高中物理5.5 电能的输送学案新人教版选修

第五节电能的输送教学目标：(一)知识与技术一、明白“便于远距离输送”是电能的长处之一；明白输电的进程。

二、明白什么是导线上的功率损耗和电压损耗；明白如何减小损耗。

3、理解为何远距离输电要用高压。

4、会设计电能输送的示用意，并理解电压损耗和能量损耗的关系。

五、培育学生综合全面的分析问题和解决问题的能力。

六、培育学生实事求是的科学态度。

（二）进程与方式一、利用研究性学习小组的调查和学生合作学习彼此结合，探索物理规律。

二、利用多媒体课件与课堂演示实验彼此结合，探讨物理规律。

（三）情感态度与价值观一、通过我国超导研究的介绍，激发学生的爱国热情。

二、通过对实际生活中的电能输送问题分析讨论，激发学生探索物理规律的热情。

3、通过学生对用电情形调查和计算，培育学生从身旁事做起养成节约能源的好适应。

4、体验合作探讨学习的快乐，调节人际交往能力，协调能力。

教学重点：设计电能输送的示用意，并理解输电进程中的电压损耗和能量损耗的关系。

教学难点：输电进程中要保证输送功率不变，理解输电进程中的电压损耗和能量损耗的关系。

教学方式：探讨、教学、讨论、练习教学用具：录像资料，多媒体课件。

教学进程：(一)新课引入1、简单说明总理的关于科学进展与和谐社会的论述。

要实现可持续进展，就是要使有限的能源发挥最大效益。

2、我国缺电现状，图片和网上新闻资料，西部地域缺电严峻。

你能按照所学的物理知识，从研究者的角度对电能的节约输送给几点更好的建议？师：我国最大的发电站是三峡。

三峡电站对咱们华东输送了很多的电能（图表资料）黑板画图电站至华东地域为分析后面的输电图做铺垫。

师：从三峡到华东地域遥遥数千里如何减小输电进程中的能量损耗是值得探索的问题。

（二）新课教学1、布置合作学习任务：请以学习小组为单位展开讨论，从减小电阻方面考虑，你有什么好的建议呢？并将你们的讨论结果写在合作学习交流卡上。

学习小组合作学习。

学生在学习小组中发表意见，在组内及组与组之间互动交流。

电能的输送教学目标1. 知识与技能(1)知道“便于远距离输送”是电能的优点，知道输电过程．(2)知道降低输电损耗的两个途径．(3)了解电网供电的优点和意义．2. 过程与方法通过本节学习，让学生体验“发现问题并积极思考探寻解决方法”的研究过程．3. 感、态度与价值观(1)培养学生遇到问题要认真、全面分析的科学态度．(2)介绍我国远距离输电概况，激发学生建设祖国的热情．教学重点难点1．理解高压输电是减少功率损失和电压损失的切实可行的措施。

2．输电过程示意图中各物理量之间的关系。

3．区别输电线上损失的功率和输电功率；输电线上损失的电压和输电电压。

4．利用输电过程示意图进行简单的计算。

教学方法与手段自学、讨论、交流、演示实验。

课前准备可变变压器、3.8 V小灯泡一只、开关一个、学生电源一个、定值电阻一个、导线若干。

导入新课[事件1]教学任务：创设情境，导入新课。

师生活动：为了合理地利用自然资源，水电站要建在水库大坝上，以煤为燃料的电站最好建在煤矿附近。

但是可能距离用电的地方很远，因此常常要把电能输送到远方。

用导线把电源和用电设备连接起来就可以输送电能了，这是电能的一个突出优点。

输送电能的基本要求是可靠、保质、经济。

可靠是保证线路可靠地工作，少有故障。

保质就是保证电能的质量——电压和频率稳定。

各种用电设备都是按照一定的电压设计的，电压过高或过低，用电器都不能正常工作，甚至损坏。

使用交流的用电器还要求频率稳定。

经济则是指输电线路运行和建造费用低，电能损耗少。

本节课主要讨论怎样在输电过程中减少电能的损失。

推进新课[事件2]教学任务：学习降低输电损耗的两个途径。

师生活动：思考与讨论输电电路图假定输电线路中的电流是I，两条导线的总电阻是r。

在下图中，导线的电阻集中画为一个电阻r。

由于导线具有电阻，用户一方的电压略低于电厂输送的电压。

但是，实际输电线路损失的电压不会太大，所以在粗略的估算中，无论是电厂一方计算输出的功率还是用户一方计算输入的功率，如果要用到电压，可以取同一个值U。

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的建议？导航：1、从学过的电阻定律角度分析R =ρL/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。

