人教版選修3-2第五章第5節(jié)《電能輸送》

上周教學(xué)反思好的方面：上個周進(jìn)行了描述交變電流的物理量和電容、電感對交變電流的影響的教學(xué)，完成了教學(xué)計劃的教學(xué)，學(xué)生一基本掌握了交變電流的瞬時值、最大值、有效值，通過對實驗現(xiàn)象的剖析，學(xué)生能基本掌握一般電路中電感和電容對交變電流的影響。不足的方面：由于前個周放了三天的假，教學(xué)任務(wù)有些緊，對于很多練習(xí)都沒有時間認(rèn)真的去進(jìn)行認(rèn)真的講解，而且最近這段時間我覺得237的學(xué)習(xí)氣氛不好，這從前次的月考中也能看出，所以后段時間對這個班應(yīng)加強(qiáng)這個班的教學(xué)和管理，多引導(dǎo)，多鼓勵，多練習(xí)。第五章《交變電流》第五節(jié)

《電能輸送》第一課時教學(xué)目標(biāo)

（一）知識與技能1．知道“便于遠(yuǎn)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(xué)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(xué)生遇到問題要認(rèn)真、全面分析的科學(xué)態(tài)度。2．介紹我國遠(yuǎn)距離輸電概況，激發(fā)學(xué)生投身祖國建設(shè)的熱情。教學(xué)重點找出影響遠(yuǎn)距離輸電損失的因素，使學(xué)生理解高壓輸電可減少功率與電壓損失。教學(xué)難點理解高壓輸電原理，區(qū)別導(dǎo)線上的輸電電壓U和損失電壓ΔU。教學(xué)方法

自學(xué)討論法、閱讀法、講解法。教學(xué)手段

多媒體課件三峽水電站用戶

輸送電能的基本要求應(yīng)當(dāng)是：

可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟(jì)一、輸電線上的功率損失１．設(shè)輸電電流為I，輸電線電阻為R，則輸電線上的功率損失為：

2．減少輸電線上功率損失的方法

（1）減小輸電線的電阻R①減小輸電線長度L：由于輸電距離一定，所以在實際中不可能用減小L來減小R．②減小電阻率：目前一般用電阻率較小的銅或鋁作導(dǎo)線材料．③增大導(dǎo)線的橫截面積S，這要多消耗金屬材料，增加成本，同時給輸電線的架設(shè)帶來很大的困難．

（2）減小輸電電流I

①減小輸送功率P：由于電站的裝機(jī)容量一定，因此電站向外輸送的電功率是一定的，即在實際中不能以用戶少用或不用電來減少輸電線上的功率損失．

②提高輸電電壓U：在輸送功率P一定，輸電線電阻R一定的條件下，輸電電壓提高到原來的n倍，輸電線上的功率損失降為原來的1/n2倍．

采用高壓輸電是減小輸電線上功率損失的最有效、最經(jīng)濟(jì)的措施．

電站R

用戶P’ΔPPIP=P’+P功率關(guān)系二、輸電線路上的電壓損失１．電壓損失：輸電線路始端電壓U跟末端電壓U’的差值，稱為輸電線路上的電壓損失，U

＝U

－U’，如圖所示：電站R

用戶U’ΔUUI2．造成電壓損失的因素

（1）輸電線電阻造成電壓損失

U＝IR．（2）輸電線感抗和容抗造成電壓損失．

3．減小輸電線路上電壓損失的方法

（1）減小輸電線電阻R

對高壓輸電線路效果不佳．

（2）減小輸電電流I在輸送電功率不變的前提下，提高輸電電壓是有效的措施．

三、交流高壓輸電的基本環(huán)節(jié)

