高中物理5.5电能的输送导学案新人教版选修3_2201707132126.doc
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1、第五章 交变电流第五节 电能的输送 【学习目标】1 了解远距离输电的意义;2 理解远距离输电中的输电损耗及解决方案;3 理解远距离输电的模型并能进行计算。【重点、难点】重点:(l)理论分析如何减少输电过程的电能损失;(2)远距离输电的原理;难点:远距离输电原理图的理解预习案【自主学习】1远距离输电的基本原理:在发电站内用_变压器_电压,然后进行远距离输电,在用电区域通过_变压器_所需的电压2输电线上的功率损失P_,降低输电损耗的两个途径为:_,_.3现代的直流输电,只有_这个环节使用高压直流,_、_及_仍然是交变电流发电机发出的交变电流经变压器升压后,由换流设备将_变为_,高压的直流经远距离传
2、输后,再由换流设备将_换为_,然后,配电所的变压器再将高压交变电流_成适合用户的电压、电流,送达用户【学始于疑】为什么远距离输电要用高压输电?(1) 发电站一般建设在什么地方?(2) 输电过程中主要考虑什么问题?(3) 如何减少电能的损失和保证输电质量?探究案【合作探究一】问题1: (1)如何计算输电电流?(2)如何计算电能功率损失?(3)如何计算电压损失?问题2: 目前全国电力紧缺,初步统计有24个省地区已经拉电、限电,浙江是全国缺电之最,每年(去年)供给海宁的总电量为204841.81万千瓦时,缺电量15%,短期内不可能改变。你能根据所学的物理知识,从研究者的角度对电能的节约输送给几点更好
3、的建议?导航:1、从学过的电阻定律角度分析R =L/S你有什么好的建议呢? 2、减小电流的角度考虑。你有什好的建议呢?归纳总结1任何输电线都有_,当电路中有电流通过时,存在功率损失和电压损失。(1)设输电电流I,输电线电阻为R,则输电线上的电压损失为: U损_;(2)输电线的总电阻为R,则输电电流为I,输电线上的功率损失可表示为: P损_。2减少输电线上电压损失和功率损失的方法(1)减小输电线的电阻R:具体方法_ _ _ _ 通过较少电阻来减少线损效果有限。(2)如何减小输电电流I:减少输电功率(毫无实际意义);在输送功率一定的前提下, 。 输电电流 电压损失 功率损失 结论:采用_是减小输电
4、线上功率损失最有效、最经济的措施。【合作探究二】设计一个远距离输电线路的方案问题1:请你设计一个经济,实用的远距离输电方案?问题2:请你指明各部分电压、电流、电功率之间关系归纳总结:U1 :U2= ; U3 :U4= ;I1 :I2= ; I3 :I4= ;U2= + ; I2= ;P= + ;【课堂小结/本节知识网络】1、输送电能的基本要求:2、如何减少输电线上功率损失:3、电网供电的优越性【思考】1、阅读教材,通过北美大停电相关资料,在电能输送可靠性方面你能得到什么启示?2、对保证输电稳定性上你有什么好建议呢?【当堂检测】1发电厂发电机的输出电压为U1,发电厂至学校的输电线电阻为R,通过导
5、线的电流为I,学校输入电压为U2,下列计算输电线损耗的式子中,不正确的是()A BCI2R DI(U1U2)2(双选)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IB输电线上的电流IC输电线上损失的功率P()2RD输电线上损失的功率P3一台发电机最大输出功率为4 000 kW,电压为4 000 V,经变压器T1升压后向远方输电输电线路总电阻R1 k.到目的地经变压器T2降压,负载为多个正常发光的灯泡(220 V,60 W)若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%,变压器T1和T2的耗损可忽略,发电机处于
6、满负荷工作状态,则下列说法错误的是()AT1原、副线圈电流分别为103 A和20 ABT2原、副线圈电压分别为1.8105 V和220 VCT1和T2的变压比分别为150和401D有6104盏灯泡(220 V,60 W)正常发光4(双选)某小型水电站的电能输送示意图如图2所示,发电机的输出电压为200 V,输电线总电阻为r,升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2,降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)要使额定电压为220 V的用电器正常工作,则()图2A.B.C升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率5发电机的端电压22
7、0 V,输出电功率44 kW,输电导线的电阻为0.2 ,如果用初、次级匝数之比为110的升压变压器升压,经输电线后,再用初、次级匝数比为101的降压变压器降压供给用户;则(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6(双选)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,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,则下列关系式正确的是()APBPCP用PDP用P(1)【课后巩固】1远距离输送交流电都采用高压输电我国正在研究用比1 000 kV高得多的电压进行输电采用高压输电的
8、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2输电线路的电阻为R,发电站输出功率为P,输电电压为U,则用户得到的功率为()AP BP()2RCP D()2R3中国已投产运行的1 000 kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程假设甲、乙两地原采用500 kV的超高压输电,输电线上损耗的电功率为P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用1 000 kV特高压输电,若不考虑其他因素的影响,则输电线上损耗的电功率将变为()AP/4 BP/2 C2P D4P4某电站不经变压器直接向用户输送电能,若输电功率为P,输电电压为U,输电
9、线总电阻为R,用户得到的电压为U,则下列说法中正确的是()A输电线上损失电压为RB输电线上损失电功率为(UU)2/RC用户得到的功率为U2/RD用户得到的功率为P5某发电厂原来用11 kV的交变电压输电,后来改用升压变压器将电压升到220 kV输电,输送的电功率都是P.若输电线路的电阻为R,则下列说法中正确的是()A根据公式I,提高电压后输电线上的电流降为原来的B根据公式I,提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍C根据公式P损I2RR,提高电压后输电线上的功率损失减为原来的D根据公式P损,提高电压后输电线上的功率损失增大为原来的400倍6在如图1所示的远距离输电电路图中,升压变压器和降压变压
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