【教学过程设计】【导入新课】环节一展示生活用电图片1、随着科技的进步，我们的生活越来越离不开电了，那么电是怎样产生的呢？答：发电厂环节二展示各种发电站2、你们知道都有哪些类型的发电厂呢？答：水力发电站，风力发电站，火力发电站，核力发电站等等3、这些发电站距离我们都比较远，我们怎样用电呢？答：输电线。

这就涉及一个电能输送的问题。

今天我们就来研究一下电能输送的相关问题。

【推进新课】同学们通过预习，请回答这个问题：环节三：讨论为什么不直接从发电站输送用户例1：输送10Kw的电功率，采用400V的电压输电，线路总电阻为10Ω，（1）输电导线中的电流是多少？线路损失的电压是多少？用户得到的电压是多少？（2）输电线中损失的电功率是多少？用户得到的电功率是多少？ΔP= I2r线展示图片，提高学习兴趣联系实际，导入新课板书：电能的输送学生预习教师提问增加互动引导学生讨论：1、电能输送的基本要求是什么？2、电能为什么会有损耗呢？3.、怎样计算输电线路损失的功率ΔP？环节四：探究降低输电损耗的途径根据公式P=ΔP+P 用分析，如果发电站的输出功率一定，即P一定，在输电线上损失的功率越多，我们用户得到的功率就越少。

那么根据公式ΔP=I 2r ，1、 降低输电线上损失的电功率有哪些途径呢？ 答：1）减小输电线的电阻，（2）减小输电电流。

2、 根据电阻定律，输电长度一定的情况下，如何减小电阻呢？答：（1）用电阻率较小的材较料 （2）增加导线的横截面积展示各金属的金属率（1） 我们选择银做输电线的材料吗？为什么？ 答：不，银太贵，不经济，也不安全。

（2） 我们选择那种材料做输电线的材料？ 答：我们选择铜和铝输电线的材料。

（3） 探讨增大输电线路的面积对减小电阻的可行性 把功率P =200KW 的电能用铝线输送到L=10Km 以外的地方，要使功率损耗为输电功率的10％，如果用U=110V 的电压输电，导线的截面积S 约需多大？（ρ＝2.9×10-8Ω·m ）答：不可以，太粗用材料很多，给线路铺设带来很多困难。

