高中物理3-2远距离输电教案
2024-2025学年高中物理第二章交变电流第07节远距离输电教案粤教版选修3-2
1.课堂表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况。
2.作业完成情况：检查学生作业的完成质量和答题准确性。
3.研究作业：评估学生对实际案例的分析能力和所学知识的运用能力。
核心素养目标分析
本节课的核心素养目标主要围绕物理学科的核心素养进行设计，包括物理观念、科学思维、实验探究和科学态度四个方面。
2.课中强化技能
教师活动：
-导入新课：通过故事、案例或视频等方式，引出远距离输电的功率损失和电压损失的计算方法，激发学生的学习兴趣。
-讲解知识点：详细讲解远距离输电中的功率损失和电压损失的计算方法，结合实例帮助学生理解。
-组织课堂活动：设计小组讨论、角色扮演、实验等活动，让学生在实践中掌握远距离输电的计算方法。
例如，教师可以设计以下练习题：
-计算远距离输电中的功率损失和电压损失。
-分析实际案例，如何减少远距离输电中的损失。
-运用所学知识，解决实际问题。
总的来说，课堂小结和当堂检测是帮助学生巩固所学知识，提高学习效果的重要环节。通过这两个环节，教师可以及时了解学生的学习情况，给予反馈和指导，帮助学生更好地掌握本节课的内容。
2.讲解新课：详细讲解远距离输电的基本概念、功率损失和电压损失的计算方法。
3.案例分析：分析实际案例，让学生学会如何运用所学知识解决实际问题。
4.课堂练习：布置相关的练习题，让学生巩固所学知识。
5.总结：对本节课的内容进行总结，强调重点和难点。
五、作业布置
1.课后习题：完成教材后的相关习题。
2.研究作业：调查生活中远距离输电的实际案例，分析其优缺点。
-解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，进行及时解和指导。
学生活动：
-听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。
鲁科版高中物理选修3-2第四章第三节电能的远距离传输
电能的远距离传输【教学目标】一、知识与技能1、知道电能输送过程中有功率损失和电压损失，2、通过探究理解降低这两种损失的方法。
3、通过探究理解远距离高压输电电路的构造，4、理解并会计算输电系统的输电电压、输电电流、功率损耗、电压损耗。
5、了解电网供电的优点和输电的新技术。
二、过程与方法1、通过阅读、思考与讨论，提高学生分析解决实际问题的能力。
2、通过理论探究、学生实验验证、演示实验验证相结合，引导学生积极主动探究，发现问题，解决问题，培养学生的科学研究方法。
三、情感态度与价值观1、通过实验探究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。
2、体会物理知识在生产、生活中的巨大作用，激发学生学好知识投身祖国建设的热情。
【教学重点难点】学习重点：通过探究理解远距离高压输电电路的构造，输电线上电能损失的计算。
学习难点：理解并会计算高压输电的输电电压、输电电流、功率损耗、电压损耗。
【教学流程】【教学过程】一、探究一：输电线的电阻对远距离输电的影响现实生活中，发电站往往距离电力用户很远，这样就导致了远距离输电的问题。
输电时，由于输电距离很远使得导线上存在不可忽略的电阻，电阻的电流热效应导致电能损耗，造成了能源的浪费。
请据下图填空：①输电电流: I= P/U；②电压损耗: △U = IR ； ③功率损耗: △P = I 2R ；分组实验一：体验输电线的电阻对远距离输电的影响 器材：学生低压交流电源（4V ），滑动电阻器（最大50Ω），小灯泡（额定电压4V ），导线若干要求：请使用以上器材模拟上图中的远距离输电电路，以滑动电阻器（最大50Ω）作为输电线的电阻，以小灯泡作为用电设备。
电路图：观察：1）改变滑动电阻器的阻值（相当于加大输电线长度，即增加输电线的电阻），观察小灯泡的亮度变化。
2）注意记住滑动变阻器的有效阻值大概为多少时小灯泡就不亮了，并和后面的实验二进行对比现象： 结论： 演示实验一和学生分组实验一实物图二、探究二：减少远距离输电损耗的方法1、远距离输电电路的两种损耗：⑴功率损耗：远距离输送电能，由于输电线上的电流热效应，电能转化为热能。
43《电能的远距离传输》教案(鲁科版选修3-2)
个人采集整理- 仅供参照4． 3《电能地远距离传输》教案【学习目标】<1）知道“便于远距离输送”是电能地长处，知道输电过程；<2）知道降低输电消耗地两个门路；<3）认识电网供电地长处和意义.【学习重点】理解高压输电原理，差别导线上地输电电压U 和损失电压U.【知识重点】1．为何要采纳高压输电输送电能地基本要求是：靠谱、保质、经济. 靠谱，是指保证供电线路靠谱地工作，罕有故障和停电 . 保质，就是保证电能地质量，即电压和频次稳固 . 经济是指输电线路建筑和运转地花费低，电能消耗小 .1）电功率损失因为输电线有电阻，当有电流流过输电线时，有一部分电能转变为电热而损失掉了 . 这是输电线上功率损失地主要原由.设输电电流为 I ，输电线地电阻为 r ，则功率损失为P I 2r.=依据功率损失地表达式 P=I 2 r 可知，要减少输电线上地功率损失，有两种方法：其一是减小输电线地电阻；其二是减小输电电流 .要减小输电线地电阻r ，可采纳下述方法：①减小资料地电阻率ρ. 银地电阻率最小，但价钱昂贵，当前采纳电阻率较小地铜或铝作输电线 .②减小输电线地长度 l 不行行，因为要保证输电距离 . ③增添导线地横截面积，可适合增大横截面积 . 太粗不行能，既不经济又架设困．．．．．．难 .2）电压损失在输电功率必定地条件下，依据P=UI 可知，要减小输电线中地电流I ，必须提升输电电压U，这就是采纳高压输电地道理.3）高压输电采纳高压输电 . 在输电电流必定地状况下，线路电阻减为本来地一半，线路中消耗地功率减为本来地 . 在线路电阻必定地状况下，电压提升一倍，线路中地电流减为一半，而消耗地功率减为本来地.2． 高压沟通输电我国远距离高压输电状况及远距离高压输电地原理 . 以下列图所示 .设发电机地输出功率为 P ，则功率损失为P I 22 ，用户获得地功率为 P= R用PP ，输电线路上地电压损失为：UI 2，则U 3U 2U= -= R= -.3． 高压直流输电【典型例题】，输出电压为×，若是输 例题 1：某沟通发电机输出功率为 5× 105W3 U=1.0 10 V电线地总电阻 R=10Ω，在输电线上损失地电功率等于输电功率地 5%，用户 使用电压 U=380 V. <1）画出输电线路地表示图 .<注明各部分地符号） <2）所用升压和降压变压器地原、副线圈地匝数比各为多少？ <使用地变压 器是理想变压器）解读： I 1==500 AI 1I 2 I 3I 4 厂 发 UU U用 P 损 =5%P=5%× 5× 105=2.5×104 W电 U电22n 1 n 2n 3 n 4P 损=I 2R =50 AI =I 4=A所以<也可从电压角度去剖析和计算） 【达标训练】1、小型水力发电站地发电机有稳固地输出电压，它发出地电先经过电站邻近地 升压变压器升压，而后经过输电线路把电能输送到远处用户邻近地降压变压 器，经降低电压后再输送至各用户.设变压器都是理想地，那么在用电顶峰期，随用电器电功率地增添将致使 < ） A.