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111 選修3-2第五章第5節(jié)《電能的輸送》 課前預(yù)習(xí)學(xué)案 一、預(yù)習(xí)目標(biāo) 預(yù)習(xí)發(fā)電站發(fā)出的電能是怎樣輸送到遠方的，初步認識高壓輸電的原理及各參數(shù)的關(guān)系。 二、預(yù)習(xí)內(nèi)容 1、電功率損失和電壓損失 ⑴功率損失：遠距離輸送電能，由于輸電線上的電流熱效應(yīng)，電能轉(zhuǎn)化為熱能。出現(xiàn)功率損失?！鱌= 。 ⑵、電壓損失：遠距離輸送電能，線路中電阻R上消耗部分電壓?！鱑= 。 2、減少功率損失和電壓損失的方法： ⑴、 ⑵、 n1 n2 U2 U3 n3 n4 R U4 R I1 I2 3、高壓輸電網(wǎng)絡(luò)及各物理量間關(guān)系： U1 ~ ⑴、遠距離輸電線路圖： ⑵、常用分析公式： ①、輸電電流：I2= ②、輸電導(dǎo)線損失的電功率： 降壓變壓器 升壓變壓器 P損= ③、輸電導(dǎo)線損失的電壓： U損= 三、提出疑惑 同學(xué)們，通過你們的自主學(xué)習(xí)，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中 疑惑點 疑惑內(nèi)容 課內(nèi)探究學(xué)案 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) （1）知道“便于遠距離輸送”是電能的優(yōu)點之一．知道輸電的過程．了解遠距離輸電的原理． （2）理解各個物理量的概念及相互關(guān)系． （3）充分理解 ； ； 中的物理量的對應(yīng)關(guān)系． （4） 知道什么是輸電導(dǎo)線上的功率和電壓損失和如何減少功率和電壓損失. （5）理解為什么遠距離輸電要用高壓. 二、學(xué)習(xí)過程 1、輸送電能的過程 請同學(xué)們思考：1。發(fā)電站發(fā)出的電能是怎樣輸送到遠方的呢？（學(xué)生自由回答） 2.降低輸電損耗的途徑有哪些？哪些是可行的？ 3. 遠距離輸電為什么要用高電壓？“思路是：輸電→導(dǎo)線（電阻）→發(fā)熱→損失電能→減小損失” 2.請根據(jù)下圖寫出輸電系統(tǒng)的“輸電電壓”、“用戶得到的電壓”和輸電線上“損失的電壓” 若輸電線電阻R，輸電功率為P，輸電電壓U１， 則輸電導(dǎo)線的電流I2= ， 輸電導(dǎo)線上的電壓降（電壓損失）U損=I2R= ， 輸電導(dǎo)線上的功率損耗P損=I22R = = 。 3. 遠距離輸電的實例分析 例題。發(fā)電機的輸出電壓為220V，輸出功率為44KW，每條輸電線電阻為0.2Ω，求用戶得到的電壓和電功率各是多少？如果發(fā)電站先用變壓比為1：10的升壓變壓器將電壓升高，經(jīng)同樣輸電線路后，再經(jīng)過10：1的降壓變壓器降壓后供給用戶，則用戶得到的電壓和電功率又各是多少？ 解題過程： 三、 反思總結(jié) 畫出輸電流程圖： 流程圖： 四、 當(dāng)堂檢測 一臺發(fā)電機輸出的電功率為100kw，輸出電壓為250v，先欲向遠處輸電，若輸電線總電阻為8Ω，要求輸電時輸電線上損失的電功率不超過輸送電功率的5%，要向用戶輸送200v電壓，求： （1）、試畫出這次輸電線路的示意圖； （2）、輸電所需升壓變壓器和降壓變壓器的原副線圈的匝數(shù)之比分別是多少？ （3）、用戶得到的電功率是多少？ 課后練習(xí)與提高 1、 說明書的部分內(nèi)容如表所示．