發(fā)電站升壓變壓器高壓輸電降壓變壓器用戶

1.輸送功率為100kW以下，距離為幾百米以內(nèi)，一般采用220V的電壓送電。這就是通常用的

低壓線路。

2.輸送功率為幾千kW到幾萬kW，距離為幾十km到上百km,一般采用35kV或110kV的電壓送電。這就是所謂

高壓輸電。

3.如果輸送功率為10萬kW以上，距離為幾百km，就必須采用220kV甚至更高的電壓送電。這就是所謂

超高壓輸電。

●目前我國遠(yuǎn)距離送電采用的電壓有110kV、220kV和330kV,在少數(shù)地區(qū)已開始采用500kV的超高壓送電。

●目前世界上正在試驗的最高輸電電壓是1150kV。

●大型發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓，等級有10.5kV、13.8kV、15.75kV、18.0kV。

U0RR0U2U1U3ΔUI1電路圖

例：發(fā)電機(jī)輸出電壓220V，輸出功率44kW，每條輸電線電阻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，后經(jīng)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各是多少？140V,28KW219.2V,43.84KW

思考：有一臺內(nèi)阻為1Ω的發(fā)電機(jī)，供給一所學(xué)校照明電路，如圖，升壓變壓器的匝數(shù)比為1：4，降壓變壓器的匝數(shù)比為4：1，輸電線總阻為R=4Ω，全校共22個班，每班有“220V,40w”的燈6盞，若要保證全部電燈正常發(fā)光，討論：1）發(fā)電機(jī)的輸出功率多大？

2）發(fā)電機(jī)的電動勢多大？3）輸電效率是多少？4）若使用燈數(shù)減半并正常發(fā)光，發(fā)電機(jī)的輸出功率是否減半？2008年初湖南電網(wǎng)遭遇50年來最重冰災(zāi)

2008年初湖南電網(wǎng)遭遇50年來最重冰災(zāi)

第二課時小結(jié)：

輸電導(dǎo)線上功率損失P＝I2R

，電壓損失U＝IR.

提高輸電電壓是減小功率損失和電壓損失的有效途徑．電網(wǎng)輸電

兩種辦法：

１．減少輸電線的電阻。R=ρL/S

２．減小輸電線中的電流，提高輸電電壓。

一.

輸電導(dǎo)線上的功率損失：設(shè)輸電電流為I，輸電線的電阻為R，則功率損失為：

ΔP=I2

R

一般要求：

ΔP≤10%P

二.輸電線上的電壓損失ΔU

發(fā)電廠

輸電線R

用電設(shè)備U`P`ΔUΔPUPI

通常要求:ΔU≤10%～15%U14223UUUURIF用線

rI1

I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升壓變壓器降壓變壓器二、遠(yuǎn)距離輸電原理圖

電壓之間的關(guān)系是：功率之間的關(guān)系是：電流之間的關(guān)系是：P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P3（1）25A250V150V（2）6250W3750W（2）輸電線損失的功率是多少？用戶得到的功率是多少？（3）如果采用4000V電壓輸電，輸電線損失的功率是多少？交變電流復(fù)習(xí)第三課時都隨時間做的電流稱為交變電流,簡稱交流電。知識小結(jié)一、交變電流的產(chǎn)生及描述1、交變電流定義大小和方向周期性變化線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動。2、交變電流的產(chǎn)生3、交變電流的圖像及變化規(guī)律abcdKLABabcdKLABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB交流電的圖像Em=NBSω=NФmωeoEmT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωtt交流電的變化規(guī)律２、交流電的產(chǎn)生：矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速旋轉(zhuǎn)時，線圈中就產(chǎn)生

．１、交變電流：

和

都隨時間做

的電流叫做交變電流．電壓和電流隨時間按

變化的交流電叫正弦交流電大小方向正弦規(guī)律正弦交流電周期性變化課堂練習(xí)二、交流電的描述1.周期和頻率（1）、周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時間。（3）、角頻率：線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的角速度（2）、頻率：交變電流一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。物理意義：交變電流隨時間作周期性變化，周期和頻率就是表征交變流電變化快慢的物理量。（4）、關(guān)系：1、某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間的關(guān)系，如圖所示，如果其它條件不變，僅使線圈的轉(zhuǎn)速加倍，則交流電動勢的最大值和周期分別變?yōu)?)A．400V,0.02sB．200V,0.02sC．400V,0.08sD．200V,0.08sB