5 电能的输送[学科素养与目标要求]物理观念：1.理解输电线上电能损失的影响因素.2.了解远距离高压输电的原理.科学思维：1.体会降低输电损耗的两个途径，能分析计算高压输电的损耗情况.2.能分析远距离输电的基本过程，会对基本的远距离输电线路进行定量计算.3.体会远距离输电的基本要求和电网供电的优点，并能据此设计基本的供电框架图.一、降低输电损耗的两个途径1.输送电能的基本要求(1)可靠：保证供电线路可靠地工作，少有故障.(2)保质：保证电能的质量——电压和频率稳定.(3)经济：输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少.2.输电线上的功率损失：ΔP＝I2r，I为输电电流，r为输电线的电阻.3.降低输电损耗的两个途径(1)减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应当选用电阻率小的金属材料，还要尽可能增加导线的横截面积.(2)减小输电线中的电流：为减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电电压.二、电网供电1.远距离输电的基本原理：在发电站内用升压变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过降压变压器降到所需的电压.2.电网：通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的输电网络. 3.电网输电的优点(1)降低一次能源的运输成本，获得最大的经济效益.(2)减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡，保障供电的质量. (3)合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高.1.判断下列说法的正误.(1)输电线上电功率的损失，与输电线的电阻成正比，与输电线电流的平方成正比.( √ ) (2)由P ＝U 2r可知，输电电压越小，输电线上电功率的损失就越小.( × )(3)使用变压器进行远距离输电，用户得到的电压可以高于发电机输出的电压.( √ ) (4)远距离输电时，若升压变压器匝数比为1∶n ，降压变压器匝数比为n ∶1，则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等.( × )2.输电线的总电阻为R ，输送电功率为P .现分别用U 1和U 2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为________. [答案] U 22∶U 12一、降低输电损耗的两个途径如图所示，假定发电厂输出的电压为U，输送功率为P，输电线路中的电流是I，两条导线的总电阻是r(在图中把导线电阻集中画为r).那么：(1)用户两端的电压是多大？(2)用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗？(3)输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？降低功率损耗有哪些途径？[答案](1)U′＝U－ΔU＝U－PU r.(2)不相等，由能量守恒知，发电厂输出的电能等于用户得到的电能与输电线上损失的电能之和.(3)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.功率损失表达式：ΔP＝I2r＝P2U2r，所以降低功率损耗的两个途径为：①减小输电线的电阻r；②减小输电电流I，即提高输送电压U. 如图1所示：图11.输电线上的电压损失：ΔU ＝U －U ′＝Ir ＝PU r .2.输电线上的功率损失(1)ΔP ＝I 2r ，其中I 为输电线上的电流，r 为输电线的电阻. (2)ΔP ＝ΔU ·I 或ΔP ＝(ΔU )2r ，其中ΔU 为输电线上的电压损失.3.减少电压损失和功率损失的方法(1)减小输电线的电阻r ，根据r ＝ρLS ，可减小电阻率ρ，目前一般用电阻率较小的铜或铝作为导线材料；也可增大导线的横截面积S ，但这要多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难.(2)减小输电电流I ，根据I ＝PU ，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，输送电流可减为原来的1n ，输电线上的功率损耗将降为原来的1n2.例1三峡电站某机组输出的电功率为50万千瓦.(1)若输出的电压为20万伏，则输电线上的电流为多少？(2)在(1)情况下，某处与电站间每根输电线的电阻为10欧，则输电线上损失的功率为多少？它与输出功率的比值是多少？(3)若将输出电压升高至50万伏，输电线上的电流为多少？