升压变压器初级线圈中地电流变小B.升压变压器次级线圈两头地电压变小C.高压输电线路地电压损失变大D.降压变压器次级线圈两头地电压变小2．人们利用发电机把天然存在地各样形式地能<水流能、煤等燃料地化学能）转变为电能，为了合理地利用这些能源，发电站要修筑在凑近这些天然资源地地方，但用电地地方却散布很广，所以需要把电能输送到远方. 某电站输送电压为 U=6000 V，输送功率为 P=500 kW，这时安装在输电线路地起点和终点地电能表一日夜里读数相差 4800 kW·h<即 4800 度电） . 试求：<1）输电效率和输电线地电阻；<2）若要使输电线损失地功率降到输送功率地2%，电站应使用多高地电压向外输电？答案： 1.CD2 解读： <1）依题意，输电线上地功率损失为P 损 =kW=200 kW则输电效率η=× 100%=60%.因为 P 损=I2R线，又因为 P=IU，所以 R 线= Ω=28.8Ω .<2）设升压至 U′可知足要求，则输送电流I ′= A.输电线上损失功率为P 损′=I′2R 线 =P× 2%=10000 W，<2 分）则有 <）2× R线=10000 W，得 U′ =V=2.68×104 V.【反省】收获疑问声明：全部资料为自己采集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用途.。
高中物理选修3-2教学设计3：5.5电能的输送教案
5电能的输送[学习目标]1．知道“便于远距离输送”是电能的优点，知道输电过程。
2．知道降低输电损耗的两个途径。
3．了解电网供电的优点和意义。
[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ΔU。
[教学方法]自学讨论法、阅读法、讲解法。
[教学手段]多媒体课件教学过程[教学过程]人们常把各种形式能（如水流能、燃料化学能、原子能）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？请同学们带着下列问题看书，然后再回答.1.为什么要远距离输电？电站建在资源丰富的地区，距离用户远，故需远距离输电.2.输送电能的基本要求是什么？（1）可靠，是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。
（2）保质，就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。
（3）经济，是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小。
3.为什么输电线上有电能损失？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。
在输电线上有电能损失正是远距离大功率输电面临的主要困难，下面我们重点讨论怎样在输电过程中减少电能的损失。
一、降低输电损耗的两个途径[情景设疑合作研讨]假定输电线路中的电流是I ，输电电压为U ，两条导线的总电阻是r ，在图5.5-2中，导线的电阻集中画为一个电阻r .1、怎样计算输电线路损失的功率？=∆P I 2r2、据此，减少输电线上损失的电功率可以有两个途径，分别是：（1）减小输电线的电阻（2）减小输电电流3、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？1/2在输电电阻一定的情况下，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？1/44、通过第3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？减小输电电流5、如何减小输电线的电阻呢？由电阻定律知r =ρSl （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．．．．．．。
远距离输电-粤教版选修3-2教案
远距离输电-粤教版选修3-2教案一、教学目标1.了解电力输电的概念和分类；2.掌握直流远距离输电的基本原理、特点；3.了解直流输电的主要设备；4.掌握远距离交流输电的主要技术；5.了解现代电力系统的发展和进展。
二、教学内容1. 电力输电的概念和分类（1）电力输电的基本概念电力输电是指将发电厂发出的电力，通过各种输电线路和变电站，传输到用电地点供应电力使用。
电力输电是电力系统的重要组成部分。
（2）电力输电的分类电力输电按照输电距离, 可以分为近距离输电和远距离输电。
2. 直流远距离输电（1）直流输电的基本原理直流输电是指将发电厂发出的直流电通过输电线路进行传输的过程。
直流输电的电力传输距离最远可达3500公里。
直流输电的主要特点有：•传输损耗小；•动态响应性能好；•抗电磁干扰性能好；•对线路的控制性强。
（2）直流输电的主要设备直流输电的主要设备包括：•直流发电机；•直流输电线路；•调压变换器；•逆变器；•直流配电设备，等。
3. 远距离交流输电（1）输电距离的限制交流输电由于存在传输损失，导致输电距离受到了很大的限制。
在输电距离较短的情况下，交流输电的实用性是很高的。
当输电距离增加时，输电功率越大，输电损失也就越大。
（2）交流输电的主要技术为了解决远距离交流输电的问题，目前采用的主要技术包括：•提高输电电压；•采用交流补偿技术（如静态补偿装置、动态无功补偿、柔性交流输电等）。
4. 现代电力系统的发展和进展现代电力系统的发展和进展已经越来越多地涉及到技术和经济两个领域。
在技术领域中，现代电力系统的发展引入了很多新技术，如计算机控制技术、数字化技术、智能化技术、机器学习技术等。
而在经济领域中，现代电力系统的发展更注重多方面的经济效益，如提高能源利用效率、降低供电成本、推动可持续发展等。
三、教学重点和难点教学重点：1.直流远距离输电的基本原理、特点；2.远距离交流输电的主要技术。
教学难点：1.直流输电的主要设备；2.远距离交流输电的实现技术。
鲁科版高中物理选修3-2第4章远距离输电第3节电能的远距离传输学案
第3节电能的远距离传输
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原因．
2.理解降低输电损耗的两个途径及其各自的优缺点．
3.掌握远距离输电的典型电路，并能利用电路知识、变压器规律等解决问题．
[学生用书P53])
一、为什么要采用高压输电
1．电功率损失和电压损失
2．降低两种损失的途径——高压输电：输送电功率不变的前提下提高输电电压，会减小电流，从而减小导线上的电功率损失和电压损失．
1．高压输电是否电压越高越好？
提示：电压升高，会导致对空气放电，这就对导线的绝缘性能提出了更高的要求．另外高压送电对变压器也提出了更高的要求．因此输电电压也不是越高越好．在实际输电过程中输电电压要根据输送功率的大小、距离的远近、技术和经济各方面因素综合考虑．
二、高压输电
1．高压交流输电
(1)基本环节
(2)电路原理图(如图)
1。
高中物理第二章交变电流第7节远距离输电学案粤教版选修3-2(new)
第七节远距离输电学习目标知识脉络1。
