的匝数比各是多少？[思路点拨] 先画出输电线路图，然后以变压器为界，分成几个独立的闭合电路，应用欧姆定律、串联和并联电路的特点及电功、电功率等有关公式分析各自的电流、电压和功率关系，各独立回路之间可通过变压器的n 1n 2＝U 1U 2＝I 2I 1及理想变压器P 1＝P 2等联系起来． [解析] 用500 V 电压送电时示意图如图所示，50 kW 的电功率在输电线上的电流I0＝P U 0＝50×103500A ＝100 A. 用户获得电压U 1＝U 0－I 0R ＝(500－100×3) V＝200 V用户获得的功率P 1＝I 0U 1＝2×104 W.改用高压输送时示意图如图所示，要求P 损＝0.6%P ，即P 损＝50×103×0.6% W＝300 W.输电电流I ＝P 损/R ＝300/3 A ＝10 A.发电站升压后输电电压U ＝P I ＝50×10310V ＝5000 V ，升压变压器匝数比n 1n 2＝U 0U ＝5005000＝110，输电线上损失的电压U′＝IR ＝10×3 V＝30 V.降压变压器的输入电压U 2＝U －U′＝(5000－30) V ＝4970 V ，降压变压器的匝数比n 3n 4＝U 2U 3＝4970220＝49722.提纲答案：针对训练：C 例1：A 例2：B 例3：CD【展示设计·学习交流】1．口头展示：远距离输电的能量损失分析和减小能耗的方法2．板书展示：提纲中例2、例3的分析方法3．学生在学习过程中生成的其他问题【合作探究·拓展知识】如图10－1－13所示，矩形裸导线框长边的长度为2L ，短边的长度为L ，在两个短边上均接有电阻R ，其余部分电阻不计，导线框一长边与x 轴重合，左边的坐标x ＝0，线框内有一垂直于线框平面的磁场，磁场的感应强度满足关系B ＝B 0sin(πx 2L )．一光滑导体棒AB 与短边平行且与长边接触良好，电阻也是R ，开始时导体棒处于x ＝0处，从t ＝0时刻起，导体棒AB 在沿x 方向的力F 作用下做速度为v 的匀速运动．求：(1)导体棒AB 从x ＝0到x ＝2L 的过程中力F 随时间t 变化的规律．(2)导体棒AB 从x ＝0到x ＝2L 的过程中回路产生的热量．高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

高二物理选修3-2第五章交变电流第五节电能的输送导学案设计

高二物理选修3-2第五章交变电流第五节电能的输送导学案【教学目标】1．了解从变电站到用户的输电过程。

知道远距离输电时应用高电压的道理。

2．引导学生积极主动探究，发现问题，解决问题，在学习知识的同时获得一定的成就感。

【教学重点】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【教学难点】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【自主学习】一、降低输电损耗的两个途径设输电电流为I，输电线的电阻为r，则输电线上的功率损失为P=I2r。

据此，可以有两个途径来减小输电损失。

1．一个途径是减小输电线的电阻。

在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应当选用电阻率小的金属材料，如铜、铝来制造输电线。

此外，还要尽可能增加导线的横截面积。

但是导线横截面积的增加是有一定限度的。

过粗的导线会耗费太多的金属材料，而且输电线太重、太粗也给铺设工作带来困难。

2．另一个途径减少输电导线的电流。

【思考与讨论】假定输电线路中的电流是I，用户端的电压是U，两条导线的电阻是r，如图所示。

1．怎样计算输电线路损失的功率？2．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几分之一？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几分之一？3．通过第2步的两项计算，你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效。

4．怎样计算用户消耗的功率P？5．在保证用户的电功率的前提下，怎样才能减小输电电流？（1）远距离输电时，为了降低输电线路中的损耗，就要减小输电电流；为了减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电电压。

现代远距离输电电压都很高。

目前我国远距离送电采用的电压有：110kV、220kV、330kV，输电干线已经采用500kV超高压，西北电网的电压甚至达到750kV。

（2）输电电压也不是越高越好。

电压越高，对输电线路绝缘性能的要求就越高，线路修建费用就会增多。

人教版高二物理选修3-2第五章交变电流第五节电能的输送学案教师版

第五章交变电流第五节电能的输送教案班别姓名学号一、自主预习远距离输电1．输电过程（如下图）2．输送电流U U（ 1） _______；（ 2）IR3．输电导线上的能量损失：主假如由_______发热产生的，表达式为Q=I2Rt。

