高中物理《交变电流---电能输送》优质课教案、教学设计

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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）。

高中物理第二章交变电流 7 电能的输送学案教科版选修3-2

7．电能的输送学习目标知识脉络1．理解输电线上损失的电能与哪些因素有关，以及减小损失的两个途径．(重点) 2．理解高压输电的原理．会计算输电损失．(重点)3．了解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．(难点) 4．输电网络的分析．(难点)[知识梳理]一、电能输送中的电压损失和电能损耗 1．两种损失比较两种损失原因分析大小表示减小办法电压损失导线自身存在电阻rU 损＝Ir减小r 减小I 功率损失导线有电阻电流热效应P 损＝I 2r减小I 减小r(1)由r ＝ρlS知，导线一般选铝为材料，因而ρ一定，在导线长度l 确定的情况下，要减小电阻，只能通过增大输电线的横截面积，这种方法给架设施工带来困难．(2)由P ＝UI 知，输送电功率不变的前提下，提高输电电压，会减小输电电流，从而减小导线上的发热损失和电压损失．这是降低两种损耗的有效途径．二、远距离输电系统和直流输电 1．远距离输电系统在发电站附近用升压变压器升高电压，用输电线输送到远方，在用电地区附近，用降压变压器降到所需电压．远距离输电电路图如图271所示：图2712．直流输电(1)采用高压直流输电的原因当交流输电功率很大时，导线的电感、电容引起的电压及电能损失很大；同一电网供电的发电机同步运行，技术上也存在困难．(2)直流输电的使用环节：当前的直流输电，只有高压输电环节中使用直流． (3)直流输电系统发电机――→交流升压变压器――→交流整流设备――→直流输电线――→直流逆变器――→交流降压变压器――→交流用户[基础自测]1．思考判断(1)由P ＝UI 知，功率损耗与电流成正比．(×) (2)电能的损耗受电流的影响比受电阻的影响更为显著． (√) (3)减小输电线电阻是降低电能损耗的最佳途径． (×) (4)高压输电是通过减小输电电流来减小电路的电能损耗．(√)(5)远距离输电时，若输送的电功率一定，输电电压越高，输电电流就越小，电能损失就越小，所以输电电压越高越好．(×)(6)直流输电比交流远距输电技术要求更高，输电原理也更复杂． (√)2．(多选)远距离输送交流电都采用高压输电，其优点是( )【导学号：24622083】A ．可节省输电线的铜材料B ．可根据需要调节交流电的频率C ．可减少输电线上的能量损失D ．可加快输电的速度AC [由P ＝IU 得I ＝PU，输送的电功率P 一定，采用高压输电，输电线中的电流就小，由P 线＝I 2r ，要求输电线损耗一定的情况下，就可选横截面积较小的输电线，从而可以节省输电线的铜材料．若输电线确定，则可减少输电线上的能量损失，故A 、C 正确；交流电的频率是一定的，升高电压无法改变交流电的频率．输电的速度就是电磁波的传播速度，是一定的，故B 、D 错误．]3．(多选)在远距离输电时，输送的电功率为P ，输送电压为U ，所用导线的电阻率为ρ，横截面积为S ，总长度为L ，输电线损失的电功率为P ′，用户得到的电功率为P 用，则P ′、P 用的关系式正确的是( )A ．P′＝U 2SρLB ．P ′＝P 2ρLU 2SC ．P 用＝P －U 2SρLD ．P 用＝P ⎝⎛⎭⎪⎫1－PρL U 2S BD [输电线电阻R ＝ρL S，输电电流I ＝PU，故输电线上损失的电功率为P ′＝I 2R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U2ρL S ＝P 2ρL U 2S ，用户得到的功率为P 用＝P －P ′＝P ⎝⎛⎭⎪⎫1－PρL U 2S .][合作探究·攻重难]电能输送中的电压损失和电能损耗(1)减小输电线的电阻r从公式r ＝ρlS来看，在输电距离一定的情况下，可以增大导线的横截面积，但这样会多耗费材料，同时也给架设施工带来难度；还可以选用电阻率较小的导体．(2)减小输电线的电流I从公式P ＝IU 来看，在输送功率一定的情况下，要减小输送电流就必须提高输电电压． 2．计算功率损失的几个公式 (1)P 损＝I 2r . (2)P 损＝IU 损．(3)P 损＝U 2损r.(4)P 损＝⎝⎛⎭⎪⎫P 送U 送2r . (5)P 损＝P 送－P 用．(多选)某发电厂原来用11 kV 的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到220 kV 输电，输电功率都是P ，若输电线路的电阻为R ，则下列说法中正确的是 ( )A ．根据公式I ＝P U ，提高电压后，输电线上的电流降为原来的120B ．根据公式I＝U R，提高电压后，输电线上的电流增为原来的20倍 C ．根据公式P 损＝I 2R ，提高电压后，输电线上的功率损失减为原来的1400D ．根据公式P ＝U 2R，提高电压后，输电线上的功率损失增大为原来的400倍思路点拨：在输电功率P 一定时，输电电压提高到原来的n 倍，由输电线上功率损失P损＝I 2R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U2·R 知，输电线上功率损失将降为原来的1n2.AC [A 、B 项，根据I ＝P U知，输电功率不变，输电电压变为原来的20倍，则输电电流降为原来的120，故A 项正确，B 项错误．C 、D 项，根据P 损＝I 2R 得，输电电流降为原来的120，则输电线上损耗的功率减为原来的1400，故C 项正确，D 项错误．综上所述，本题正确答案为A 、C.]设输送的电功率为P ，输电电压为U ，输电导线的电阻为R ，则输电线上损失的电功率为P 损＝I 2R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U2R ，输电线上损失的电压为U 损＝IR ＝P UR .[针对训练]1．远距离输送交流电，在一定功率的条件下，要通过提高输电电压来减少线路的损耗，若输电电压提高n 倍．则( )A ．输电导线上损失的电功率不变B ．