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2019-2020年高二物理教案電能的輸送 人教版 教學(xué)目標(biāo)： 1．理解遠(yuǎn)距離輸送交流電要用高電壓．能對(duì)簡(jiǎn)單的輸電電路進(jìn)行有關(guān)計(jì)算． 2．培養(yǎng)和提高學(xué)生分析、綜合和應(yīng)用的能力． 教學(xué)重點(diǎn)： 培養(yǎng)學(xué)生把物理規(guī)律應(yīng)用于實(shí)際的能力和用公式分析實(shí)際問(wèn)題的能力。 教學(xué)難點(diǎn)：高壓輸電的道理。 教學(xué)過(guò)程 一、引入新課 人們常把各種形式的能（如水流能，燃料的化學(xué)能，原子能）先轉(zhuǎn)化為電能再進(jìn)行傳輸，這是因?yàn)殡娔芸梢酝ㄟ^(guò)電網(wǎng)來(lái)傳輸，有人說(shuō)電網(wǎng)就是用導(dǎo)線把電廠與用戶連起來(lái)，看演示實(shí)驗(yàn)：展示圖2所示的輸電線路（較長(zhǎng)的電阻絲，能給學(xué)生造成輸電線路長(zhǎng)的印象）．把一個(gè)電珠接在AB上，燈相當(dāng)亮；若輸電距離很長(zhǎng)，把這個(gè)小電珠接到CD上，燈光暗淡． 分析原因：輸電線越長(zhǎng)，電阻越大，電流通過(guò)輸電線損失的能量越 的能量損失呢？（板書：輸電線：長(zhǎng)、R大，能量損失多） 二、新授課： 每個(gè)同學(xué)先提出自己的一些想法，帶著這些想法閱讀課本第110頁(yè)第三段至第111頁(yè)第二段，并公布閱讀思考題（事先寫在小黑板上）： 1．根據(jù)理論分析，有哪些辦法可以減少輸電線上能量的損失？其中哪種方法是最有效的？ 2．歸納減少輸電線上能量損失的思路，體會(huì)哪種方法最好． 全班討論： 1、減小t可以嗎？ 1、E損=Q=I2Rt 2、減小R可以嗎？ 3、減小I可以嗎？如何減??？ 其中減少I方法最有效：有可行性，因?yàn)镼∝I2，電流對(duì)能量損失的影響最大． 設(shè)計(jì)電路：老師在黑板上畫圖3電路，指出要給6V燈泡供電．讓學(xué)生來(lái)評(píng)價(jià)． 學(xué)生評(píng)價(jià)：圖3是錯(cuò)誤的，輸電后必須降壓，使電壓符 合用電器要求．由學(xué)生修改圖3，畫出圖4所示電路． 設(shè)圖4中輸電線的總電阻為R，每條輸電線兩端的電壓為 ： 要求寫出 三、課堂小結(jié)： 輸電過(guò)程、高壓輸電的道理。 講練互動(dòng) 例1 輸送10KW的電功率，采用400V的電壓輸電，線路總電阻為10Ω（1）輸電線中的電流是多少？線路損失的電壓是多少？用戶得到電壓是多少/（2）輸電線中損失電功率是多少？用戶得到功率是多少？ 例2將電廠發(fā)出的400V的電壓通過(guò)升壓變壓器，采用10KV的電壓輸送10KW的電功率交流電，線路總共電阻為10 （1）升壓變壓器的原副線圈的匝數(shù)比是多少？（2）輸電導(dǎo)線中電流是多少？線路損失的電壓是多少？若降壓變壓器的匝數(shù)比為45：1，用戶得到的電壓是多少？（3）輸電線中損失電功率是多少？用戶得到功率是多少？ 題10圖 I1 升壓器 發(fā)電廠 用戶 降壓器 n1 n2 n3 n4 U1 U4 U2 U3 I2 I3 I4 練習(xí)1：某發(fā)電廠原來(lái)用11KV的交流電壓輸電，后改用升壓變壓器將電壓升高到220KV輸電，輸送的電功率不變，若輸電線的電阻為R，則下列說(shuō)法正確的是（ ） A、 根據(jù)公式I=P/U，提高電壓后輸電線上的電流降為原來(lái)的1/20。 B、 根據(jù)公式I=U/R，提高電壓后輸電線上的電流增為原來(lái)的20倍。 C、 根據(jù)公式P=I2R，提高電壓后輸電線上的功率損失減為原來(lái)的1/400。 D、根據(jù)公式P=U2/R，提高電壓后輸電線上的功率損失增為原來(lái)的400。 練習(xí)2：學(xué)校有一臺(tái)應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻為r=1Ω，升壓變壓器匝數(shù)比為1∶4，降壓變壓器的匝數(shù)比為4∶1，輸電線的總電阻為R=4Ω，全校22個(gè)教室，每個(gè)教室用“220V，40W”的燈6盞，要求所有燈都正常發(fā)光，則：⑴發(fā)電機(jī)的輸出功率多大？⑵發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)多大？⑶輸電線上損耗的電功率多大？(4)若使用燈數(shù)減半并正常發(fā)光，發(fā)電機(jī)輸出功率是否減半？ 