第五节《电能的输送》导学案.doc
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高二物理《电能的输送》学案
学习目标:
1、了解电能输送的过程.
2、知道高压输电的原理.
3.输电线上电压损失与功率损失的理解与应用
4.充分理解;;中的物理量的对应关系
重点难点:
重点:
高压输电的原理分析、各量之间的关系。
难点:
送电、用电、耗电之间的关系及有关计算
教学过程:
一、新课准备:
1复习旧知识:
写出变压器的电压关系、电流关系及功率关系:
、
二、新课探究:
阅读课本,解决下列问题
1、输送电能的基本要求是什么?
用电设备
发电厂
UP
∆U
~
I
U'
∆P
2、远距离大功率输电面临的困难是在输电线上有电能的损失。
那么输电线上电能损失的原因是
设输电电压为U,输电线的电阻为R,则
①输电电流为;
②输电线上的电压和功率损失为△U=,△P=;
③用户得到的电压和功率U用=,P用=。
3.根据理论分析,有哪些办法可以减少输电线上功率或电压的损失?
其中
哪种方法是最有效的?
根据功率损失的表达式可知,要减少输电线上的功率损失,有两种途径:
一是;
二是。
(1)如何减小输电线的电阻?
①
②③
(2)如何减小输电线中的电流?
以上两个途径中,哪一个对于降低输电线路的损耗更有效?
实例探究:
例题1:
远距离输送一定功率的交变电流,若输电电压提高到原来的n倍,则下列说法中正确的是 ( )
A.输电线上的电流变为原来的n倍
B.输电线上的电压损失变为原来的1/n2
C.输电线上的电功率损失变为原来的1/n
D.若输电线上的电功率损失不变,输电线路长度可变为原来的n2倍
4、思考:
大型发电机发出的电压不符合远距离输电的要求,怎么办?
而到达目的地的电压也不符合用户的要求,怎么办?
设计画出远距离高压输电的原理图:
写出对应的功率、电压、电流关系式:
1)电压关系:
U1/U2=,U3/U4=,;
2)电流关系:
I1/I2=,I3/I4=;
3)功率关系:
P1=,P3=;
4)输电电流:
I2=;
5)损耗功率:
P损=
实例探究
例2:
某小型水电站发电机输出的电功率为100kW,输出电压250V,现准备向远处输电,所用输电线的总电阻为10Ω,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:
(1)画出输电线路的示意图。
(标明各部分的符号)
(2)所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少?
(理想变压器)
简述电能输送的原理和计算步骤:
巩固练习:
1.输电线的电阻共计r,输送的电功率是P,用电压U送电,则用户能得到的电功率是
A、B、C、D、
2.关于减小远距离输电线上的功率损耗,下列说法正确的是()
A由功率,应降低输电电压,增大导线电阻。
B由P=IU,应低电压小电流输电。
C由P=I2R,应减小导线电阻或减小输电电流。
D上述说法都不对。
3、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,通过导线的电流为I,学校输入电压为U2,下列4个计算输电线损耗的式子中,不正确的是()
A、B、C、D、
4、远距离输电中,若发电机的输出电压不变,则下列叙述中正确的是()
A、升压变压器的原线圈中的电流与用户电设备消耗的功率无关
B、输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定
C、当用户用电器的总电阻减少时,输电线上损失的功率增大
D、升压变压器的输出电压等于降压器输入电压
5、某发电厂原来用11kV的交流电压输电,后来改用升压变压器将电压升高到220kV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、据公式,提高电压后输电线上的电流降为原来的1/20
B、据公式,提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍
C、据公式,提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的1/400
D、据公式,提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的400倍
6、变压器接入某输电电路中,现以相同的输入电压U,不同的输出电压输送相同的电功率P,输电线电阻为R.当副线圈与原线圈匝数比为K时,输电线线路上损耗的功率为;当匝数比为nK时,线路上损耗的功率为原来的______倍
7、发电机输出功率40Kw,输出电压400V,用变压比(原、副线圈匝数比)为1∶5的变压器升压后向远处供电,输电线的总电阻为5Ω,到达用户后再用变压器降为220V,求:
(1)输电线上损失的电功率是多少?
(2)降压变压器的变压比是多少?
高二物理《电能的输送》答案
例1:
CD
例2:
解:
(1)示意图如下:
(2)由P1=I1U1得I1=400A
由P损=I22R得I2=20A所以n1/n2=I2/I1=1/20
又因为U1/U2=n1/n2所以U2=5000V
U3=U2-I2R=5000-20X10V=4800V
所以n3/n4=U3/U4=240/11
巩固练习:
1.B2.C
3.A根据P损=I2RP损=IΔU=I(U1-U2)
P损=ΔU2/R=(U1-U2)2/R
4.C
5.AC
6.P2R/K2U21/n2
7.解:
因为U1/U2=n1/n2所以U2=2000V
再由P1=P2=I2U2得I2=20A
P损=I2R=2000W
U3=U2-ΔU=2000-20X5=1900V
根据n3/n4=U3/U4=1900/220=95/11
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