输电导线的电压损失是原来的1n2倍C ．输电导线的电功率损失是原来的1n 倍D ．输电导线的电功率损失是原来的1n2倍D [因为输送功率一定，根据公式P ＝UI 可得若输电电压提高n 倍，则输送电流减小为原来的1n ，设输电线总电阻为r ，则输电导线上损失的电功率为P 损＝I ′2r ＝1n2I 2r ，即损失的电功率变为原来的1n2，A 、C 错误，D 正确；根据欧姆定律可得输电导线的电压损失ΔU ＝I ′r＝1nIr，即变为原来的1n，故B 错误．]2．远距离输电中，当输送的电功率为P，输送电压为U时，输电线上损失的电功率为ΔP，若输送的电功率增加为2P，而输电线中损失的电功率减为ΔP4，(输电线电阻不变)那么输电电压应增为 ( )A．32U B．16UC．8U D．4UD[由P＝UI知I＝PU，则输电线上损失的功率ΔP＝I2R＝⎝⎛⎭⎪⎫PU2R，得输电电压U＝PRΔP，若输送的电功率增加为2P，而输电线中损失的电功率减为ΔP4，由上式得输电电压U应增为4U；故D正确，A、B、C错误．]远距离输电问题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272所示)图272(2)抓住两个联系①理想升压变压器联系回路1和回路2即U1U2＝n1n2，I1n1＝I2n2，P1＝P2.②理想降压变压器联系回路2和回路3即U3U4＝n3n4，I3n3＝I4n4，P3＝P4.(3)掌握一个定律根据能量守恒定律得P2＝ΔP＋P3.有条河流，流量Q＝2 m3/s，落差h＝5 m，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为240 V，输电线总电阻r＝30 Ω，允许损失功率为输出功率的6%，为满足用电的需求，则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220 V，100 W”的电灯正常发光？(g 取10 m/s 2，ρ水＝1.0×103 kg/m 3)思路点拨：解答本题可按以下思路进行：【解析】输电电路图如图所示．电源端：P 输出＝Qρ水 gh ×50%＝5×104W 线路损耗ΔP ＝I 22rI 2＝ΔPr＝P 输出×6%r ＝5×104×0.0630A ＝10 A输电电压U 2＝P 输出I 2＝5×10410V ＝5×103V升压变压比：n 1∶n 2＝U 1∶U 2＝2405×103＝6∶125输电线损失电压ΔU ＝I 2r ＝10×30 V＝300 VU 3＝U 2－ΔU ＝4 700 V ，U 4＝220 V降压变压比：n 3∶n 4＝U 3∶U 4＝235∶11灯盏数N ＝P 输出－ΔPP 灯＝5×104－5×104×0.06100＝470(盏)．【答案】 6∶125 235∶11 470盏处理远距离输电问题的方法及步骤(1)处理方法：处理远距离输电问题的方法，关键是抓住一图三线，一图即输电的电路图，三线即三个关系：功率关系、电压关系和电流关系，抓住一图三线，按照从前到后或从后向前的顺序，即可找到突破口．(2)处理输电问题的步骤①画出图上所示的输电过程的示意图；②在示意图上标出各物理量，找出已知量、未知量和待求量； ③围绕三条线展开分析.[针对训练]3．如图273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273A ．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 1UA [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．]4．(多选)为消除高压输电线上的冰凌，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰．若在正常供电时，高压线上送电电压为U ，电流为I ，热耗功率为P ；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9P ，则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)( )【导学号：24622084】A ．输电电流为3IB ．输电电流为9IC ．输电电压为3UD ．输电电压为13UAD [输电线上的热耗功率P 线＝I 2R 线，热耗功率由P 变为9P ，则电流I 变为3I ，A 正确；输电功率P 不变，由P ＝UI 知，电流变为3I ，输电电压变为13U ，D 正确．][当堂达标·固双基]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A [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，则热耗功率不变，D 错误．]2．远距离输电中，发电厂输送的电功率相同，如果分别采用输电电压为U 1＝110 kV 输电和输电电压为U 2＝330 kV 输电．则两种情况中，输电线上通过的电流之比为I 1∶I 2等于( )A ．1∶1B ．3∶1C ．1∶3D ．9∶1B [输送功率相同，根据P ＝UI 得，输电电流与输电电压成反比，所以I 1I 2＝U 2U 1＝31.故B正确．]3．(多选)如图274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274A ．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AC [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，则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．]4．(多选)在如图275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275A ．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CD [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＝RU 2输P 输，选项D 正确．]。

