5.5电能的输送教案

高二物理授课人：宋伟2012-2-16-1-5．5电能的输送海北一中高二（1）班授课教师：黄淑英教学目标（一）知识与技能1、知道“便于远距离输送”是电能的优点之一，知道输电的过程，了解远距离输电的原理．2、理解各个物理量的概念及相互关系．3、充分理解RUP2；RIP2；UIP中的物理量的对应关系．4、知道什么是输电导线上的功率和电压损失和如何减少功率和电压损失.5、理解为什么远距离输电要用高压.（二）过程与方法1、通过例题板演使学生学会规范解题及解题后的思考．2、通过远距离输电原理分析，具体计算的过程，使学生学会分析解决实际问题的两种基本方法：理论分析、计算推理．（三）情感态度与价值观教育学生节约用电，养成勤俭节约的好习惯[教学重点]1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，找出影响远距离输电损失的因素，使学生理解高压输电可减少功率损失。[教学难点]1.远距离输电原理图的理解．2.RUP2；RIP2；UIP的对应关系理解．3.理解高压输电原理，区别导线上输电电压U和损失电压ΔU。[教学方法]自学讨论法、阅读法、讲解法。[教学手段]多媒体课件[教学过程]人们常把各种形式能（如水流能、燃料化学能、原子能）先转化为电能再进行传输，这是因为电能可以通过电网来传输.那么电能在由电厂传输给用户过程中要考虑什么问题？请同学们带着下列问题看书，然后再回答.1.为什么要远距离输电？电站建在资源丰富的地区，距离用户远，故需远距离输电。2.输送电能的基本要求是什么？（1）可靠，是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。（2）保质，就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。（3）经济，是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小。3.为什么输电线上有电能损失？高二物理授课人：宋伟2012-2-16-2-由于输电线有电阻，当有电流流过输电线时，有一部分电能转化为电热而损失掉了。这是输电线上功率损失的主要原因。在输电线上有电能损失正是远距离大功率输电面临的主要困难，下面我们重点讨论怎样在输电过程中减少电能的损失。一、降低输电损耗的两个途径[情景设疑合作研讨]假定输电线路中的电流是I，输电电压为U，两条导线的总电阻是r，在图5.5-2中，导线的电阻集中画为一个电阻r.1、怎样计算输电线路损失的功率？PI2r（参考教材第49页，第2题，与你得出的结论比较）明确电压损失2、据此，减少输电线上损失的电功率可以有两个途径，分别是：（1）减小输电线的电阻（2）减小输电电流3、在输电电流一定的情况下，如果线路的电阻减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一？1/2在输电电阻一定的情况下，如果输电电流减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一？1/44、通过第3步的两项计算，你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效？减小输电电流5、如何减小输电线的电阻呢？由电阻定律知r=ρSl（1）、减小材料的电阻率ρ.银的电阻率最小，但价格昂贵，目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线.（2）、减小输电线的长度l不可行，因为要保证输电距离.（3）、增加导线的横截面积，可适当增大横截面积．．．．．．。太粗不可能，既不经济又架设困难。6、如何减小输电电流呢？通过导线的电流I=P/U（1）、减小输送功率P：在实际中不能以用户少用或不用电来达到减少损耗的目的。（2）、提高输电电压U：在输送功率P一定，输电线电阻R一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，输电线上的功率损失降为原来的1/n2倍。发电厂用户rIU图5.5-2高二物理授课人：宋伟2012-2-16-3-对比后结论：采用高压输电是减小输电线上功率损失最有效、最经济的措施。7、输电电压是不是越高越好？不是。电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。实际输送电能时，要综合考虑，如输送功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，要依照不同情况选择合适的输电电压。8、我国采用的输电电压有哪几种？有110kV、220kV、330kV，输电干线采用500kV的超高压，西北电网正在建设750kV的线路。二、电网供电9、大型发电机发出的电压在10kV上下，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？在发电机处用升压变压器升高电压，在用户处用降压变压器降低电压.我国远距离高压输电情况及远距离高压输电的原理。如下图所示。设发电机的输出功率为P，则功率损失为ΔP=I22R用户得到的功率为P用=P-ΔP.输电线路上的电压损失为：ΔU=I2R，则U3=U2-ΔU.10、采用电网供电的优点是什么？可以在能源产地使用大容量发电机组，降低一次能源的输送成本，获得最大的经济效益。同时，电网可以减少断电的风险，调剂不同地区电力供需平衡，保障供电质量。使用电网，可以根据火电、水电、核电的特点，合理的调度电力，这就使得电气化社会的主要能源——电力的供应更加可靠，质量更高。三、实例探究例1、在电能输送过程中，若输送电功率一定，则在输电线上的功率损失（ACD）A、随输电线电阻的增大而增大B、与输送电压的平方成正比C、与输电线上电压损失的平方成正比D、与输电电流的平方成正比例2、某交流发电机输出功率为5×105W，输出电压为1.0×103V，假如输电线高二物理授课人：宋伟2012-2-16-4-的总电阻R=10Ω，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户使用电压U=380V.（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？（使用的变压器是理想变压器）［分析］引导学生画出电路.引导学生写出各部分关系式U1∶U2=n1∶n2I2∶I1=n1∶n2U3∶U4=n3∶n4I3∶I4=n4∶n3U2=ΔU+U3P1=ΔP+P3ΔP=I22·R解：I1=11UP=500AΔP=5%P1=5%×5×105=2.5×104WΔP=I22RI2=RP损=50AI4=3801075.44445UPPUP所以101500501221IInn125503801075.453443IInn高二物理授课人：宋伟2012-2-16-5-课堂总结通过本节学习，主要学习以下问题：1．降低输电损耗的两个途径：减小线路电阻和减小输电电流。减小输电电流是最有效的途径。远距离输电线路上，ΔP=I2r=rU2，其中（I=UP总）。采用高压输电可以达到减小输电电流的目的。2．电网供电的优点小结：电能输送问题一般离不开升、降压变压器，这时除用变压器的电压比或电流比公式外，最好画出电能输送示意图，这样便于分析问题和解决问题。输电线上流过的电流(输送电流)I送，对有升、降变压器电能输送问题的情况，有以下几种求法：①升副送线UPI，其中，“U升副”为最后一个升压变压器的次极线圈电压，也即电能输送电压。②线损送RPI作业：导学案能力提升