知道从电厂到住宅的输电过程和输电线路．2．了解输电线上的功率损耗与何种因素有关及降低功率损耗的措施．知道高压输电的道理．（重点)3．了解高压交流和高压直流输电的优缺点．4．会利用变压器的规律和能量守恒的观点对简单的远距离输电进行定性分析和计算．（重点、难点）为什么要高压输电错误!1．基本要求既能安全、保质，又能减少电能损耗，降低输电系统成本．2．输电线路远距离输送电网基本结构：如图2.7。
1所示(输出功率为P,输出电压为U）．图2。
713．功率损耗输电导线损失的电功率：由P损＝I错误!R线可推得P损＝(错误!）2R线．4．两个关系功率关系：P入＝P线＋P用．电压关系：U2＝U线＋U3。
错误!1．输电线上的电压损失可用ΔU＝Ir计算,r为输电线的电阻．(√）2．输电电压越高越好．(×）3．家庭用电常用铜导线,是为了减小输电导线的电阻,从而减小电能损失．（√)错误!减小远距离输电过程中电功率损失的原因是什么？【提示】输电线路存在电阻．错误!假设两条输电线的总电阻为r,在如图2.7。
2所示的输电示意图中等效画为r，输送的功率为P，发电厂输出的电压为U1。
图27。
2探讨1:输电线上损失的电压为多少？怎样减小输电线上损失的电压呢？【提示】由P＝U1I得I＝错误!，所以ΔU＝Ir＝错误!.据ΔU＝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；②减小输电电流．探讨2：怎样计算输电线路损失的功率呢？如何减少输电线路的功率损失呢?【提示】输电线路损失的功率ΔP＝I2r,减小输电线的电阻或输电线中的电流可减少输电线路的功率损失．错误!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,可用以下三式计算：（1)ΔP＝I2R；（2)ΔP＝IΔU;(3）ΔP＝错误!.I为输电电流，R为输电线的电阻，ΔU为输电线上损失的电压．3．减小电压、功率损失的方法(1）减小输电线路的电阻由R＝ρ错误!可知，距离一定时,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．1．（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′和P用的关系式正确的是( ) 【导学号：97192092】A．P′＝错误!B．P′＝错误!C．P用＝P－错误!D．P用＝P错误!【解析】输电线电阻R＝ρ错误!,输电电流I＝错误!，故输电线上损失的电功率为P′＝I2R＝错误!2ρ错误!＝错误!，用户得到的功率为，P用＝P－P′＝P错误!。
鲁科版高中物理选修(3-2)-4.3《电能的远距离传输》参考教案
4.3 电能的远距离传输教学目标一、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；；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、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基本方法：理论分析、计算和实验．三、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重后果的现象的介绍，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，养成勤俭节约的好习惯．教学建议教材分析及相应的教法建议1、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．2、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．3、学生常常容易将导线上的电压损失面与输电电压混淆起来，甚至进而得出错误结论．可引导学生进行讨论，澄清认识．这里要注意，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，形快而实慢．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．教学重点、难点、疑点及解决办法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．3、疑点：；；的对应关系理解．4、解决办法通过自学、教师讲解例题分析、实验演示来逐步突破重点、难点、疑点．教学设计方案电能的输送教学目的：1、了解电能输送的过程．2、知道高压输电的道理．3、培养学生把物理规律应用于实际的能力和用公式分析实际问题的能力．教学重点：培养学生把物理规律应用于实际的能力和用公式分析实际问题的能力．教学难点：高压输电的道理．教学用具：电能输送过程的挂图一幅（带有透明胶），小黑板一块（写好题目）．教学过程：一、引入新课。
远距离输电-粤教版选修3-2教案
远距离输电-粤教版选修3-2教案一、学习目标1.了解远距离输电的概念和原理。
2.了解直流输电和交流输电的特点和应用场景。
3.掌握远距离输电的计算方法和保护装置的应用。
4.能够合理选择输电线路和变压器的参数。
二、学习重点1.远距离输电的原理和特点。
2.直流输电和交流输电的比较。
3.输电线路和变压器的参数选择。
4.远距离输电的计算方法和保护装置的应用。
三、学习内容3.1 远距离输电的概念和原理远距离输电是指将电能从发电厂经输电线路送到远处用户的过程。
远距离输电的原理是利用输电线路将电能从发电厂送到用户。
如果发电厂和用户之间的距离较远，需要采用高压输电线路，以减小电线损耗。
3.2 直流输电和交流输电的比较直流输电和交流输电都可以用来实现远距离输电，但它们各有特点。
直流输电的特点是线路损耗比较小，输电距离可以达到几千公里甚至上万公里，但是建设成本较高，需要大量的直流变压器等设备。
交流输电的特点是建设成本较低，设备复杂度低，但是输电距离较短，一般不超过几百公里。
3.3 输电线路和变压器的参数选择输电线路和变压器的参数选择是远距离输电的关键。
在选择输电线路和变压器的参数时，需要考虑以下因素：•线路长度和电阻。
•电源电压和负载电压。
•电缆截面积和材料。
•变压器的额定容量和变比。
3.4 远距离输电的计算方法和保护装置的应用远距离输电的计算方法包括电源和负载的电压和电流计算，线路电阻和电抗的计算等。
同时，在远距离输电中，还需要使用保护装置来保护输电线路和变压器，以确保输电的稳定性和安全性。
四、学习方法•理论学习：通过阅读教材、参考书籍等方式了解远距离输电的概念和原理，掌握直流输电和交流输电的特点。
•数学计算：掌握线路电压、电流、电阻和电抗的计算方法，同时了解变压器的参数选择方法。
•实例分析：通过参考一些典型的远距离输电实例，加深对远距离输电的了解和认识。
五、学习评价学生能够熟练掌握远距离输电的理论知识，能够进行电路计算和应用，了解保护装置和线路参数选择等相关知识。
高中物理3-2远距离输电教案
第二节变压器三维教学目标1、知识与技能〔1〕知道变压器的构造，了解变压器的工作原理；〔2〕理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题。
2、过程与方法:在探究变压比和匝数比的关系中培养学生运用物理理想化模型分析问题、解决问题的能力。
3、情感态度与价值观〔1〕使学生体会到能量守恒定律是普遍适用的；〔2〕培养学生实事求是的科学态度。
教学重点：探究变压比和匝数比的关系。