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(new)

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＝I2r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＝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错误!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.（√)(2)在输送功率和输电电压一定，使用同种材料的导线时，越粗的导线损失的电压越小。

高三物理教案：《交变电流》优秀教学设计

高三物理教案：《交变电流》优秀教学设计一、教学目的：复习本章的基础知识，让学生对本章知识有系统的了解。

二、教学重点：基础知识三、教学难点：应用所学知识解决实际问题四、教学方法：讨论+引导五、教学用具：投影仪、投影片六、教学过程：（一）复习基础知识：这一章学习了交变电流的知识。

电网中供应的就是交变电流，所以这章的知识具有广泛的应用。

讨论、思考并回答（投影）：1．什么是正弦式交变电流？2．什么是交变电流的最大值？什么是交变电流的有效值？正弦式电流的最大值和有效值有什么关系？写出交变电流的一般表达式。

3．交变电流的周期和频率有什么关系？4．电感对交流有什么作用？为什么会有这种作用？5．交变电流为什么能通过电容器？6．变压器的原线圈和副线圈之间并没有导线相连，电能为什么能从原线圈到达副线圈？什么是理想变压器？理想变压器原副线圈两端电压、线圈中电流与匝数之间有何关系？（三）重点和难点分析1.交变电流的产生及其变化规律实验如图1所示，发电机原理演示器．激磁线圈接6V直流电，两个电刷分别与两个完整的集流环接触，通过导线连接到演示电表的G挡．手握摇柄转动转子线圈，使线圈由中性面开始稍慢些连续转动，就可以观察到电表指针在零点左右摆动，同时还可观察线圈在转动一周过程中感应电流方向改变规律．3．中性面当线圈转动至线圈平面垂直于磁感线位置时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这个特定位置叫做中性面．应注意：①中性面在垂直于磁场位置．②线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量最大．③线圈平面通过中性面时感应电动势为零．④线圈平面每转过中性面时，线圈中感应电流方向改变一次，转动一周线圈两次通过中性面，故一周里线圈中电流方向改变两次．4．正弦交流电的图象矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴做匀角速转动，线圈里产生正弦交流电．当线圈从中性面开始转动，在一个周期中：在t （0，T/4）时间内，线圈中感应电动势从0达到最大值Em．在t （T/4，T/2）时间内，线圈中感应电动势从最大值Em减小到0．在t （T/2，3T/4）时间内，线圈中感应电动势从0增加到负的最大值-Em．在t （3T/4，T）时间内，线圈中感应电动势的值从负的最大值-Em减小到0．电路中的感应电流、路端电压与感应电动势的变化规律相同，如图5所示．（四）巩固练习（投影）：1、思考钳形电流表的工作原理？（课本P234 B组第（1）题）2、课本P234第（6）题3、课本P234 A组第（4）题说明：一、关于交变电流的几个基本问题1．产生交变电流的基本原理交变电流的产生，一般都是借助于电磁感应现象得以实现的．所以说产生交变电流的基本原理就是电磁感应现象所遵循的法拉第电磁感应定律．2．产生交变电流的基本方式产生交变电流的基本方式是线圈在匀强磁场中做切割磁感线的匀速转动3．交变电流的基本规律当线圈匝数为N，面积为S，以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴做匀速度转动时，产生的交变感应电动势为：e=Emsin（ωt+）当线圈转到线圈平面与磁场方向平行时，交变感应电动势取得最大值：而称为初相，实质上是初始时刻线圈平面与中性面之间的夹角．当线圈闭合时，电路中的交变感应电流的规律相应地表示为：4．交变电流的有效值（1）有效值是根据电流的热效应来规定的．