高三物理總復(fù)習(xí)第五章交變電流課件

1、5電能的輸送,第五章交變電流,學(xué)習(xí)目標(biāo),1.理解輸電線上電能的損失與哪些因素有關(guān). 2.理解減小電能損失的兩個(gè)途徑以及高壓輸電的原理. 3.知道遠(yuǎn)距離輸電的典型電路，并能利用變壓器和電路的規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題,內(nèi)容索引,自主預(yù)習(xí) 預(yù)習(xí)新知 夯實(shí)基礎(chǔ),重點(diǎn)探究 啟迪思維 探究重點(diǎn),達(dá)標(biāo)檢測(cè) 檢測(cè)評(píng)價(jià) 達(dá)標(biāo)過(guò)關(guān),自主預(yù)習(xí),一、降低輸電損耗的兩個(gè)途徑 1.輸送電能的基本要求 (1)可靠：保證供電線路可靠地工作，少有故障. (2)保質(zhì)：保證電能的質(zhì)量 和 穩(wěn)定. (3)經(jīng)濟(jì)：輸電線路建造和運(yùn)行的費(fèi)用低， 損耗小. 2.輸電線上的功率損失：P ，I為輸電電流，r為輸電線的電阻,電壓,頻率,電能,I2r,3.

2、降低輸電損耗的兩個(gè)途徑 (1)減小輸電線的 ：在輸電距離一定的情況下，為了減小 ，應(yīng)當(dāng)選用 的金屬材料，還要盡可能增加導(dǎo)線的 . (2)減小輸電線中的 ：為減小輸電 ，同時(shí)又要保證向用戶提供一定的電功率，就要提高,電阻,電阻,電阻率小,橫截面積,電流,電流,輸電電壓,二、電網(wǎng)供電 1.遠(yuǎn)距離輸電的基本原理：在發(fā)電站內(nèi)用 變壓器升壓，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、 ，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 . 3.電網(wǎng)輸電的優(yōu)點(diǎn) (1)降低一次能源的運(yùn)輸成本，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益. (2)減小 的風(fēng)險(xiǎn)，調(diào)節(jié)不同地區(qū)電力供需的

3、平衡，保障供電的質(zhì)量. (3)合理調(diào)度電力，使 的供應(yīng)更加可靠，質(zhì)量更高,升壓,降壓,變電站,網(wǎng)絡(luò),斷電,電力,1.判斷下列說(shuō)法的正誤. (1)輸電線上電功率的損失，與輸電線的電阻成正比，與輸電線電流的平方成正比.( ) (2)由P 可知，輸電電壓越小，輸電線上電功率的損失就越小.( ) (3)使用變壓器進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，用戶得到的電壓可以高于發(fā)電機(jī)輸出的電壓.( ) (4)遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，若升壓變壓器匝數(shù)比為1n，降壓變壓器匝數(shù)比為n1，則升壓變壓器的輸入電壓和降壓變壓器的輸出電壓相等.(,答案,即學(xué)即用,2.輸電線的總電阻為R，輸送電功率為P.現(xiàn)分別用U1和U2兩種電壓來(lái)輸電，則兩次輸電線上損

4、失的功率之比為_(kāi),U22U12,答案,重點(diǎn)探究,導(dǎo)學(xué)探究如圖1所示，假定發(fā)電廠輸出的電壓為U， 輸送功率為P，輸電線路中的電流是I，兩條導(dǎo)線的總電 阻是r(在圖中把導(dǎo)線電阻集中畫為r).那么： (1)用戶兩端的電壓是多大,一、降低輸電損耗的兩個(gè)途徑,圖1,答案,2)用戶得到的電能與發(fā)電廠輸出的電能相等嗎,答案不相等，由能量守恒知，發(fā)電廠輸出的電能等于用戶得到的電能與輸電線上損失的電能之和,3)輸電線上功率損失的原因是什么？功率損失的表達(dá)式是什么？降低功率損耗有哪些途徑,答案由于輸電線有電阻，當(dāng)有電流流過(guò)輸電線時(shí)，有一部分電能轉(zhuǎn)化為電熱而損失掉了，這是輸電線上功率損失的主要原因,答案,例1三峽電

5、站某機(jī)組輸出的電功率為50萬(wàn)千瓦. (1)若輸出的電壓為20萬(wàn)伏，則輸電線上的電流為多少,答案2 500 A,答案,解析,答案,解析,解析輸電線上損失的功率PI22r2 5002210 W1.25108 W,2)在(1)情況下，某處與電站間每根輸電線的電阻為10歐，則輸電線上損失的功率為多少？它占輸出功率的幾分之幾,3)若將電壓升高至50萬(wàn)伏，輸電線上的電流為多少？輸電線上損失的功率又為多少？它占輸出功率的幾分之幾,答案,解析,輸電線上損失的功率PI22r1 0002210 W2107 W,例2(多選)發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U1，發(fā)電廠至學(xué)校的輸電線總電阻為R線，通過(guò)輸電線的電流為I，學(xué)校輸