教学难点：探究变压比和匝数比的关系。
教学方法：实验探究法、阅读法、讲解法。
教学手段：学生电源、可拆变压器、交流电压表、交流电流表、灯泡。
教学过程：〔一〕引入新课在实际应用中，常常需要改变交流的电压。
大型发电机发出的交流，电压有几万伏，而远距离输电却需要高达几十万伏的电压。
各种用电设备所需的电电灯、电饭煲、洗衣机等家用电器需要220 V的电压，机床上的照明灯需要36 V的安全电压。
一般半导体收音机的电源电压不超过10 V，而电视机显像管却需要10000 V以上的高电压。
从以上表格可看到各类用电器额定工作电压往往不同，可我们国家民用统一供电均为220V，那这些元件是如何正常工作的呢？交流便于改变电压，以适应各种不同需要。
变压器就是改变交流电压的设备。
这节课我们学习变压器的有关知识。
〔二〕进行新课1、变压器的原理思考与讨论：按上图所示连接好电路，接通电源，观察灯泡是否发光。
问题1：两个线圈并没有直接接触，灯泡为什么亮了呢？这个实验说明了什么？答：当一个线圈中同交变电流时，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场在另一个线圈中激起感生电场，从而产生感生电动势，灯泡中有了感应电流，故灯泡发光。
实验说明，通过互感现象，电源的能量可以从一个线圈传输给另一个线圈。
变压器就是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈构成的。
一个线圈跟电源连接，叫原线圈〔初级线圈〕，另一个线圈跟负载连接，叫副线圈〔次级线圈〕。
两个线圈都是绝缘导线绕制成的。
铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。
高中物理全套讲义 选修3-2 第8讲 远距离输电(拔高版) 教师版讲义
远距离输电一、 远距离输电1.远距离输电1．远距离输电示意图2．输电导线上的功率损失任何导线都有电阻，电能向远方输送时，在输电导线上因发热而损失的电能22P I R =。
3．减少电能损失的方法 ⑴ 减少输电导线的电阻RlR Sρ=，我们做以下分析。
①减小输电导线的长度l由于输电距离一定，所以在实际中不可能用减小l 来减小R 。
②增大导线的横截面积S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。
③减小电阻率ρ目前已经采用电阻率较小的铜或铝作为导线材料。
⑵ 减小输电电流2I 由PI U=，我们做以下分析： 发电站的输出功率由用户的实际使用功率决定。
那么在功率一定的情况下，我们可以通过提高输电电压来减小电流。
输电电压提高到原来的n 倍，电流将变为原来的1n，输电导线上的功率损失将降为原来的21n 。
根据以上分析可知，采用高压输电是减少输电导线上电能损失最经济有效的方法。
典例精讲【例1.1】（2019春•渝中区校级月考）在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失．有一个电站，输送的电功率P ＝500kW ，当使用U ＝5kV 的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电能表一昼夜的示数相差为4800kW •h ． （1）求这时的输电效率η和输电线的总电阻r ．（2）若使输电效率提高到90%，又不改变输电线，那么应使用多高的电压输电？ （3）在第（2）问的情况下，若用户得到电压为220V ，则进入用户前的降压变压器的变压比为多大？【分析】（1）根据输电线上损失的电能求出损失的功率，结合输送电压、输送功率求出输送的电流，从而根据P 损＝I 2R 求出输电线的电阻．（2）根据损失的功率求出输送电流的大小，结合P ＝UI 求出输送的电压．（3）先根据欧姆定律求解电压损耗，得到降压变压器的输入电压，最后根据变压比公式求解出降压变压器的变压比．【解答】解：（1）输送功率P ＝500kW ，一昼夜输送的电能E ＝Pt ＝12000kW •h 终点得到的电能E'＝E ﹣△E ＝7200kW •h 效率η=E′E=60%由P ＝UI 得，输电线上的电流I ＝100A 输电线损耗功率P r =480024kW ＝200kW由P r ＝I 2r ， 得：r ＝20Ω．（2）若使输电效率提高到90%，即输电线上损耗的功率为：P r '＝P （1﹣90%）＝50kW 由P r '=I 12r 得：I 1＝50AP ＝U'I 1得输电电压应调节为：U'＝10kV ．（3）用户降压变压器的输入电压为：U 1＝U'﹣I 1r ＝10×103 V ﹣50×20V ＝9×103 V用户降压变压器的输出电压U2＝220V由U1U2=n1n2得：n1 n2=9×103220=45011．答：（1）这时的输电效率η为60%，输电线的总电阻r为20Ω；（2）若使输电效率提高到90%，又不改变输电线，那么应使用10KV高的电压输电；（3）在第（2）问的情况下，若用户得到电压为220V，则进入用户前的降压变压器的变压比为450：11．【例1.2】（2019春•静宁县校级期末）一居民小区有440户，以前每户平均消耗电功率为100W，使用的区间变压器匝数比为165：6，恰好能使额定电压为220V的用电器正常工作，现在因家用电器增加，每户平均消耗的电功率为250W，若变压器输入电压仍为6600V，区间输电线线路不变，为了使家用电器正常工作，需换用区间变压器，则此变压器的匝数比为多少？【分析】未换变压器时，先根据变压比公式求解输出电压，得到电压损失，根据欧姆定律求解输电线电阻；更换变压器后，先求解电压损失，得到输出电压，最后根据变压比公式求解更换后变压器的匝数比．【解答】解：未换变压器时输电电流：I=PU =440×100220=200A输出电压：U2=n2U1n1=6×6600165=240V则由△U＝U2﹣U＝IR，得到：R=240−220200=0.1Ω更换变压器后：I′=P′U =440×250220=500A线路损失电压：△U′＝I′R＝50V变压器输出电压：U2′＝U+U′＝220+50＝270V变压器的匝数比为：n1：n2＝U1：U2＝6600：270＝220：9答：此变压器的匝数比为220：9．【例1.3】（2019春•大丰区校级期中）远距离输电如图所示，发电机输出功率为100kW，输出电压是250V，用户需要的电压是220V，输电线电阻为10Ω．若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%．（1）求出输电路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比．（2）用户得到的电功率是多少？【分析】（1）由输电线损耗功率求出输电电流I2，再由发电机输出功率与输出电压求得升压变压器的原线圈的电流I1，由是I1，I2得升压变压器的匝数比；（2）用户得到的功率P户＝96%P【解答】解：（1）输电线损耗功率为：P线＝100×4% kW＝4 kW，又P线＝I22R线I2=√P线R=√400010A=20A输电线电流为：I2＝I3＝20 A原线圈中输入电流为：I1=PU1=100000250A=400A所以有：n1n2=I2I1=20400=120这样U2＝U1n2n1=250×20 V＝5000 VU3＝U2﹣U线＝5000﹣20×10 V＝4800 V所以有：n3n4=U3U4=4800220=24011（2）用户得到的电功率：P出＝100×96% kW＝96 kW答：（1）在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比各为1：20，240：11．（2）用户得到的电功率是96kw【例1.4】（2019春•福州期中）某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为50kW，输出电压为500V，输电导线的总电阻为60Ω，导线上损耗的电功率为6kW，该村的用电电压是220V。