在周期的整数倍时间内（一般交变电流周期较短，如市电周期仅为0.02 s，因而对于我们所考察的较长时间来说，基本上均可以视为周期的整数倍），如果在相等交变电流与某恒定电流分别流过相同的电阻时所发热量相同，则将该恒定电流的数值叫做该交变电流的有效值．（2）一般交变电流表直接测出来的是交变电流的有效值；一般用电器铭牌上直接标出来的是交变电流的有效值；一般不做任何说明而指出的交变电流的数值都是指电流的有效值．（3）交变电流的有效值ε、U、I与其相应的最大值εm、Um、Im 间的关系为：上面关系式只适用于线圈在匀强磁场中做匀速转动时产生的正弦交变电流，对于用其它方式产生的其他交变电流，其有效值与最大值间的关系一般与此不同，应根据有效值的定义具体分析．二、关于理想变压器的几个基本问题1．理想变压器的构造、作用、原理及特征构造：两组线圈（原、副线圈）绕在同一个闭合铁芯上构成变压器．作用：在输送电能的过程中改变电压．原理：其工作原理是利用了电磁感应现象．特征：正因为是利用电磁感应现象来工作的，所以变压器只能在输送交变电流的电能过程中改变交变电压．2．理想变压器的理想化条件及其规律．由此可见：（1）理想变压器的理想化条件一般指的是：忽略原、副线圈内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差别，忽略变压器自身的能量损耗（实际上还忽略了变压器原、副线圈电路的功率因数的差别．）（2）理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定律和能的转化与守恒定律在上述理想条件下的新的表现形式．（三）针对训练题：１、矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直磁感线方向的轴匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法中正确的是（）Ａ、穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大．Ｂ、穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势最大．Ｃ、穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势等于零．Ｄ、穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势等于零．２、某电子元件两极间允许加的最大直流电压是100V，能否给它接上100V的交流电压？为什么？答：不能。

2024-2025学年高中物理第二章交变电流7电能的输送教案1教科版选修3-2

3. 实践题：设计一些与电能输送相关的实践题，要求学生通过实验或调查了解电能输送的实际应用。例如，设计一个简单的电路，模拟电能输送过程；调查家庭用电情况，计算家庭的电能消耗和节能潜力。
4. 论述题：设计一些与电能输送相关的论述题，要求学生阐述电能输送的重要性和影响。例如，讨论电能输送对经济发展的影响；讨论电能输送对环境的影响。
3. 重点难点解析：在讲授过程中，我会特别强调有功功率、无功功率和视在功率的概念，以及变压器的工作原理。对于难点部分，我会通过图示和实际例子来帮助大家理解。
三、实践活动（用时10分钟）
1. 分组讨论：学生们将分成若干小组，每组讨论一个与电能输送相关的实际问题，如输电线路的损耗计算。
2. 实验操作：为了加深理解，我们将进行一个简单的变压器原理实验。这个操作将演示变压器如何实现电压的升高和降低。
1. 对于重点难点知识，增加课堂讲解和举例分析的时长，确保学生能够扎实掌握。
2. 加强课堂互动，鼓励学生提问和发表观点，提高他们的思考能力。
3. 在实验操作环节，提前进行预实验，确保实验器材的正常使用，并加强对学生的实验指导。
4. 针对不同学生的学习需求，提供个性化的辅导和拓展资源，帮助他们巩固和提高。
- 加入学校的科技创新社团或兴趣小组，与志同道合的同学一起探讨电气工程领域的问题，共同成长。
七、教学反思与总结
在本次教学过程中，我尝试了多种教学方法和策略，有得有失，也有一些值得反思的地方。在教学方法上，我发现通过引入日常生活中的实例来引导学生思考，能够有效激发他们的学习兴趣。同时，将理论知识与实际应用相结合，使得学生能够更直观地理解交变电流和电能输送的概念。
三、学习者分析
1. 学生已经掌握了直流电的基本概念、电路分析方法，以及电阻、电容器、电感器的基本性质。在此基础上，学生初步了解了交变电流的基本特性，为学习电能输送奠定了基础。

