2019-2020年高中物理《2.7 电能的输送》学案 教科版选修3-2

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1、2019-2020年高中物理《2.7电能的输送》学案教科版选修3-2[学习目标定位]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．1．电阻定律：在温度不变时，同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成，与它的横截面积S成，导体电阻与构成它的材料有关，即R＝ρ.2．电功率P＝，热功率P＝.3．理想变压器原、副线圈的三个关系：P原＝，＝，＝.一、电能输送中的电压损失和电能损耗1．如图1所示，U损＝，P损＝.图12．无论是为减小电压损失还是减小能

2、量损耗，都要求使用送电．二、远距离输电系统远距离输电的基本原理：在发电站内用变压器，然后进行远距离输电，在用电区域通过变压器降到所需的电压．三、直流输电当交流输电功率很大时，、引起的电压及损失很大，所以现在有些大功率输电线路已经开始采用直流输电．现代的直流输电，只是在这个环节中使用直流．一、电能输送中的电压损失和电能损耗[问题设计]如图2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2(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

3、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＝I2R.(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＝，ΔP＝.3．减小电压、功率损失的方法(1)减小输电线的电阻由R＝ρ可知，距离l一定时，使用电阻率小的材料，导体横截面积可减小电阻．(2)减小输电电流I由P＝UI可知，

4、当输送功率一定时，升高电压可以减小电流．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3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3(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．解决远距离输电问题时，应首先画出输电的电路图，参考图3，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置．2．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

5、线圈是下一个回路的电源．3．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＋ΔP＝IRP用户＝U3I3＝U4I4.(2)电路知识：U2＝＋U3ΔU＝I2R(3)变压器知识：＝＝＝＝.其中ΔP＝I2R，ΔU＝I2R往往是解题的切入点．一、输电线上功率损失的计算例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？它占输出功率的比例是多少？(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

6、为多少？它占输出功率的比例是多少？二、远距离输电问题例2　发电机的输出电压为220V，输出功率为44kW，输电导线的电阻为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1000kV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500kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P.在保持输

7、送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV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.B.C．2PD．4P2．(输电线上功率损失的计算)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′＝B．P′＝C．P用＝P－D．P用＝P(1－)3．(远距离输电问题)在如图4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

8、厂输出功率的增大，下列说法中正确的有(　　)图4A．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．