人教课标版高中物理选修3-2：《电能的输送》教案-新版
电能的输送【核心素养】通过《电能的输送》的学习过程，培养学生主动探究、发现问题、解决问题；教育学生节约用电，养成勤俭节约的好习惯。
【教学目标】1.知道为什么要远距离输电、“便于远距离输送”是电能的优点之一，掌握高压输电的过程。
2.掌握降低输电损耗的两个途径。
3.了解电网供电的优点和意义。
【教学重点难点】1.输电线上电压损失与功率损失产生的原因及如何减少两种损耗。
2.高压输电电路图画法及电路图中三个回路的电压、电流、功率的关系。
【教学方法】讲授法、演示实验法、分组讨论法、PPT 展示。
【教学过程】一．复习第四节重要知识点（采用提问全班学生的形式来复习，同时在PPT 上展示复习的知识点）1.变压器的工作原理：利用电磁感应把原线圈的电能传输给副线圈，副线圈把电能传递给负载。
2.理想变压器的基本规律：电压关系： 电流关系： 功率关系： 3.变压器的结构示意图和电路中的画法。
2121n n U U =1221n n I I =21P P =二．为什么要远距离输电？通过PPT展示核心城市“北京”、“上海”、“广州”、“香港”四幅美丽的夜景图。
（一）师生互动环节教师：如此美丽的夜景，如果没有电，还能看到这些美景吗？学生回答：不能教师：电从哪里来？学生回答：发电厂教师：怎么样把电能送过来？学生回答：用两根导线连接发电厂和用户即可把电能输送过来教师：我们国家著名的发电厂有哪些？”（二）教师通过PPT讲授用PPT展示“秦山核电站”、“内蒙古准格尔热电厂”、“三峡水电站”、“达板城风力发电站”，用PPT把发电厂和核心城市的位置标在国家地图上，学生会发现两个位置相距甚远，故需要远距离输电。
三．输送电能有哪些基本要求？（采用边提问学生边解释、总结的方式来完成）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。
四．降低输电损耗的两个途径。
高中物理选修3-2教学设计1：5.5电能的输送教案
5电能的输送教学目标 知识与技能1、了解远距离输电的意义。
2、理解远距离输电中的输电损耗及解决方案。
．3、理解远距离输电的模型并能进行计算。
过程与方法培养学生的阅读和分析能力． 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，激发学生建设祖国的热情。
教学重难点重点：培养学生把物理规律应用于实际的能力和用公式分析实际问题的能力． 难点：高压输电的道理．教学用具：多媒体课件、小黑板一块． 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，三峡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，这么多的电能当然要输到用电的地方去，发电站发出的电能是怎样输送到远方的呢？今天，我们就来学习输送电能的有关知识． 教学探究一、让学生阅读课本，然后引导学生把导学案上“知识体系梳理”部分的空填上。
1.输送电能的基本要求是可靠、保质、经济2.设输电电流为I ，输电线电阻为r ,则输电线上的功率损失为2P I r损.输电线上损失的电压为U Ir 损＝.据此，可以有两个途径来减少输电损失。
一个途径是减小输电线上的电阻R ，另一个途径是减小输电电流.3.远距离输电时，提高输电电压，是减少电能损失的行之有效的办法4.采用电网供电的优点：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。
二、让学生分组讨论导学案上“基础学习交流”部分的三个主题内容，然后每组请一学生回答，教师点评总结。
基础学习交流主题1：输送电能的基本要求 问题:(1)输送电能的基本要求是什么？（2）远距离大功率输电面临的困难是什么？原因是什么？如何解决？课件展示结论：(1)可靠、保质、经济（2）由于输电线长，电阻大，当电流通过输电线时，产生热量Q ，损失一部分电能，同时输电线上有电压降，故又损失一部分电压.主题2：降低输电损耗的两个途径问题：（1）输电线上的功率损失和电压损失跟哪些因素有关？怎样计算？（2）降低输电损耗的两个途径是什么？（3）远距离输电时减少电能损失的最行之有效的办法是什么？课件展示结论：（1）2P I r损U Ir 损＝（2）降低输电损耗的两个途径：①减少导线电阻R 。
2024-2025学年高中物理第二章交变电流第07节远距离输电1教案粤教版选修3-2
根据功率公式 P = U × I，我们可以得到：
I1 = P / U1
I2 = P / U2
代入数据计算得到：
I1 = 1000×10^6 / 220×10^3
I1 ≈ 4545.45A
I2 = 1000×10^6 / 500×10^3
I2 = 2000A
例题4：补偿装置的应用
一条远距离输电线路的额定电压为U=500kV，电阻R=10Ω，电抗X=20Ω。若在输电线路中加入静止无功补偿器（SVC），使得线路的无功功率Q减少50%，求SVC提供的无功功率。
鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决问题。
错题订正：
针对学生在随堂练习中出现的错误，进行及时订正和讲解。
引导学生分析错误原因，避免类似错误再次发生。
（五）拓展延伸（预计用时：3分钟）
知识拓展：
介绍远距离输电领域的最新技术发展，拓宽学生的知识视野。
引导学生关注学科前沿动态，培养学生的创新意识和探索精神。
- 变压器的工作原理演示
- 远距离输电模拟实验
10. 远距离输电在现代电力系统中的应用
- 跨区域输电和电网互联
- 远距离输电技术的发展趋势
- 新能源并网对远距离输电的影响
教学评价与反馈
1. 课堂表现：
- 观察学生在课堂上的参与程度，包括提问、回答问题和互动交流的情况。
- 关注学生在知识讲解和互动探究环节的专注度和兴趣程度。
2024-2025学年高中物理 第二章 交变电流 第07节 远距离输电1教案 粤教版选修3-2
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2024-2025学年高中物理 第二章 交变电流 第07节 远距离输电1教案 粤教版选修3-2
高中物理新课标版人教版选修3-2优秀教案电能的输送}
教学设计(二)整体设计教材分析这节教材是学生综合运用前面所学知识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．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。