高中物理第二章交变电流第7节电能的输送教学案教科版选修3_2

——教学资料参考参考范本——高中物理第二章交变电流第7节电能的输送教学案教科版选修3_2______年______月______日____________________部门一、电能输送中的电压损失和电能损耗1．电能输送中的电压损失U损＝Ir，其中I为输电线中的电流，r为输电线的电阻。

2．电能输送中的电能损失(1)电能损失：W损＝P损t。

(2)功率损失：P损＝I2r。

二、远距离输电系统1．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。

2．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。

三、直流输电1．采用高压直流输电的原因当交流输电功率很大时，导线的电感、电容引起的电压及电能损失很大；同一电网供电的发电机同步运行，技术上存在困难。

2．输电过程在发电站区域经变压器升压，由换流设备将交流变为直流，用高压直流进行远距离传输，在用户区域由换流设备再将直流变为交流，经变压器降压送给用户。

1．自主思考——判一判(1)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。

(√)(2)高压输电是通过提高电压、减小输电电流来减少电路的发热损耗。

(√)(3)高压输电一定是电压越高越好。

(×)(4)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。

(×)(5)直流电压不能实现升压，因此直流输电不采用高压输电。

(×)(6)大功率输电时，导线的电感和电容引起的电压和电能损失很大。

(√)(7)高压直流输电是通过升压变压器升压后，再由换流设备将交流变为直流，从而实现远距离直流传输的。

(√)2．合作探究——议一议(1)在农村电网改造前，离变压器越远的用户，电灯越暗，日光灯在过节时不能正常启动，你知道其中的原因吗？提示：电能在输送过程中存在电压损失和电能损失，农村电网改造前，输电线较细，电阻较大，导线损失电压较大，到过节时，各家用电器增多，线路电流更大，电压损失更大，致使用电器不能正常工作。