输电线上损失的功率又为多少？它与输出功率的比值是多少？[答案](1)2500A(2)1.25×108W 1 4(3)1000A2×107W 1 25[解析](1)由P＝UI得I＝PU ＝5×108W2×105V＝2500A(2)输电线上损失的功率ΔP ＝I 2·2r ＝25002×2×10W ＝1.25×108W 损失功率与输出功率之比为ΔP P ＝1.25×108W 5×108W＝14(3)将电压升高至50万伏时，I ′＝PU ′＝5×108W 5×105V ＝1000A输电线上损失的功率ΔP ′＝I ′2·2r ＝10002×2×10W ＝2×107W 损失功率与输出功率之比为ΔP ′P ＝2×107W 5×108W ＝125.例2 (多选)发电厂发电机的输出电压为U 1，发电厂至学校的输电线总电阻为R 线，通过输电线的电流为I ，学校输入电压为U 2，下列计算输电线功率损耗的式子中，正确的是( ) A.U 12R 线B.(U 1－U 2)2R 线C.I 2R 线D.I (U 1－U 2)[答案] BCD[解析] 输电线功率损耗P 损＝I 2R线＝U 线2R 线＝IU 线，其中U 线＝U 1－U 2，故B 、C 、D 正确. 提示 P 损＝I 2r ＝(ΔU )2r＝ΔU ·I .式中必须注意，ΔU 为输电线路上的电压损失，而不是输电电压.二、远距离高压输电电路中的各种关系某发电站向远处送电的示意图如图所示，其中各部分的物理量已在图上标注，在这个电路中包括三个回路.(1)结合闭合电路的知识，分别分析三个回路中各物理量之间的关系(发电机内阻、n 1、n 2、n 3、n 4线圈的电阻均忽略不计).(2)若两个变压器均为理想变压器，则每个变压器中的电流、电压、功率有什么关系？ [答案] (1)第一个回路：P 1＝U 1I 1第二个回路：U 2＝ΔU ＋U 3，P 2＝ΔP ＋P 3＝I 线2R ＋P 3 第三个回路：P 4＝U 4I 4(2)U 1U 2＝n 1n 2、I 1I 2＝n 2n 1、P 1＝P 2；U 3U 4＝n 3n 4、I 3I 4＝n 4n 3、P 3＝P 4.解决远距离输电问题时，需要画输电的电路图，理清三个回路，抓住两个联系，掌握一个定律.1.画图、理清三个回路(如图2所示)图2回路1：P 1＝U 1I 1回路2：U 2＝ΔU ＋U 3，P 2＝ΔP ＋P 3＝I 22R 线＋P 3，I 2＝I 3 回路3：P 4＝U 4I 4 2.抓住两个联系(1)理想升压变压器联系回路1和回路2即U1U2＝n1n2，I1I2＝n2n1，P1＝P2.(2)理想降压变压器联系回路2和回路3即U3U4＝n3n4，I3I4＝n4n3，P3＝P4.3.掌握一个定律根据能量守恒定律得P2＝ΔP＋P3.例3发电机两端的电压为220V，输出功率44kW，输电导线的总电阻为0.2Ω，如果用原、副线圈匝数比为1∶10的升压变压器升压，经输电线后，再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户.(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给用户，求用户得到的电压和功率.[答案](1)见[解析]图(2)219.6V 4.392×104W(3)180V 3.6×104W[解析] (1)线路示意图如图所示.(2)由图可知，升压变压器副线圈两端的输出电压U 2＝n 2n 1U 1＝2200V .据理想变压器P 入＝P 出，则升压变压器副线圈的输出电流I 2＝P U 2＝44×1032200A ＝20A ，输电线上的功率损失和电压损失分别为P 损＝I 22R 线＝202×0.2W ＝80W ，U 损＝I 2R 线＝20×0.2V ＝4V .所以降压变压器原线圈的输入电压和电流分别为U 3＝U 2－U 损＝2200V －4V ＝2196V ，I 3＝I 2＝20A.降压变压器副线圈的输出电压和电流分别为U 4＝n 4n 3U 3＝110×2196V ＝219.6V ， I 4＝n 3n 4I 3＝10×20A ＝200A. 用户得到的功率为P 4＝U 4I 4＝219.6×200W ＝4.392×104W.(3)若直接给用户供电，线路示意图如图所示，则输电电流I ′＝P U 1＝44×103220A ＝200A. 输电线路上的电压损失ΔU ′＝I ′R 线＝200×0.2V ＝40V .所以用户得到的电压U 2′＝U 1－ΔU ′＝220V －40V ＝180V .用户得到的功率为P ′＝U 2′I ′＝180×200W ＝3.6×104W.针对训练 (多选)(2018·惠州市东江高级中学高二下学期月考)如图3所示，某小型发电站发电机输出的交流电压为500V ，输出的电功率为50kW ，用总电阻为3Ω的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220V 供用户使用(两个变压器均为理想变压器).