这样可达到事半功倍的效果。
要注意，切不可单纯由教师讲解，而代替了学生的思考。
3．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止一个，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。
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。
河北省石家庄市复兴中学人教版高中物理选修3-2学案：远距离输电
交变电流远距离输电（第三课时） (2)【学习目标】1．认识互感器的构造及工作原理2．知道远距离输电减小能耗的方法，娴熟掌握利用相关规律解决远距离输电的相关问题【要点难点】要点：远距离输电减小能量损失的剖析依照和方法及解决相关问题的规律应用难点：远距离输电过程的剖析【导学流程】认识感知一．互感器(1) 电压互感器：用来把(2) 电流互感器：用来把电压变为电流变为电压．电流．针对训练钳形电流表的外形和构造如图10－ 2－ 2 所示．图甲中电流表的读数为1.2 A．图乙顶用同一电缆线绕了3匝，则 ( )A．这类电流表能测直流电流，图乙的读数为 2.4 AB．这类电流表能测沟通电流，图乙的读数为0.4 AC．这类电流表能测沟通电流，图乙的读数为 3.6 AD．这类电流表既能测直流电流，又能测沟通电流，图乙的读数为 3.6 A二、电能的输送1．依据P损＝I2R线，减少输电电能损失有两种方法．l(1)减小输电线的电阻：由 R＝ρS可知，要减小输电线的电阻 R 线，在输电距离不变状况下，可采纳减小资料的、增大导线的等方法．(2) 减小输电导线中的电流：在输电功率必定的状况下，依据P＝，要减小电流，应提升输电电压．2．远距离输电的功率损失输送功率一准时， 线路电流I ＝，输电线上损失功率P 损＝ I 2R 线＝R 线，可知1 P 损 ∝U 2.(1) 功率关系： P 1＝P 2， P 3＝ P 4， P 2＝P 损 ＋P 3.U 1 n 1 I 2 U 3 n 3 I 4(2) 电压、电流关系： U 2＝ n 2＝ I 1， U 4＝ n 4＝ I 32＝ ＋ 3 ， 2＝ I 3＝ I 线．UU UI2323(3) 输电电流： I 线 ＝P＝ P＝U －U .U 2 U 3R 线(4) 输电线上消耗的功率P 损＝I 线U ＝ I 2P 22输电电压增线 R 线＝() R 线． 当输送的电功率一准时，U2大到本来的 n 倍，输电线上消耗的功率就减少到本来的 1n 2.深入学习例 1．中国已投产运转的 1000 kV 特高压输电是当前生界上电压最高的输电工程． 假定甲、乙两地本来用 500 kV 的超高压输电，输电线上消耗的电功率为 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，若不考虑其余要素的影响，则输电线上 消耗的电功率将变为()PP． 2P．4PA. 4B. 2CD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，则以下说法正确的选项是()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 P ＝ U 2/ r ， U 为输电电压， r 为输电线的电阻概括总结：例 3．在如下图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．跟着发电厂输出功率的增大，以下说法中正确的有( )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．输电线上消耗的功率增大D．输电线上消耗的功率占总功率的比率增大迁徙应用例 4某小型发电站的发电机输出沟通电压为500 V ，输出电功率为50 kW，假如用电阻为 3 Ω的输电线向远处用户送电，这时用户获取的电压和电功率是多少？若是，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，抵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？【展现设计·学习沟通】1．口头展现：远距离输电的能量损失剖析和减小能耗的方法2．板书展现：纲要中例2、例 3 的剖析方法3．学生在学习过程中生成的其余问题【合作研究·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，其余部分电阻不计，导线框一长边与x 轴重合，左侧的坐标x ＝ 0，线框内有R一垂直于线框平面的磁场，磁场的感觉强度知足关系＝ B sin( π x ) ．一圆滑导体棒 AB 与短2L边平行且与长边接触优秀，电阻也是，开始时导体棒处于x ＝0 处，从 t ＝ 0 时辰起，导体棒R在沿 方向的力F 作用下做速度为v 的匀速运动．求：ABx(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．。
物理粤教版高二年级选修3-2第二章第7节远距离输电教材设计3
【教材分析】1.教材的地位和作用电能的输送一节在交变电流部分中并不是最重要的章节。
但这节课是理论部分与实际部分相结合的一部分。
可让学生对交流电的特点、变压器的应用等有更清晰的认识。
也有利于物理知识从课堂走向生活。
所以与旧教材相比，新教在这一节的要求上有所加强，增添了电压损失这部分内容，是学生对输电问题有更全面、更深入的认识。
2.教学目标（1）知识与技能目标①知道输电过程及基本要求②知道什么是输电线上的功率损失和电压损失及减少损失的方法③理解高压输电的原理④提高理论分析和综合应用的能力（2）情感与价值渗透①养成学生认真、全面分析问题的习惯②培养学生的环保、节能意识3.教学重难点重点：知道影响输电损失的因素，理解为什么远距离输电要用高压难点：理解高压输电的原理4.对教材的一些处理本节课以讨论为主，为了突出重点，在本节课的教学中，我有意识地删减了感抗和容抗对电压损失的影响，我国的几种输电模式两个问题，由学生课外阅读完成。
【教法与学法】本节是本章最后一节课。
在前面学生已经对交流电的产生规律及变压器知识有了一定的认识。
所以本节课主要以学生为主体，采用学生讨论、得出结论、教师总结，再以实验模拟的教学方法。
【教学过程的设计】1.问题的引入:出示一道题目让学生思考，根据计算结果直接引入这节课的主要问题----能量损失。
增强学生发现问题的能力，激发学生解决问题的欲望。
2.过程部分：先让学生提出对家庭用电的要求，从生活实际出发。
再总结电能输送的要求，让学生印象更深刻。
接下来分别从经济、保质方面具体分析。
在分析电路的功率损失和电压损失时，主要采用讨论式教学法。
充分考虑学生的主体地位，把主动权交给学生，让学生自己讨论，自己分析，自己得出结论。
教师只起到引导、启发作用。
在讨论分析后，教师简单总结：无论从功率损失方面考虑，还是从电压损失方面考虑，都需要用高压输电。
在理解高压输电原理的基础上，让学生自己动手画出远距离输电的电路示意图，培养学生独立思考的能力，再用实验模拟高压输电的过程，让学生真切体会到高压输电的惊人效果。
《远距离输电》 教学设计