高中物理第五章交变电流 5.5 电能的输送学案新人教版选修3-2

亲爱的同学：这份试卷将再次记录你的自信、沉着、智慧和收获，我们一直投给你信任的目光……学习资料专题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——电压和频率稳定．(3)经济：输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小．2．输电线上的功率损失：ΔP＝I2r，I为输电电流，r为输电线的电阻．3．降低输电损耗的两个途径(1)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，还要尽可能增加导线的横截面积．(2)减小输电线中的电流：为减小输电电流，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．二、电网供电1．远距离输电的基本原理：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，获得最大的经济效益．(2)减小断电的风险，调节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．[即学即用]1．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，与输电线电流的平方成正比．( √ )(2)由P ＝U 2r可知，输电电压越小，输电线上电功率的损失就越小．( × )(3)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．( √ ) (4)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．( × )2．输电线的总电阻为R ，输送电功率为P .现分别用U 1和U 2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为________．答案 U 22∶U 12一、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)用户两端的电压是多大？(2)用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗？(3)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)U ′＝U －ΔU ＝U －PUr .(2)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．(3)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 ＝I 2r ＝P 2U2r ，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 . [知识深化]1．输电线上的电压损失：ΔU ＝U －U ′＝Ir ＝P Ur .2．输电线上的功率损失(1)ΔP ＝I 2r ，其中I 为输电线上的电流．(2)ΔP ＝ΔU ·I 或ΔP ＝(ΔU )2r，其中ΔU 为输电线上的电压损失．3．减少电压损失和功率损失的方法(1)减小输电线的电阻r ，根据r ＝ρL S，可减小电阻率ρ，目前一般用电阻率较小的铜或铝作为导线材料；也可增大导线的横截面积S ，但这要多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难．(2)减小输电电流I ，根据I ＝P U，在输送功率P 一定，输电线电阻r 一定的条件下，输电电压提高到原来的n 倍，输送电流可减为原来的1n ，输电线上的功率损耗将降为原来的1n2.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)在(1)情况下，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. 例2 (多选)发电厂发电机的输出电压为U 1，发电厂至学校的输电线总电阻为R 线，通过输电线的电流为I ，学校输入电压为U 2，下列计算输电线功率损耗的式子中，正确的是( )A.U 12R 线B.(U 1－U 2)2R 线C ．I 2R 线 D ．I (U 1－U 2)答案 BCD解析输电线功率损耗P 损＝I 2R 线＝U 线2R 线＝IU 线，其中U 线＝U 1－U 2，故B 、C 、D 正确．P 损＝I 2r ＝(ΔU )2r＝ΔU ·I .式中必须注意，ΔU 为输电线路上的电压损失，而不是输电电压.二、远距离高压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 线2R ＋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. [知识深化]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3 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．(输电线上功率损失的计算)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；输电线上损失的功率ΔP ＝I 2R 线，则损失功率变为正常时的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，知损失的功率不变，D 错误．2．(输电线上功率损失的计算)(多选)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 输2P 输，增大，选项D正确．3．(远距离高压输电的分析与计算)如图6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6A ．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 12r 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 12r ＝I 1U 1，选项C 错误；输电线路上损失的电功率P ′＝I 12r ＝I 1(U －U 1)，选项D 错误．4．(远距离高压输电的分析与计算)(多选)如图7为远距离输电示意图，发电机的输出电压U 1和输电线的总电阻r 、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小时( )图7A ．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B 错误，C 正确．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．5．(远距离高压输电的分析与计算)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为500 kW ，路端电压为500 V ，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 Ω，降压变压器的输出电压为220 V ，不计变压器能量损耗，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．答案 (1)2 500 V (2)60 kW (3)10∶1 (4)440 kW 解析输电线路原理图如图所示(1)升压变压器的副线圈两端电压U 2＝n 2U 1n 1＝2 500 V.(2)输电导线上的电流I 2＝P 2U 2＝P 1U 2＝200 A输电导线上的功率损失P 损＝I 22r 线＝60 kW(3)输电导线上的电压 ΔU ＝I 2r 线＝300 V 降压变压器原线圈的电压U 3＝U 2－ΔU ＝2 200 V ，降压变压器原、副线圈的匝数比为n 3n 4＝U 3U 4＝10∶1(4)用户得到的功率P 用＝P 1－P 损＝440 kW。

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《电能的输送》优质课教案、教学设计

（一）知识与技能5.5电能的输送编写：思考：怎样才能将电能由发电厂输送到用户呢？三、降低能耗的两个途径思考：远距离大功率输电面临的困难是什么？讨论与交流：1.知道“便于远距离输送”是电能的优点，知道输电过程。

2.知道降低输电损耗的两个途径。

3.了解电网供电的优点和意义。

（二）过程与方法通过思考、讨论、阅读，培养学生阅读、分析、综合和应用能力（三）情感、态度与价值观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。

（四）、教学重难点教学重点：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功率与电压损失。

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。

（伍）教学方法：自学讨论法、阅读法、讲解法。

（六）【知识复习】1、电阻定律2、电功率3、变压器原、副线圈关系课前预习一．电能的输送1.电能输送的优点：2.输送电能的基本要求：、、。

二、输电的模型1、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？2、降低输电损耗的途径是什么？3、若采用减小导线电阻的方法，在输电线长度一定的情况下，应采用什么措施？想一想：在各种金属中银的电阻率最小，但价格昂贵，目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线，导线的横截面积能否无限制地增大？讨论与交流：4、若采用减小导线中电流的方法，又应采用什么措施？想一想：能否通过减小输送功率来减小输电电流？讨论与交流：5、哪种途径对于降低输电线路的损耗更有效？举例说明。