2、如圖示為某正弦交流電流的圖像，求其峰值、周期和角速度，并寫出該電流的瞬時值表達(dá)式。

Im＝20Aω＝100πrad/s.電流的瞬時表達(dá)式為i＝20sin100πt(A)T＝0.02s三、峰值和有效值1、峰值：電流或電壓所能達(dá)到的最大值。2、有效值定義：根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定，讓交流與直流分別通過相同的電阻，如果在交流的一個周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，就把這個直流的數(shù)值叫做這個交流的有效值。(重、難點）E、U、I說明：A、以上關(guān)系式只適用于正弦或余弦交流電；B、交流用電器的額定電壓和額定電流

指的是有效值；

C、交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)是有效值D、對于交流電若沒有特殊說明的均指有效值

1.如圖表示一交流的電流隨時間變化的圖像,求該電流的有效值。四、變壓器的結(jié)構(gòu)與原理注意：常用的電力變壓器和一般低頻變壓器的鐵芯是由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合成閉合的形狀。線圈必須繞在鐵芯上。原線圈（初級線圈）：跟電源相連，用絕緣線繞成的副線圈（次級線圈）：跟負(fù)載相連，用絕緣線繞成的閉合鐵芯是由涂有絕緣漆的硅鋼薄片疊合而成。1.變壓器的三個基本組成部分U1U22.理想變壓器原副線圈的端電壓之比等于這兩個線圈的匝數(shù)之比n2>n1U2>U1-----變壓器使電壓升高，升壓變壓器n2<n1U2<U1-----變壓器使電壓降低，降壓變壓器3.電流與匝數(shù)的關(guān)系理想變壓器輸出功率應(yīng)等于輸入功率即:U1I1=U2I2P出=P入電壓高的線圈電流??；電壓低的電流大。第四課時練習(xí)1、理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1:n2＝4：1，當(dāng)導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場中向左做勻速直線運(yùn)動切割磁感線時，圖中電流表A1的示數(shù)為12mA，則電流表A2的示數(shù)為（）A．3mAB．0C．48mAD．與負(fù)載R的值有關(guān)B1803A練習(xí)2、一理想變壓器，原線圈匝數(shù)n1=1100，接在電壓220V的交流電源上，當(dāng)它對11只并聯(lián)的“36V，60w”的燈泡供電時，燈泡正常發(fā)光。由此可知副線圈的匝數(shù)n2=_____，通過原線圈的電流I1=______。(1)U1=220V,U2=36V,U1/U2=n1/n2(2)I2=P2/U2=660/36A,I1/I2=n2/n1或P1=P2=660W,I1=P1/U1練習(xí)2、一理想變壓器，原線圈匝數(shù)n1=1100，接在電壓220V的交流電源上，當(dāng)它對11只并聯(lián)的“36V，60w”的燈泡供電時，燈泡正常發(fā)光。由此可知副線圈的匝數(shù)n2=_____，通過原線圈的電流I1=______。AV~R1R2SA.U增大、I增大、PR1增大C.U減小、I減小、PR1減小D.U不變、I減小、PR1不變B.U不變、I減小、PR1

增大練習(xí)3、如圖所示：理想變壓器的原線圈接高電壓，變壓后接用電器，線路電阻不計。S原來閉合，且R1=R2，現(xiàn)將S斷開，那么交流電壓表的示數(shù)U、交流電流表的示數(shù)I和用電器上R1的功率PR1將分別（）D思考：變壓器輸入輸出電壓、電流、功率大小之間的因果關(guān)系是怎樣的？練習(xí)、如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1：n2=3：1，有四只相同的燈泡連入電路中，若燈泡L2、L3、L4均能正常發(fā)光，則燈泡L1（