現(xiàn)在用一臺該型號的柴油發(fā)電機給災(zāi)民臨時安置區(qū)供電，發(fā)電機到安置區(qū)的距離是400 m，輸電線路中的火線和零線均為GBCZ60型單股銅導(dǎo)線，該型導(dǎo)線單位長度的電阻為2.510－4Ω/m.安置區(qū)家用電器的總功率為44 kW，當(dāng)這些家用電器都正常工作時，下列說法中正確的是(　　) 型　號 AED6500S 最大輸出功率 60 kW 輸出電壓范圍 220 V～300 V A.輸電線路中的電流為20 A B．輸電線路損失的電功率為8 000 W C．發(fā)電機實際輸出電壓是300 V D．如果該柴油發(fā)電機發(fā)的電是正弦交流電，則輸出電壓最大值是300 V 2、如圖所示，為了減少輸電線路中電力損失，發(fā)電廠發(fā)出的電通常是經(jīng)過變電所升壓后通過遠距離輸送，再經(jīng)變電所將高壓變?yōu)榈蛪海匙冸娝妷簎0＝11 000sin 100πt V的交流電降為220 V供居民小區(qū)用電，則變電所變壓器(　　) A．原、副線圈匝數(shù)比為50∶1 B．副線圈中電流的頻率是50 Hz C．原線圈的導(dǎo)線比副線圈的要粗 D．輸入原線圈的電流等于居民小區(qū)各用電器電流的總和 參考答案：二、學(xué)習(xí)過程 2 I2=P/U1 U損=I2R=PR/U1 P損=I22R =U額2/R=P2R/U12 3. 發(fā)電站輸出的功率P出是一定的,當(dāng)以220伏的電壓輸出時,輸出電流應(yīng)該是： 　 　I=P出/U出=44000W/220V=200A 　　兩條輸電線路的總電阻為0.4Ω,則導(dǎo)線上損失的電功率為： 　 P損=I2r=(200A)20.4Ω=16kW 　　用戶得到的電功率為P=P出-P損=44kW-16kW=27kW 　　在導(dǎo)線上損失的電壓為: U損=I2r=200V0.4Ω＝80V． 　　用戶得到的電壓為：U=U出-U損=220V-80V=140V 　　如果用1：10的變壓器將電壓升高到2200V后再輸送出去，則輸出電流為： 　 I=P出/U出=44000W/2200V=20A　 　　 P損=I2r=(20A)20.4Ω=160W 　　用戶得到的電功率為P=P出-P損=44kW-160W=43.83kW 　　在導(dǎo)線上損失的電壓為: U損=I2r＝20V0.4Ω＝8V． 　　加到用戶端變壓器上的電壓為：U=U出-U損=2200V-80V=2192V 　　經(jīng)過變壓器降壓后輸送給用戶的電壓為：219.2V． 三、 四、（1）、 n1 n2 U2 U3 n3 n4 R U4 R I1 I2 （2）、n1：n2=1/16 ,n3：n4=190/11 (3)、P用=95KW 課后練習(xí)與提高 1、解析：I線＝I0＝＝ A＝200 A；線路損失功率P線＝IR線＝8 000 W，線路兩端電壓U＝I線R線＝40 V，所以發(fā)電機輸出電壓為260 V；如果該柴油發(fā)電機發(fā)的電是正弦交流電，則輸出電壓最大值是260 V. 答案：B 2、解析：u0＝11 000sin 100πt V中的11 000指的是電壓的最大值，有效值為11 000 V，則原、副線圈之間的匝數(shù)之比等于兩線圈的電壓之比，即50∶1，A正確；由ω＝100π可得頻率為50 Hz，變壓器不改變電流的頻率，因此，副線圈的頻率也是50 Hz，B正確；電流與匝數(shù)成反比，即原線圈的電流比副線圈電流要小，因此，副線圈的導(dǎo)線要比原線圈粗，C錯誤；居民小區(qū)各個用電器都是并聯(lián)的，它們的電流總和等于副線圈中的電流，故D錯誤． 答案：AB 111