电能的输送际学案.doc

编号：WLX3-20505 使用时间： 主备人:段宝恒 教研组长签字： 班级： 小组： 姓名： 教师评价：
高二 年级物理学科导学案
题目：电能的输送
【学习目标】
1. 理解远距离输电的原理和电能输送过程中的电功率和电压损失，明确探究减少电功率和电压损失的方法。
2. 小组合作，通过探究研究电能输送过程，切身体验科学探究过程，学会运用物理知识综合分析解决实际问题的能力。
3. 激发学习热情，培养严谨的科学态度和协作精神以及对问题深入思考和研究意识
重点：探究输电损耗的原因和降低输电损耗的途径
难点：降低输电损耗的理论探究和实验验证预 习 案

【使用说明 学法指导】
1．先通读教材，勾画出本节内容的基本知识，再完成教材助读设置的问题，依据发现的问题，然后再读教材或查阅资料，解决问题。
2．独立完成，限时15分钟
I、知识准备
1.变压器是由一个闭合铁芯和铁芯上的两个线圈组成的，跟电源相连的叫 线圈，跟负载相连的叫副线圈。理想变压器的输入功率 输出功率。
2.在输电导线上，由于电流的 效应，必然有一部分 能转化成 而损失掉，导线越长，损失越 。
3.关于变压器的几个公式：电压与匝数关系是 ；电流与匝数关系是 ；输入功率与输出功率关系是 。并且应注意，原副线圈交流电的频率一定相等，且输入功率由输出功率决定。
II、教材助读
1.根据焦耳定律表达式Q= 可知，可以有两种方法减少输电过程中的电能损失，一种是 ，另一种是 。这两种方法中，适用于远距离输电的是 。
2.远距离输电过程采用的是：发电站 用户。
III、预习自测
1.远距离输送一定功率的交流电，若输电线电阻一定，下列说法正确的是(　　)
A．输电线上的电压损失跟输电电压成正比
B．输电线上的功率损失跟输电电压成正比
C．输电线上的功率损失跟输电电压的平方成反比
D．输电线上的功率损失跟输电线上的电压损失的平方成正比

2.下列关于电能输送的说法正确的是(　　)
A．输送电能的基本要求是可靠、保质、经济
B．减小输电导线上功率损失的惟一方法是采用高压输电
C．减小输电导线上电压损失的惟一方法是增大输电线的横截面积
D．实际输电时，要综合考虑各种因素，如输电功率大小、距离远近、技术和经济条件等
3．在远距离输电时，若输送的功率不变，使输出电压升高为原来的n倍，则输电线路上因电阻而产生的电能损失将变为原来的(　　)
A．n2倍　　　B．n倍　　　C.　　　D.
我的疑惑

请将预习中不能解决的问题写下来，供课堂解决

探 究 案

I、学始于疑—我思考 我收获（学习基础）
1、楞次定律中两个磁场的关系是怎样的？
2、怎样理解楞次定律中“阻碍”的含义？
3、右手定则与安培定则、左手定则有什么区别？
学习建议：请同学们用3分钟认真思考这些问题，并结合预习中自己的疑问开始下面的探究学习
II、质疑探究—质疑解疑 合作探究（课堂探究开始）

学习任务一

探究降低电能损耗的途径（重、难点）

问题1：输电导线上的功率损失

问题2：减少输电线上功率损失的方法：
（1）减小输电导线电阻：
（2）减小输电导线中电流：

问题3：减少输电线上电压损失的方法

【针对训练】
输电电压、线路损失电压与用户得到的电压的区别与联系

【归纳总结】

【拓展提升】
输送功率、导线上损失功率及用户得到的功率的区别和联系

学习任务二

远距离输电实例分析（重、难点）

问题： 某小水电站发电机输出功率为100kW．输出电压为1000V，现准备向远处输电，所用输电线的总电阻为8Ω，要求输电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5％，用户获得220V电压，求应选用匝数比多大的升压变压器和降压变压器？（设负载均视为纯电阻）

【针对训练】
发电机的输出电压为220V，输出功率为44KW，每条输电线电阻为0.2Ω，求用户得到的电压和电功率各是多少？如果发电站先用变压比为1：10的升压变压器将电压升高，经同样输电线路后，再经过10：1的降压变压器降压后供给用户，则用户得到的电压和电功率又各是多少？

【归纳总结】

【拓展提升】
发电机的端电压220V，输出功率44kW，输电导线的电阻为0.2Ω，如果用初、次级匝数之比为1:10的升压变压器升压，经输电线后，再用初次级匝数比为10:1的降压变压器降压供给用户。（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送到用户，求用户得到的电压和功率。