《远距离输电》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标（1）理解远距离输电过程中电能损失的主要原因。
（2）知道减少电能损失的两种途径，掌握高压输电的原理。
（3）能够运用相关公式计算远距离输电过程中的电压、电流和功率等物理量。
2、过程与方法目标（1）通过对远距离输电模型的分析，培养学生的逻辑推理能力和物理建模能力。
（2）通过小组讨论和交流，提高学生合作学习和解决问题的能力。
3、情感态度与价值观目标（1）让学生了解远距离输电在实际生活中的重要性，激发学生学习物理的兴趣。
（2）培养学生节约能源和保护环境的意识。
二、教学重难点1、教学重点（1）理解高压输电的原理。
（2）掌握远距离输电过程中电压、电流和功率的关系。
2、教学难点（1）对输电线上电压损失和功率损失的理解。
（2）运用相关公式进行远距离输电的计算。
三、教学方法讲授法、讨论法、实验演示法、多媒体辅助教学法四、教学过程1、课程导入（5 分钟）通过展示生活中远距离输电的实例，如大型水电站向城市输电、跨区域的电网等，引导学生思考远距离输电过程中可能存在的问题，如电能的损耗、电压的变化等，从而引出本节课的主题——远距离输电。
2、知识讲解（20 分钟）（1）电能损失的原因结合电路图，讲解输电线上电能损失的主要原因是电流通过电阻发热，即 Q ＝ I²Rt。
引导学生思考如何减少电能损失。
（2）减少电能损失的途径①减小输电电流根据 P ＝ UI，在输送功率一定的情况下，提高输电电压可以减小输电电流，从而减少电能损失。
②减小输电线电阻通过介绍输电线的材料选择（一般采用电阻率小的金属材料，如铜、铝等）和增大输电线的横截面积来减小电阻，但实际操作中受到成本和技术等因素的限制。
（3）高压输电的原理详细讲解高压输电的过程，从发电站输出的电压经过升压变压器升高电压，在输电线上以较小的电流传输电能，到达用户端后再通过降压变压器将电压降低到适合用户使用的电压。
3、小组讨论（10 分钟）组织学生分组讨论以下问题：（1）为什么在实际输电中要采用多级升压和降压？（2）如果要提高输电电压，对变压器和输电线路有哪些技术要求？每个小组推选一名代表进行发言，教师进行总结和点评。
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第二节变压器三维教学目标1、知识与技能（1）知道变压器的构造，了解变压器的工作原理；（2）理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题。
2、过程与方法:在探究变压比和匝数比的关系中培养学生运用物理理想化模型分析问题、解决问题的能力。
3、情感态度与价值观（1）使学生体会到能量守恒定律是普遍适用的；（2）培养学生实事的科学态度。
教学重点：探究变压比和匝数比的关系。
教学难点：探究变压比和匝数比的关系。
教学方法：实验探究法、阅读法、讲解法。
教学手段：学生电源、可拆变压器、交流电压表、交流电流表、灯泡。
教学过程：（一）引入新课在实际应用中，常常需要改变交流的电压。
大型发电机发出的交流，电压有几万伏，而远距离输电却需要高达几十万伏的电压。
各种用电设备所需的电电灯、电饭煲、洗衣机等家用电器需要220 V的电压，机床上的照明灯需要36 V的安全电压。
一般半导体收音机的电源电压不超过10 V，而电视机显像管却需要10000 V以上的高电压。
从以上表格可看到各类用电器额定工作电压往往不同，可我们国家民用统一供电均为220V，那这些元件是如何正常工作的呢？交流便于改变电压，以适应各种不同需要。
变压器就是改变交流电压的设备。
这节课我们学习变压器的有关知识。
（二）进行新课1、变压器的原理思考与讨论：按上图所示连接好电路，接通电源，观察灯泡是否发光。
问题1：两个线圈并没有直接接触，灯泡为什么亮了呢？这个实验说明了什么？答：当一个线圈中同交变电流时，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场在另一个线圈中激起感生电场，从而产生感生电动势，灯泡中有了感应电流，故灯泡发光。
实验说明，通过互感现象，电源的能量可以从一个线圈传输给另一个线圈。
变压器就是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈构成的。
一个线圈跟电源连接，叫原线圈（初级线圈），另一个线圈跟负载连接，叫副线圈（次级线圈）。
两个线圈都是绝缘导线绕制成的。
铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。
变压器的结构示意图和符号，如下图所示：互感现象时变压器工作的基础。
在原线圈上加交变电压U 1，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量。
这个交变磁通量既穿过原线圈，也穿过副线圈，在原、副线圈中都要引起感应电动势。
如副线圈是闭合的，在副线圈中就产生交变电流，它也在铁芯中产生交变的磁通量，在原、副线圈中同样引起感应电动势。
副线圈两端的电压就是这样产生的。
所以，两个线圈并没有直接接触，通过互感现象，副线圈也能够输出电流。
问题2：变压器线圈两端的电压与匝数有何关系呢？下面我们通过实验来探究。
目的：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系器材：可拆变压器，学生电源，多用电表，导线若干实验步骤：（1）按图示电路连接电路（2）原线圈接低压交流电源6V ，保持原线圈匝数n 1不变，分别取副线圈匝数n 2=21n 1，n 1，2 n 1，用多用电表交流电压档分别测出副线圈两端的电压，记入表格。
（3）原线圈接低压交流电源6V ，保持副线圈匝数n 2不变，分别取原线圈匝数n 1=21n 2，n 2，2 n 2，用多用电表交流电压档分别测出副线圈两端的电压，记入表格。
U ＝6V实验次数 1 2 3 4 5 6 原线圈匝数n 1n 1 n 1 n 1 n 2 n 2 n 2 副线圈匝数n 2 21n 1 n 1 2 n 1 21n 2 n 2 2 n 2副线圈输出电压U 2结论 注意事项：（1）连接好电路后，同组同学分别独立检查，然后由老师确认，电路连接无误才能接通电源。
（2）注意人身安全。
只能用低压交流电源，电源电压不能超过12V（3）使用多用电表交流电压档测电压时，先用最大量程测试，然后再用适当的挡位进行测量。
答：电压与匝数的关系 2121n n U U= 电流通过变压器线圈是会发热，铁芯在交变磁场的作用下也会发热。
所以，变压器工作时存在能量损失。
没有能量损失的变压器叫做理想变压器。
2121n n U U=，只适用于理想变压器。
实际上变压器的工作效率都很高，在一般的计算中，可以把实际变压器视为理想变压器。
问题3：理想变压器原线圈的输入功率与副线圈的输出功率有什么关系？答：因为理想变压器没有能量损失，所以P 出=P 入问题4：若理想变压器只有一个副线圈，则原副线圈中的电流I 1与I 2有什么关系？ 据P 出=U 2I 2，P 入=U 1I 1及P 出=P 入得：U 2I 2=U 1I 1 则：121221n n U U I I == 上式是理想变压器只有一个副线圈时，原副线圈中的电流比公式。
