人教版物理選修3-2 第5章第五節(jié)

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第五節(jié)電能的輸送 課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 了解交變電流從變電站到用戶的輸電過(guò)程 2 知道遠(yuǎn)距離輸電時(shí)輸電線上的損失與哪些因素有關(guān) 理解高壓輸電的道理 3 知道遠(yuǎn)距離輸電線路的基本構(gòu)成 會(huì)對(duì)簡(jiǎn)單的遠(yuǎn)距離輸電線路進(jìn)行定量計(jì)算 重點(diǎn)難點(diǎn) 輸電線路中的電壓及功率的計(jì)算 核心要點(diǎn)突破 課堂互動(dòng)講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 課前自主學(xué)案 第五節(jié)電能的輸送 課前自主學(xué)案 一 輸送電能的基本要求1 可靠 保證供電線路可靠的工作 2 保質(zhì) 保證電能的質(zhì)量 和 穩(wěn)定 3 經(jīng)濟(jì) 輸電線路的建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用低 能量損耗少 電壓 頻率 二 降低輸電損耗的兩個(gè)途徑1 由于輸電導(dǎo)線有電阻 在輸電過(guò)程中必有一部分電能要轉(zhuǎn)化成熱能而損失掉 設(shè)輸電導(dǎo)線中電流為I 輸電導(dǎo)線的電阻為R 則輸電導(dǎo)線上的功率損失為 P I2R 電阻 電流 三 電網(wǎng)供電1 遠(yuǎn)距離輸電基本原理 在發(fā)電站內(nèi)用 變壓器 然后進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電 在用電區(qū)域通過(guò) 變壓器降到所需的電壓 2 電網(wǎng) 通過(guò)網(wǎng)狀的輸電線 變電站 將許多電廠和廣大用戶連接起來(lái) 形成全國(guó)性或地區(qū)性的輸電網(wǎng)絡(luò) 升壓 升壓 降壓 3 電網(wǎng)輸電的優(yōu)點(diǎn) 1 降低一次能源的運(yùn)輸成本 獲得最大經(jīng)濟(jì)效益 2 減少 的風(fēng)險(xiǎn) 調(diào)劑不同地區(qū) 的平衡 保障供電的質(zhì)量 3 合理調(diào)度電力 使電力的供應(yīng)更加可靠 質(zhì)量更高 斷電 電力供需 一 輸電線上的電壓損失和功率損失1 電壓損失輸電線始端電壓U與輸電線末端電壓U 的差值 U U U IR 核心要點(diǎn)突破 特別提醒 1 輸電電壓是指加在高壓輸電線始端的電壓U 損失電壓是指降落在輸電線路上的電壓 U IR 2 輸送功率是指高壓輸電線始端輸出的電功率 損失功率是輸電線上消耗的功率 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 1 在遠(yuǎn)距離輸電中 當(dāng)輸電線的電阻和輸送的電功率不變時(shí) 那么 A 輸電線路上損失的電壓與輸送的電流成正比B 輸電的電壓越高 輸電線路上損失的電壓越大C 輸電線路上損失的功率跟輸送電壓的平方成反比D 輸電線路上損失的功率跟輸電線上的電流成正比 二 遠(yuǎn)距離輸電的幾個(gè)基本關(guān)系電路 如圖5 5 1所示 圖5 5 1 特別提醒 1 有關(guān)遠(yuǎn)距離輸電的問(wèn)題 應(yīng)首先畫出遠(yuǎn)距離輸電的電路圖 并將已知量和待求量寫在電路圖的相應(yīng)位置 2 以變壓器為界將整個(gè)輸電電路劃分為幾個(gè)獨(dú)立的回路 每個(gè)回路都可以用歐姆定律 串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和電功 電功率的公式等進(jìn)行計(jì)算 聯(lián)系各回路的橋梁是原 副線圈電壓 電流與匝數(shù)關(guān)系及輸入功率和輸出功率的關(guān)系 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 2 遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖如圖5 5 2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 圖5 5 2 A 升壓變壓器的原線圈中的電流與用戶用電設(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小時(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變壓器的輸入電壓 課堂互動(dòng)講練 某變電站用11kV交變電壓輸電 輸送功率一定 輸電線的電阻為R 現(xiàn)若用變壓器將電壓升高到220kV送電 下面選項(xiàng)正確的是 答案 B 變式訓(xùn)練1 2010年高考福建卷 中國(guó)已投產(chǎn)運(yùn)行的1000kV特高壓輸電是目前世界上電壓最高的輸電工程 假設(shè)甲 乙兩地原來(lái)用500kV的超高壓輸電 輸電線上損耗的電功率為P 在保持輸送電功率和輸電線電阻都不變的條件下 現(xiàn)改用1000kV特高壓輸電 若不考慮其他因素的影響 則輸電線上損耗的電功率將變?yōu)?發(fā)電機(jī)的端電壓為220V 輸出電功率為44kW 輸電導(dǎo)線的電阻為0 2 如果用初 次級(jí)匝數(shù)之比為1 10的升壓變壓器升壓 經(jīng)輸電線后 再用初 次級(jí)匝數(shù)比為10 1的降壓變壓器降壓供給用戶 求用戶得到的電壓和功率 思路點(diǎn)撥 熟練掌握遠(yuǎn)距離輸電過(guò)程中的電壓關(guān)系 電流關(guān)系與功率關(guān)系是解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵 答案 219 6V4 392 104W 規(guī)律總結(jié) 解決這類問(wèn)題 無(wú)論是否要求畫出輸電過(guò)程示意圖 都要首先畫出示意圖 標(biāo)明相關(guān)物理量 這樣能幫助理清物理量間的關(guān)系 以防出錯(cuò) 變式訓(xùn)練2 2010年高考浙江卷 某水電站 用總電阻為2 5 的輸電線輸電給500km外的用戶 其輸出電功率是3 106kW 現(xiàn)用500kV電壓輸電 則下列說(shuō)法正確的是 A 輸電線上輸送的電流大小為2 105AB 輸電線上由電阻造成的損失電壓為15kVC 若改用5kV電壓輸電 則輸電線上損失的功率為9 108kWD 輸電線上損失的功率為 P U2 r U為輸電電壓 r為輸電線的電阻 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全