四、输电线上的电压损耗的降低思考：在输电过程中，电源输送的电压是否全部加在用户上？造成电压损失的因素有哪些？讨论与交流：如何减小电压损失，保证输电质量呢？课前自测：把功率为22KW 的电能用总电阻为2Ω 的导线输送到远方的用户，用220V 的电压输电，导线损失的功率为多少？若改用22KV 的电压输电，导线损失的功率又为多少？课堂探究：1、从上述分析可知：无论是从减小输电线中的功率损失还是减小电压损失方面看，在输电过程中都需要提高电压，减小输电电流，但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？你能设计一个高压输电模型吗？是不是输电电压越高越好？2、在高压输电三个回路中，各部分的功率、电压和电流关系如何？如图所示：理想变压器的原线圈接高电压，变压后接用电器，线路电阻不计。

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 ＝U 2/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＝2×104W.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．。

2020-2021学年高中物理第二章交变电流 7 电能的输送教案1 教科版选修3-2

电能的输送教学目标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．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教学重难点1、减小能量耗损的方法2、远距离输电过程中功率和电压的关系并应用教学过程知识回顾：理想变压器的规律：1、功率关系2、电压关系3、电流关系若n1<n2,则U1______U2，I1_______I2总结：变压器在升高电压的同时降低了电流一、远距离输电遇到的实际问题和解决方法（一）实际问题师：发电厂输出的电压是否全部输送给了用户？生：没有，输电线上有损耗1、电压损失：2、功率损失：（二）如何减小损失线IRUUU=-=Λ'线线RIRUUIPPP22'=Λ=Λ=-=Λ出入PP=2121::nnUU=1221::nnII=<>方案一：减小电阻。

师：采取的方法有哪些？生：根据电阻定律可知，选择电阻率较小的金属做导线，和适当增大导线横截面积可以减小电阻师：实际操作所面临的困难有哪些？生：电阻率小的金属很贵，成本高，通常选择铝和铜，导线做的太粗，不仅浪费材料并且增大施工难度。

师：方案一所受限制较多，减小损失的程度有限，效果不佳方案二：减小导线中的电流。

师：所采取的方法生：利用变压器，在输送功率一定的条件下，提升输电电压，可以减小输电电流练习：输送10kw的电功率，采用400V的电压输电，输电线的总电阻为10Ω，求(1)输电线损失的功率?用户得到的功率?(2)如果采用4000V电压输电，输电线损失的功率?用户得到的功率?结论：提高输电电压是减小电能损失的最有效的方法二、远距离输电流程图1．远距离输电的基本电路师：发电厂产生的电压几百到上千伏，用户需要220V，远距离传输，如何设计传输流程？生：发电站→升压变压器→输电线路→降压变压器→用户，2、远距离输电示意图（1）升压变压器两端的功率关系：电压关系：电流关系：（2）输电线路中的功率关系：32P P P +∆= 电压关系:32U U U +∆=电流关系:线I I I ==32（3）降压变压器两端的功率关系:43P P = 电压关系：4343n nU U = 电流关系3432n n I I = 例题发电机的端电压为220V ，输出电功率为44kW ，输电导线的总电阻为0.2Ω，如果用原、副线圈匝数之比为1：10的升压变压器升压，经输电线路后，再用原、副线圈匝数比为10：1的降压变压器降压供给用户．求（1）用户得到的电压和功率；（2）若不经过变压而直接送到用户，用户得电压和功率．解:先画出输电流程图（1）已知U1=220V ，P1=44kW,则I1=P1/U1=20021P P =2121n n U U =1221n n I I =A1221n n I I =，则I2=20A,V R I U 42==∆线,W R I P 8022==∆线 W P P P 4392013=∆-=∴,V I P U 2196233==,则V n nU U 6.2193434== （2）A U P I 20011==,V IR U 40==∆线,V U U U 1801=∆-=用 W R I P 80002==∆线,W P P P 360001=∆-=用。

3.4 电能输送(教学设计)高二物理(人教版2019选择性必修第二册)

3.4 电能输送教学设计学情分析电能输送作为高中物理课程中的重要内容，涉及多个知识点和技能要求。

通过对学生的学情进行分析，我们得到以下结论：1. 基础知识掌握情况：大多数学生已较好地掌握了与电能输送相关的基础知识，如电流、电压、电阻及电功率的定义和计算方法。