6、入電壓為U2，下列計(jì)算輸電線功率損耗的式子中，正確的是,解析,答案,P損I2r UI.式中必須注意，U為輸電線上的電壓損失，而不是輸電電壓,導(dǎo)學(xué)探究某發(fā)電站向遠(yuǎn)處送電的示意圖如圖2所示，其中各部分的物理量已在圖上標(biāo)注，在這個(gè)電路中包括三個(gè)回路. (1)結(jié)合閉合電路的知識(shí)，分別分析三個(gè)回路中各物理量之間的關(guān)系(發(fā)電機(jī)內(nèi)阻、n1、n2、n3、n4線圈的電阻均忽略不計(jì),二、遠(yuǎn)距離高壓輸電電路中的各種關(guān)系,答案,答案第一個(gè)回路：P1U1I1 第二個(gè)回路：U2UU3，P2PP3I RP3 第三個(gè)回路：P4U4I4,圖2,2)若兩個(gè)變壓器均為理想變壓器，則每個(gè)變壓器中的電流、電壓、功率有什么關(guān)系,答案,知

7、識(shí)深化 解決遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題時(shí)，需要畫輸電的電路圖，理清三個(gè)回路，抓住兩個(gè)聯(lián)系，掌握一個(gè)定律. (1)畫圖、理清三個(gè)回路(如圖3所示,圖3,2)抓住兩個(gè)聯(lián)系 理想升壓變壓器聯(lián)系回路1和回路2,理想降壓變壓器聯(lián)系回路2和回路3,3)掌握一個(gè)定律 根據(jù)能量守恒定律得P2PP3,例3如圖4所示，發(fā)電站通過(guò)升壓變壓器、輸電導(dǎo)線和降壓變壓器把電能輸送到用戶(升壓變壓器和降壓變壓器都可視為理想變壓器)，若發(fā)電機(jī)的輸出功率是100 kW，輸出電壓是250 V，升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為125， (1)求升壓變壓器的輸出電壓和輸電導(dǎo)線中的電流,解析,答案,圖4,答案6 250 V16 A,2)若輸電導(dǎo)線中

8、的電功率損失為輸入功率的4%，求輸電導(dǎo)線的總電阻和降壓變壓器原線圈兩端的電壓,解析,答案,答案15.625 6 000 V,解析P損I22R線，P損0.04P1,因?yàn)閁U2U3I2R線 所以U3U2I2R線6 000 V,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1.(輸電線上功率損失的計(jì)算)(2017南京市學(xué)情調(diào)研卷)“西電東送”是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)跨地區(qū)可持續(xù)快速發(fā)展的重要保證，它將西部豐富的能源轉(zhuǎn)化為電能輸送到電力供應(yīng)緊張的沿海地區(qū).為了減少遠(yuǎn)距離輸電線路中電阻損耗的能量，需要采用高壓輸電，在保持輸送功率及輸電線路電阻不變的情況下，將輸送電壓提高到原來(lái)的10倍，則輸電線路中電阻損耗的能量將減少到原來(lái)的,答案,1,2,3,4,5,

9、解析,1,2,3,4,5,2.(輸電線上功率損失的計(jì)算)(多選)某發(fā)電廠原來(lái)用電壓為U1的交流電輸電，后改用變壓比為150的理想升壓變壓器將電壓升高為U2后輸電，輸送的電功率保持不變.若輸電線路的總電阻為R線，則下列說(shuō)法中正確的是,1,2,3,4,5,解析,答案,1,2,3,4,5,3.(遠(yuǎn)距離高壓輸電的分析與計(jì)算)(多選)如圖5為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1和輸電線的電阻r、理想變壓器匝數(shù)均不變，且n1n2n4n3.當(dāng)用戶用電器的總電阻減小時(shí) A.U1U2U4U3 B.用戶的電壓U4增加 C.輸電線上的損失功率增大 D.用戶消耗的功率等于發(fā)電機(jī)的輸出功率,答案,1,2,3,4,圖5

10、,解析,5,解析根據(jù) 以及n1n2n4n3，知U1U2U4U3，故A正確. 用戶用電器總電阻減小，則降壓變壓器副線圈電流增大，所以輸電線上的電流增大，根據(jù)P損I2r知，輸電線上損耗的功率增大，根據(jù)UIr知，輸電線上的電壓損失變大，發(fā)電機(jī)的輸出電壓不變，則升壓變壓器的輸出電壓不變，降壓變壓器的輸入電壓變小，用戶的電壓U4減小，故B錯(cuò)誤，C正確. 用戶消耗的功率等于發(fā)電機(jī)的輸出功率與輸電線上損失的功率之差，故D錯(cuò)誤,1,2,3,4,5,C.I1U1I22R D.I1U1I2U2,4.(遠(yuǎn)距離高壓輸電的分析與計(jì)算)遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖6所示，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，電壓分別為U1、U2，電流分別為I1、I2，輸電線上的電阻為R.變壓器為理想變壓器，則下列關(guān)系式中正確的是,1,2,3,4,解析,圖6,答案,5,1,2,3,4,5,5.(遠(yuǎn)距離高壓輸電的分析與計(jì)算)一小型發(fā)電站通過(guò)升壓、降壓變壓器把電能輸給用戶，已知發(fā)電機(jī)的輸出功率為500 kW，路端電壓為500 V，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為15，兩變壓器間輸電線的總電阻為1.5 ，降壓變壓器的輸出電壓為220 V，不計(jì)變壓器能量損耗，求： (1)升壓變壓器的副線圈兩端電壓,1,2,3,4,解析,答案,答案2 500 V,5,解析輸電線路原理圖如圖所示,1,2,3,4,5,2)輸電導(dǎo)線上的功率損失,1,2,3,