課堂鞏固 1、輸電線的電阻共計(jì)r，輸送的電功率是P，用電壓U送電，則用戶能得到的電功率是（ ） A、 B、 C、 D、 2、發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U1，發(fā)電廠至學(xué)校的輸電線電阻為R，通過(guò)導(dǎo)線的電流為I，學(xué)校輸入電壓為U2，下列4個(gè)計(jì)算輸電線損耗的式子中，不正確的是-----------（ ） A、 B、 C、 D、 3、在遠(yuǎn)距離交流輸電中，輸電線路上既有功率損失，又有電壓損失，它們兩者產(chǎn)生的原因-（ ） A、都是由輸電線的電阻產(chǎn)生的 B、都是由輸電線的電阻和電抗（感抗和容抗）兩者產(chǎn)生的 C、功率損失只由輸電線的電阻產(chǎn)生，電壓損失由電阻和電抗兩者產(chǎn)生 D、電壓損失只由輸電線的電阻產(chǎn)生，功率損失由電阻和電抗兩者產(chǎn)生 4、遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖如圖所示，若發(fā)電機(jī)的輸出電壓不變，則下列敘述中正確的是（ ） A、升壓變壓器的原線圈中的電流與用戶電設(shè)備消耗的功率無(wú)關(guān) B、輸電線中的電流只由升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比決定 C、當(dāng)用戶用電器的總電阻減少時(shí)，輸電線上損失的功率增大 D、升壓變壓器的輸出電壓等于降壓器輸入電壓 題4圖 發(fā)電機(jī) 升壓變壓器 輸電線 用戶 降壓變壓器 5、某發(fā)電廠原來(lái)用11kV的交流電壓輸電，后來(lái)改用升壓變壓器將電壓升高到220kV輸電，輸送的電功率都是P，若輸電線路的電阻為R，則下列說(shuō)法中正確的是--------（ ） A、據(jù)公式，提高電壓后輸電線上的電流降為原來(lái)的1/20 B、據(jù)公式，提高電壓后輸電線上的電流增為原來(lái)的20倍 C、據(jù)公式，提高電壓后輸電線上的功率損耗減為原來(lái)的1/400 D、據(jù)公式，提高電壓后輸電線上的功率損耗將增大為原來(lái)的400倍 6、 一小水電站，輸出的電功率為20kW，輸電線總電阻為，如果先用400V電壓輸送，后又改用xxV電壓輸送，則輸送電壓提高后，輸電導(dǎo)線上損失的電功率的變化情況是--（ ） A、減小50W B、減少1200W C、減少W D、增大W 7、“西電東送”是我國(guó)一項(xiàng)重大的能源發(fā)展戰(zhàn)略，也是我國(guó)西部大開(kāi)發(fā)的四大工程之一，將西部地區(qū)的電能輸送到東部地區(qū)，需要遠(yuǎn)距離輸電，為了減少輸電中的損失，有兩種可行辦法：一種是減少輸電線的 ，另一種方法是減少輸送電路的 ；為了保證輸出的電功率不變，就必須提高輸電的 ，在550kV超高壓輸電方案和110kV高壓輸電方案中，應(yīng)使用 輸電方案，在這兩種輸電方案中電能損失之比是 . 8、遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，原來(lái)的輸出電壓為U0，輸電線上功率損失為P0，要使輸電線上的功率損失降為原來(lái)的1%，則輸出電壓為 U0，此時(shí)輸電線上的電壓損失變?yōu)樵瓉?lái)的 倍。 9、有一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為100，原線圈上所加電壓為23kV，副線圈通過(guò)總電阻為2Ω的供電導(dǎo)線向用戶供電，用戶用電器得到電壓是220V，求供電導(dǎo)線上損耗的功率？ 10、如圖所示，某小型水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率為10kW，輸出電壓為400V，向距離較遠(yuǎn)的用戶供電，為了減少電能損失，使用2kV高壓輸電，最后用戶得到220V，9.5kW的電力，求： （1）水電站升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1/n2； （2）輸電線路導(dǎo)線電阻R； （3）用戶降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比n3/n4. 題10圖 I1 升壓器 發(fā)電機(jī) 用戶 降壓器 n1 n2 n3 n4 U1 U4 U2 U3 I2 I3 I4 11、某電廠要將電能輸送到較遠(yuǎn)的用戶，輸送的總功率為9.8104W，電廠輸出電壓僅350V，為減少輸送功率損失，先用一升壓變壓器將電壓升高再輸送，在輸送途中，輸電線路的總電阻為4Ω，允許損失的功率為輸送功率的5%，求用戶所需電壓為220V，升壓、降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比各是多少？ 　　 (17—5) 電能的輸送 1、B 2、A 3、B 4、C 5、AC 6、B 7、電阻 電流 電壓 超高壓 1:25 8、10 0.1 9、50W 10、1:5 20Ω 1900:220 11、 教后感：