）A、也能正常發(fā)光B、較另三個燈暗些C、將會燒壞D、不能確定An1n2若輸入電壓為U，則燈泡的額定電壓為多大？電源輸入功率多大？五、電能的輸送1.減少電壓功率損失減小輸電線的電阻減小輸電電流｛U損=IrP損=I2r14223UUUURIF用線

rI1

I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升壓變壓器降壓變壓器2.遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)功率關(guān)系：P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P3遠(yuǎn)距離輸電原理圖電壓關(guān)系：U3=U2-Ir線〖練習(xí)〗某交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓為220V，輸出的電功率為4400W，發(fā)電機(jī)到用戶的輸電線的電阻為4Ω，求：如果有變壓比為1：10的升壓變壓器升壓后向用戶輸電，再用變壓比為10：1的降壓變壓器降壓，用戶得到的實際電壓和電功率又是多少？P1=4400(W)U1=220(v)U2=n2U1/n1=2200(v)I=P2/U2=P1/U2=4400/2200=2(A)Pr=I'2r=16(W)U3=U2-Ur=2200-I2r==2192(V)P用=P1-Pr=4400-16==4384(W)U用=U4=n4U3/n3=219.2(V)第五課時1．如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比不變，副線圈上接有電阻為不零的負(fù)載，在原線圈上輸入電壓U1不變的交流電，則：A．U1∶U2＝N1∶N2

B．I1∶I2＝N1∶N2C．當(dāng)I2減小時，I1增大D．當(dāng)I2減小時，I1減小課堂練習(xí)AD2．如圖甲為一火災(zāi)報警系統(tǒng)．其中R0為定值電阻，R為熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減小。理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為5∶1，副線圈輸出電壓如圖乙所示，則下列說法正確的是：A．原線圈輸入電壓有效值為220VB．副線圈輸出電壓瞬時值表達(dá)式

C．R處出現(xiàn)火情時原線圈電流增大D．R處出現(xiàn)火情時電阻R0的電功率減小課堂練習(xí)AC3．一臺理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1:n2=10:1。原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u如圖所示。副線圈僅接入一個10Ω的電阻，下列說法正確的是：A．原線圈的輸入電壓與副線圈的輸出電壓之比為1:10B．原線圈的輸入電流與副線圈的輸出電流之比為1:10C．該交流電的頻率為50HzD．原線圈電流的有效值是22A課堂練習(xí)BC4．某正弦交流電的i—t圖象如圖所示，則該電流的：A．頻率f=0.02HzB．有效值I=

AC．峰值Im=

AD．瞬時值表達(dá)式課堂練習(xí)BD5．一個矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢，那么：Ａ．該交變電流的頻率是50HzＢ．當(dāng)t=0時，線圈平面恰好位于中性面Ｃ．當(dāng)t=0.01s時，e有最大值Ｄ．該交變電流電動勢的有效值為V課堂練習(xí)AB6．一正弦交流電的電壓隨時間變化的規(guī)律如圖所示。由圖可知：A.該交流電電壓瞬時值的表達(dá)式為B.該交流電的頻率為25HzC.該交流電的電壓的有效值為VD.若將該交流電加在阻值R＝100Ω的電阻兩端，則電阻消耗的功率為50W課堂練習(xí)BD7．理想變壓器原線圈輸入電壓,變壓器副線圈與一個定值電阻R=10Ω相連，變壓器原副線圈的匝數(shù)n1:n2=10:1，電壓表和電流表均是理想交流表，下列說法正確的是：A.輸入電壓為正弦交變電壓,其周期T=0.02sB.電壓表的示數(shù)為100V，電流表的示數(shù)為10AC.電壓表的示數(shù)為V,電流表的示數(shù)為AD.電阻的電功率為2000W課堂練習(xí)AB8．如圖為遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，若電廠輸出電壓，下列表述正確的是：A．U1<U2，U3>U4

B．U1=VC．若U2提高為原來的10倍，輸電線上損失的功率為原來的0.01D．用戶得到的交變電流頻率為25Hz課堂練習(xí)AC第六課時9．利用一理想變壓器給一燈泡供電，輸入電壓不變，當(dāng)開關(guān)S由c扳到b時，副線圈匝數(shù)變少，則：A．原線圈的電流減小B．電燈亮度變亮C．燈泡兩端的電壓變小 D