高中物理 《電能的遠距離傳輸》教案1 魯科版選修3-2

1、4.3電能的遠距離傳輸課時安排1課時教學目標：（一）知識與技能1知道“便于遠距離輸送”是電能的優(yōu)點，知道輸電過程。2知道降低輸電損耗的兩個途徑。3了解電網(wǎng)供電的優(yōu)點和意義。（二）過程與方法通過思考、討論、閱讀，培養(yǎng)學生閱讀、分析、綜合和應(yīng)用能力（三）情感、態(tài)度與價值觀1培養(yǎng)學生遇到問題要認真、全面分析的科學態(tài)度。2介紹我國遠距離輸電概況，激發(fā)學生投身祖國建設(shè)的熱情。教學重點找出影響遠距離輸電損失的因素，使學生理解高壓輸電可減少功率與電壓損失。教學難點：理解高壓輸電原理，區(qū)別導線上的輸電電壓U和損失電壓U。教學器材：投影儀、投影片教學方法：自學討論法、閱讀法、講解法。教學過程（一）引入新課師：人

2、們常把各種形式的能（如水流能、燃料化學能、核能）先轉(zhuǎn)化為電能再進行傳輸，這是因為電能可以通過電網(wǎng)來傳輸，那么電能在由電廠傳輸給用戶過程中要考慮什么問題？這節(jié)課我們就來學習遠距離輸電的知識，請同學們認真仔細地閱讀教材，回答老師提出的下列問題（屏幕上打出）。（二）進行新課1降低輸電損耗的兩個途徑問題1：輸送電能的基本要求是什么？問題2：遠距離大功率輸電面臨的困難是什么？問題3：輸電線上功率損失的原因是什么？功率損失的表達式是什么？降低輸電損耗的兩個途徑是什么？問題4：如何減小輸電線的電阻呢？問題5：如何減小輸電線中的電流呢？閱讀并回答教材49頁“思考與討論”中的問題。問題6：以上兩個途徑中，哪一個

3、對于降低輸電線路的損耗更有效？舉例說明。問題7：大型發(fā)電機發(fā)出的電壓不符合遠距離輸電的要求，怎么辦？而到達目的地的電壓也不符合用戶的要求，怎么辦？問題8：投影片展示我國遠距離高壓輸電情況及遠距離高壓輸電的原理。如下圖所示。設(shè)發(fā)電機的輸出功率為P，則功率損失為P=I22R用戶得到的功率為P用=P-P.輸電線路上的電壓損失為：U=I2R，則U3=U2-U.問題9：目前，我國常用的遠距離輸電采用的電壓有哪幾種？問題10：是不是輸電電壓越高越好？為什么？問題11：采用電網(wǎng)供電的優(yōu)點是什么？2高壓交流輸電高壓輸電的優(yōu)點【例1】遠距離輸送交變電流都采用高壓輸電。我國西北電網(wǎng)正在建設(shè)750kV線路。采用高壓

4、輸電的優(yōu)點是 （ ）A可節(jié)省輸電線的銅材料B可根據(jù)需要調(diào)節(jié)交流電的頻率C可減少輸電線上的能量損耗D可加快輸電的速度解析：遠距離輸電過程中，由于電流的熱效應(yīng)，輸電線上發(fā)生熱損耗，根據(jù)焦耳定律，損耗功率P損=I2R=（）2R，式中P為輸電功率，U為輸電電壓，R為輸電線電阻，在P、R不變時，P損（）2，所以采用高壓輸電可減少輸電線上的能量損耗，當P損、P不變時，RU2，又R=，聯(lián)立得輸電線橫截面積S.采用高壓輸電，在損耗功率不變的情況下可使輸電線橫截面積大大減小而節(jié)省輸電線銅材料.選項A、C正確點評：在遠距離輸送電能計算線路功率損耗時常用關(guān)系式P損= I線2R線計算.其原因是I線較易求出：I線=P送

5、/U送，而P送=I送U送或P損=U線2/R線則不常用，其原因是在一般條件下，U線不易求出，且易把U線和U送相混淆而造成錯誤。遠距離輸電的過程【例2】某小型水電站發(fā)電機輸出的電功率為100 kW，輸出電壓 250 V，現(xiàn)準備向遠處輸電，所用輸電線的總電阻為8 ，要求輸電時在輸電線上損失的電功率不超過輸送電功率的5%，用戶獲得220 V電壓.求應(yīng)選用匝數(shù)比為多大的升壓變壓器和降壓變壓器？（理想變壓器）解析：畫出高壓輸電線路圖如圖所示設(shè)升壓變壓器原線圈電流為I1，電壓為U1，有U1=250 V，I1= A=400 A.升壓變壓器副線圈電流為I2，當輸電線上損失功率為輸送功率的5%時，有P=I22r線

6、=5%PI2= A=25 A因此升壓變壓器的匝數(shù)比降壓變壓器副線圈中的電流為I4，用戶得到的功率P=P-P=95%P 又P=U4I4所以I4= A=431.8 A.而降壓變壓器原線圈電流I3=I2=25 A所以，降壓變壓器匝數(shù)比.點評：解決傳輸電問題時，應(yīng)注意:根據(jù)輸電情況畫出傳輸電路圖.注意傳輸功率P，線路損失功率P和用戶得到功率P及傳輸電壓、線路損失電壓和用戶得到電壓的區(qū)別和聯(lián)系，根據(jù)需要選用它們不同表示形式。3高壓直流輸電（1）高壓直流輸電系統(tǒng)原理（2）高壓直流輸電的優(yōu)越性（三）課堂總結(jié)、點評通過本節(jié)學習，主要學習以下問題：1降低輸電損耗的兩個途徑：減小線路電阻和減小輸電電流。減小輸電電流是最有效的途徑。遠距離輸電線路上，P損=I2r=，其中（I=）。采用高壓輸電可以達到減小輸電電流的目的。2高壓交流直流輸電的原理（四）實例探究例 某交流發(fā)電機輸出功率為5×10.5 W，輸出電壓為U=1.0×10.3 V，假如輸電線的總電阻R=10 ，在輸電線上損失的電功率等于輸電功率的5%，用戶使用電壓U=380