如果副线圈的电压高于原线圈的电压，这样的变压器叫升压变压器；如果副线圈的电压低于原线圈的电压，这样的变压器叫降压变压器。
升压变压器 n 2＞n 1，降压变压器 n 2＜n 1。
升压变压器，I 2<I 1，降压变压器，I 2>I 1。
问题5：在绕制升压变压器原副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线粗一些好，还是细一些好？降压变压器呢？答：因为升压变压器，I 2<I 1，所以副线圈导线可以比原线圈导线细一些。
降压变压器，I 2>I 1，所以副线圈导线要比原线圈导线粗一些。
三、几种常用的变压器1．自耦变压器（1）自耦变压器的示意图如图17－4－2所示．图17－4－2（2）特点：铁芯上只绕有一个线圈．（3）用途：可升高电压，也可降低电压．如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压（图17－4－2甲）；如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压（图17－4－2乙）．2．调压变压器（1）构造：线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上，如图17－4－3所示．图17－4－3（2）变压方法：AB 之间加上输入电压U 1，移动滑动触头P 的位置就可以调节输出电压U 2．3．互感器（1）用途：把高电压变成低电压，或把大电流变成小电流．（2）分类：①电压互感器如图17－4－4所示，用来把高电压变成低电压．它的原线圈并联在高压电路中，副线圈上接入交流电压表．根据电压表测得的电压U 2和铭牌上注明的变压比（U 1/U 2），可以算出高压电路中的电压．为了工作安全，电压互感器的铁壳和副线圈应该接地．图17－4－4 图17－4－5②电流互感器如图17－4－5所示，用来把大电流变成小电流．它的原线圈串联在被测电路中，副线圈上接入交流电流表．根据电流表测得的电流I 2和铭牌上注明的变流比（I 1/I 2）可以算出被测电路中的电流．如果被测电路是高压电路，为了工作安全，同样要把电流互感器的外壳和副线圈接地．问题全解问题1：变压比、变流比公式的适用围．理想变压器各线圈两端电压与匝数成正比的关系式2121n n U U =，不仅适用于原、副线圈只有一个的情况．而且适用于有多个副线圈的情况．这是因为理想变压器的磁通量是全部集中在铁芯的，因此穿过每组线圈的磁通量的变化率是相同的，因而每组线圈中产生的电动势和匝数成正比．在线圈阻不计的情况下，线圈两端的电压就等于线圈中产生的电动势，故每组线圈两端电压都与匝数成正比．可见公式2121n n U U =是普遍适用的关系式，既适用于原、副线圈间电压的计算．也适用于任意的两个副线圈间电压的计算，但理想变压器原、副线圈中电流与匝数成反比的关系式1221n n I I =只适用于原、副线圈各有一个的情况，一旦有两个或多个副线圈时，该关系式便不适用．这种情况下，可应用理想变压器输入功率和输出功率相等的关系列出关系式U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋U n I n来确定电流间的关系．问题2：变压器能否改变直流电压？变压器是利用电磁感应原理来改变电压的装置．要产生感应电动势，必有磁通量发生变化．当原线圈加上交流电时，原线圈产生的交变的磁通量通过副线圈时就产生感应电动势；若原线圈以恒定电流，则在铁芯中产生恒定的磁通量，副线圈中虽有磁通量通过，但磁通量不变化，因此副线圈中不能产生感应电动势，当然就不能变压了．但是，若在原线圈以方向不变而大小变化的脉冲电流，同样也可以达到变压的目的．汽车、摩托车就是设一个特殊开关，产生脉冲电流送入变压器中，获得高电压来提供汽油机的点火电压的．问题3：变压器与滑动变阻器变压的不同．变压器的工作原理是电磁感应，一般应接交流，能使交流电压升高或降低．滑动变阻器工作原理是串联电阻分压，可接交流或直流，但只能使电压降低．问题4：原、副线圈用粗细不同导线绕制的原因．变压器由两个线圈组成：一个为原线圈，另一个为副线圈．这两个线圈的电压不同．作为高压线圈的匝数多、通过的电流小，根据焦耳定律和节材原则，应用较细的导线绕制；作为低压线圈的匝数少、通过的电流大，根据焦耳定律和节能原则，应当用较粗的导线绕制．因此，我们打开变压器时看到两个线圈粗细不同，用粗导线绕制的线圈为低压线圈，用细导线绕制的线圈为高压线圈．问题5：变压器能否改变交流电的频率？对变压器，当加在原线圈上的交变电压发生一个周期变化时，原线圈中的交变电流就发生一个周期变化，铁芯中产生的交变磁通量也发生一个周期变化，副线圈中产生的交变电动势（电压）也发生一个周期变化，因此，变压器只能改变交流电的电压及电流，不能改变交流电的频率．问题6：变压器是否一定能改变交流电的电压？变压器要工作，必须穿过副线圈的磁通量发生变化．如果穿过副线圈的磁通量不变，则变压器不能工作（变压）．如图17－4－6所示，原线圈导线采用“双线绕法”．（1）若b、d相接，a、c作为电压输入端，两线圈中形成的磁通量任何时刻方向相反，若彼此作用互相抵消，穿过的磁通量为零，没有电磁感应现象，此时，“交流不变压”．（2）b、c相接，a、b作为输入端，两线圈中形成的磁通量方向相同，作用相互加强，此时两线圈的效果相当于一个匝数为两线圈匝数之和的单个线圈，能变压．（3）若a、c相接，b、d相接后分别接上交流电源，相当于两匝数相等（仅讨论此情况）的线圈并联，电压跟匝数的关系与单个线圈相同（对副线圈同理可讨论）．图17－4－6综上分析：变压器不一定都能改变交流电的电压．例题 1.输送10kw的电功率，采用400V的电压输电，线路的电阻为10欧姆，求：线路损失的电压和功率，用户得到的电压和功率是多少？例题2、输送10kw,400v的交流电，采用10KV的高压输电，线路的电阻为10欧姆，求：（1）升压变压器的匝数比。
（2）如果降压变压器的匝数比为45:1那么，线路损失的电压和功率，用户得到的电压和功率为多少？例题3、有一台阻止为1欧姆的发电机，供给给一学校照明用电，如图所示。
生压变压器原。
副线圈匝数比为为4:1，输电线的总电阻为4欧姆。
全校共有22个班，每班有“220V，40W”灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则：（1）发电机的电动势为多大？（2）发电机的输出功率为多大？（3）输电效率为多少？2、实例探究理想变压器基本规律例1、一个正常工作的理想变压器的原副线圈中，下列的哪个物理量不一定相等（）A.交流的频率 B.电流的有效值C.电功率D.磁通量变化率理想变压器的综合应用例2、如图所示为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流，则（）A.保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，I1将增大B.保持U1及P的位置不变，K由b合到a时，R消耗功率减小C.保持U1不变，K合在a处，使P上滑，I1将增大D.保持P的位置不变，K合在a处，若U1增大，I1将增大例3、如图所示，接于理想变压器的四个灯泡规格相同，且全部正常发光，求三个线圈的匝数比n1∶n2∶n3。