III、我的知识网络图—归纳总结 串联整合

【当堂检测】
一台发电机输出的电功率为100kw，输出电压为250v，先欲向远处输电，若输电线总电阻为8Ω，要求输电时输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%，要向用户输送200v电压，求：
（1）、试画出这次输电线路的示意图；
（2）、输电所需升压变压器和降压变压器的原副线圈的匝数之比分别是多少？
（3）、用户得到的电功率是多少？

训 练 案

一、 基础巩固题
1．远距离高压输电，当输送电功率相同时，输送导线上损失的电功率（ ）
A.与输电电压的平方成正比 B.与输电电压的平方成反比
C.与输电导线上的电压降的平方成正比 D.与输电导线上的电流的平方成正比
2．在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用导线电阻率为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（ ）
A. B. C. D.[来源:Zxxk.Com]
3．如图所示，当图中ab两端与ef两端分别加上220 V的交流电压时，测得cd间与gh间电压均为110 V；若分别在cd间与gh间两端加上110 V的交流电压，则ab与ef间电压为(　　)

A．220 V,220 V B．220 V,110 V
C．110 V,110 V D．220 V,0 V

4.远距离输送交流电都采用高压输电．我国正在研究用比330 kV高得多的电压进行输
电．采用高压输电的优点是(　　)
A．可节省输电线的材料 B．可根据需要调节交流电的频率
C．可减小输电线上的能量损失 D．可加快输电的速度

5．某发电站采用高压输电向外输送电能．若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电导线的总电阻为R.则下列说法正确的是(　　)
A．输电线上的电流I＝ B．输电线上的电流I＝
C．输电线上损失的功率P＝()2R D．输电线上损失的功率P＝

6．2007年11月8日，工程规模仅次于长江三峡，位居全国第二位、世界第三位的金沙江溪洛渡水电站截流成功，标志着“西电东送”工程又迈出了坚实的一步．下列有关发电与送电的说法中正确的是(　　)
A．水电站截流筑坝有利于储蓄水的内能，提高发电能力
B．减小输电线的截面积有利于降低输电时的损耗
C．提高输电电压有利于减小输电线中的电流
D．增大发电机转子的直径有利于提高发电机的输出电压

7．某发电厂原来用电压为U1的交流电输电，后改用变压比为1∶50的升压器将电压升高后输电，输送的电功率保持不变．若输电线路的电阻为R，则下列说法中正确的是(　　)
A．由公式I＝可知，提高电压后输电线上的电流降为原来的
B．由公式I＝可知，提高电压后输电线上的电流增为原来的50倍
C．由公式P＝I2R可知，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的
D．由公式P＝可知，提高电压后输电线上的功率损耗增大为原来的2 500倍

8．某山区小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后通过高压输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器，经降低变压器降压后再输送至村寨中各用户．设变压器都是理想的，那么随着村寨中接入电路的用电器消耗的总功率的增加，则(　　)
A．通过升压变压器初级线圈中的电流变大
B．升压变压器次级线圈两端的电压变小
C．高压输电线路上的电压损失变大
D．降压变压器次级线圈两端的电压变小

9．输电导线的电阻为R，输送电功率为P.现分别用U1和U2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为(　　)
A．U1∶U2　　　　　 　B．U∶U
C．U∶U D．U2∶U1

10．某发电站用11 kV交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R.现若用变压器将电压升高到220 kV送电，下面哪个选项正确(　　)
A．因I＝，所以输电线上的电流增为原来的20倍
B．因I＝，所以输电线上的电流减为原来的
C．因P＝，所以输电线上损失的功率增为原来的400倍
D．若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线的直径减为原来的
二、 综合应用题
11．水电站给远处山村送电的输出功率是100kW，用2000V电压输电，线路上损失的功率是2.5×104W，则输电线的电阻多大？如果改用20000V高压输电，线路上损失的功率多少？

[来源:学&科&网]

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12．有一台内阻为1Ω的发电机，供给一个学校照明用电，如图所示，升压变压器的匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线总电阻R＝4Ω，全校共22个班，每个班有“220V，40W”的灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则：（1）发电机输出功率多大？（2）发电机电动势多大？（3）输电效率是多少？（4）如果用灯数减半，发电机输出的功率是否减半？

13．如图所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220 V的电压上，向额定电压为1.80×104 V的霓虹灯供电，使它正常发光．为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12 mA时，熔丝就熔断．
(1)熔丝的熔断电流是多少？
(2)当副线圈电路中电流为10 mA时，变压器的输入功率是多大？

三、 拓展提升题
14．一小型水利发电站水坝落差h＝5m，流量q＝1m3/s，发电机组总效率η＝50%，机端输出电压350V。为了向离电站较远处的用户供电，采用先升压、后降压的办法。设输电线总电阻R＝4Ω，允许输电线电热损失功率为电站输出功率的5%，用户需要电压220V，试计算升压变压器、降压变压器的匝数比。（g＝10m/s2）
[来源:Z。xx。k.Com]h
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知 识 拓 展

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