2. 电能输送原理理解：学生普遍能够理解电能输送的基本原理，即电能在发电站生成后，通过高压输电线路输送至用户端。

然而，对于交流电与直流电在输送中的区别，部分学生仍感困惑。

3. 电功率和电能计算：在计算电功率和电能方面，学生普遍表现出较强的计算能力，能够准确应用相关公式进行计算。

4. 输送效率与损耗分析：对于输送效率与损耗的分析，学生有一定的理解，但深入分析时容易出现错误。

例如，对输电线上损耗的计算以及提高输送效率的策略，部分学生尚不能完全掌握。

5. 安全规范与环保意识：学生在电能输送的安全规范和环保意识方面表现良好，普遍认识到在操作电气设备时应遵循的安全准则，以及电能输送对环境的影响。

6. 实际问题解决能力：面对实际问题，如如何减少电能输送中的损耗，学生的解决能力有待提高。

部分学生能够提出合理建议，但具体实施方案还需进一步完善。

7. 实验操作与技能：在实验操作方面，学生的表现差异较大。

部分学生能够熟练操作相关设备，准确记录数据，而部分学生则显得较为生疏，需要更多的实践机会。

8. 学习态度与兴趣：学生对电能输送的学习态度普遍积极，对相关知识表现出浓厚的兴趣。

然而，面对复杂问题时，部分学生可能会出现畏难情绪，需要教师的鼓励和指导。

综上所述，高中物理电能输送章节的教学应重视学生的基础知识掌握、原理理解、计算能力、问题解决能力、实验技能以及安全环保意识的培养。

同时，教师应根据学生的实际情况调整教学策略，激发学生的学习兴趣和积极性，帮助他们更好地掌握电能输送的相关知识。

教学目标1.了解提高输电电压是降低远距离输电损耗的有效途径，会用相关知识解释实际的输电问题。

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。

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 (8)

5.5 电能的输送一．教学设计对于电路上的功率损失，可根据学生的实际情况，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．讲解电路上的电压损失，是本教材新增加的．目的是希望学生对输电问题有更全面、更深人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影响进行深入分析．教学中要注意掌握好分寸．二．教学目标1．知识与技能：（1）知道“便于远距离输送”是电能的优点，知道输电过程。

（2）知道降低输电损耗的两个途径。

（3）了解电网供电的优点和意义。

2．过程与方法：通过思考、讨论、阅读，培养学生阅读、分析、综合和应用能力3．情感、态度与价值观：（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。

三．教学重点、难点1．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功率与电压损失。

2．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。

四．教学方法：自学讨论法、阅读法、讲解法。

五．教学过程1．引入新课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2．进行新课（1）降低输电损耗的两个途径①输送电能的基本要求是什么？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。

②远距离大功率输电面临的困难是什么？在输电线上有功率损失。

③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？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。

电能的输送教学设计高二上学期物理人教版选修32

高二物理选修32第五章交变电流第五节电能的输送教学目标：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压电的原理。

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：理论分析如何减少输电过程的电能损失，理解远距离输电的原理。

教学难点：远距离输电原理图的理解及相关题型的计算。

教学过程：一、导入新课、板书课题回顾：变压器构造、工作原理、能量转化、功率关系、匝数与电压的关系。

导入：生活中的变压器我们已经了解了，那变压器输送的电路情况是如何的？这节主要研究电能的输送。

二、出示目标、明确任务1.理解从变电站到用户的输电过程。

2.掌握远距离输电时应用高压电的原理。

三、学生自学、独立思考阅读课本4547页内容，找到书中的知识点、重点、困惑点四、自学指导、紧扣教材1.阅读课本4546页前三段和降低输电损耗的两个途径部分①阅读降低输电损耗的两个途径部分前四段，解决为什么输电由损耗？降低输电的损耗有哪些？②尝试解决思考与讨论中的问题③目前我国常见的远距离输电电压有哪些规格？是不是输电电压越高越好？2.阅读课本4647页电网供电部分①远距离输电要经历哪些基本环节？②什么是电网？③电网供电有哪些优势？五、自学展示、精讲点拨1.①因为电流通过输电导线会发热消耗电能所以输电会有损耗。

根据Rt I Q 2 可知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，例如铜、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。

另一个途径是减小输电导线中的电流。

②③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 的超高压，西北电网的电压甚至达到750kV 。

输电电压也不是越高越好。