4．电压损失（1） _______；（ 2） U=IR。

5．功率损失（1） _______；（ 2） P=I2R=（P）2R U6．降低输电消耗的两个门路（）减小输电线的电阻，由电阻定律R l1可知，在输电距离必定的状况下，为了减小电阻，应采S用_______的资料，也能够 _______导线的横截面积；（ 2）减小输电导线中的输电电流，由 P=UI 可知，当输送功率一准时，提升 _______，能够减小 _______。

IPU =U–U ′P=P–P′电阻率小增添输电电压输电电流输电线的电阻U二、讲堂打破远距离输电问题1．远距离输电的办理思路对高压输电问题，应按“发电机→ 升压变压器→远距离输电线→ 降压变压器→ 用电器”，或按从“用电器” 倒推到“发电机”的次序一步一步进行剖析。

2．远距离高压输电的几个基本关系（以以下图为例）（1）功率关系： P1=P2， P3=P4， P2=P 损 +P3；（ 2）电压、电流关系：U 1n1I 2，U3n3I 4，2U+U3，I2 3线；U 2n2I 1U 4n4I 3U ==I =I（ 3）输电电流：I线P2P3U 2U3 ；U 2U 3R线（ 4）输电线上消耗的电功率：P损=I 线U=I 线2R线=(P2)2R 线。

U 2当输送功率一准时，输电电压增大到本来的n 倍，输电线上消耗的功率就减小到本来的1n2 3．远距离输电问题的“三二一”（ 1）理清三个回路（ 2）抓住两个联系①理想的升压变压器联系了回路1 和回路 2，由变压器原理可得：线圈 1（匝数为 n 1 ）和线圈 2（匝数为 n 2）中各个量间的关系是U 1n 1 I 1n 22；，1U 2n 2 n 1 ，P =I 2②理想的降压变压器联系了回路2 和回路，由变压器原理可得：线圈 3（匝数为 n 3 ）和线圈（匝数34为 n 4）中各个量间的关系是U 3 n 3 ， I3 n4 ， 3 4。

高中物理第五章交变电流5电能的输送学案3_2

电能的输送目标导航思维脉图1。

理解输电线上电能的损失与哪些因素有关。

(物理观念）2.理解减小电能损失的两个途径以及高压输电的原理。

(科学思维）3.知道远距离输电的典型电路,并能利用变压器和电路的规律解决实际问题. （科学态度与责任）必备知识·自主学习一、降低输电损耗的两个途径由欧姆定律I=可知，导体两端加的电压越大,导体中流过的电流越大,可在高压输电过程中，却有“提高电压，降低电流”的结论，这二者间是不是有矛盾?提示：不矛盾。

欧姆定律是对纯电阻耗能元件而成立的定律，而“提高电压,降低电流”是从输送角度,由P=IU,且在P一定的条件下得出的结论,两者没有联系。

1.输送电能的基本要求：（1）可靠:指保证供电线路可靠地工作，少出现故障.（2)保质：保证电能的质量——电压和频率稳定。

（3）经济:指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：要减少输电线路上的功率损失，由公式P损=I2R线知，必须减小输电线电阻或减小输电电流。

（1）要减小电阻,从R=ρ看，在输电距离一定的情况下，可以增大导线的横截面积,但过粗的导线会耗费太多的金属材料，同时也给铺设线路带来困难；可以选用电阻率较小的导体。

（2)从公式P=IU来看,在保证功率不改变的情况下，要减小输送电流就必须提高输电电压。

前一种方法的作用十分有限,一般采用后一种方法。

二、电网供电1.远距离输电基本原理：在发电站内用升压变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过降压变压器降到所需的电压。

2.电网:通过网状的输电线、变电站,将许多电厂和广大用户连接起来,形成全国性或地区性的输电网络。

3.电网输电的优点:（1)降低一次能源的运输成本，获得最大经济效益。

（2）减少断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡,保障供电的质量。

(3)合理调度电力,使电力的供应更加可靠,质量更高。

4。

关于电能的输送：解释符合科学实际的有：①③①输电线上损失的电功率，与输电线的电阻成正比，与输电线电流的平方成正比。