对整个送电过程，下列说法正确的是( )图3A.输电线上的损失功率为300WB.升压变压器的匝数比为1∶100C.降压变压器的输入电压为4970VD.降压变压器的匝数比为100∶1[答案] AC[解析] 输电线上损失功率为P 损＝P ×0.6%＝50kW ×0.6%＝300W ，A 项正确；输电线上的电流为I 2＝P 损R ＝3003A ＝10A ，升压变压器副线圈两端的电压为U 2＝P I 2＝50×10310V ＝5×103V ，由U 1U 2＝n 1n 2得，n 1n 2＝110，B 项错误；输电线上损失的电压为U 损＝I 2R ＝10×3V ＝30V ，降压变压器输入电压为U 3＝5 000 V －30 V ＝4 970 V ，C 项正确.由U 3U 4＝n 3n 4得n 3n 4≈22.6，D 项错误.1.(输电线上功率损失的计算)(2017·南京市学情调研卷)“西电东送”是实现经济跨地区可持续快速发展的重要保证，它将西部丰富的能源转化为电能输送到电力供应紧张的沿海地区.为了减少远距离输电线路中电阻损耗的能量，需要采用高压输电，在保持输送功率及输电线路电阻不变的情况下，将输送电压提高到原来的10倍，则输电线路中电阻损耗的能量将减少到原来的( )A.110B.1100C.11000D.110000[答案] B[解析] 根据P ＝UI 可得I ＝P U，则输电线路上损失的功率ΔP ＝I 2R ＝⎝⎛⎭⎫P U 2R ，输送电压提高到原来的10倍，则损失的功率变为原来的1100，B 正确. 2.(输电线上功率损失的计算)(2018·江苏单科)采用220kV 高压向远方的城市输电.当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的14，输电电压应变为( ) A.55kVB.110kV C.440kVD.880kV[答案] C[解析] 输电功率P ＝UI ，U 为输电电压，I 为输电线路中的电流，输电线路损失的功率为P损＝I 2R ，R 为输电线路的电阻，即P 损＝⎝⎛⎭⎫P U 2R ，当输电功率一定时，输电线路损失的功率为原来的14，则输电电压为原来的2倍，即为440kV ，故选项C 正确. 3.(远距离高压输电的分析与计算)(多选)如图4为远距离输电示意图，发电机的输出电压U 1和输电线的总电阻r 、理想变压器匝数均不变，且n 1∶n 2＝n 4∶n 3.当用户用电器的总功率增大时( )图4A.U 1∶U 2＝U 4∶U 3B.用户的电压U 4增加C.输电线上的损失功率增大D.输电线上损耗的功率占总输送功率的比例增大[答案] ACD[解析] 根据U 1U 2＝n 1n 2，U 3U 4＝n 3n 4以及n 1∶n 2＝n 4∶n 3，知U 1∶U 2＝U 4∶U 3，故A 正确.用户用电器总功率增大时，输送功率变大，输电线上的电流增大，根据P 损＝I 2r 知，输电线上损耗的功率增大，根据ΔU ＝Ir 知，输电线上的电压损失变大；发电机的输出电压U 1不变，则升压变压器的输出电压U 2不变，降压变压器的输入电压U 3变小，用户的电压U 4减小，故B 错误，C 正确.P 损P ＝⎝⎛⎭⎫P U 22r P ＝P U 22r ，输送电压U 2和线路电阻r 不变，所以损耗功率占总功率比例增大，故D 正确.4.(远距离输电损耗的计算)(2018·孝感高二期中)在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失.有一个小型发电站，发电机输出的电功率为P ＝500kW ，当使用U ＝5kV 的电压输电时，测得安装在输电线起点和终点处的两只电能表一昼夜示数相差4800kW·h.(1)求输电线上的电流I 、输电线的总电阻r 和输电线上损失的电压U 损.(2)若想把损失功率控制为输送功率的1.6%，又不改变输电线，那么发电站应使用多高的电压向外输电？输电线上损失的电压是多少？[答案] (1)100A 20Ω 2000V (2)25kV 400V[解析] (1)输电线上损失的功率P 损＝W 损t ＝480024kW ＝200kW 输电线上的电流I ＝P U＝100A 由输电线上损失的功率P 损＝I 2r得输电线的总电阻r ＝20Ω输电线上损失的电压U 损＝Ir ＝2000V(2)由题意知损失功率P 损′＝P ×1.6%＝8kW由P 损′＝I ′2r得输电线上的电流I ′＝20A输送电压U ′＝P I ′＝25kV 输电线上损失的电压U 损′＝I ′r ＝400V .5.(远距离高压输电的分析与计算)一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输给用户，已知发电机的输出功率为500kW ，路端电压为500V ，升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶5，两变压器间输电线的总电阻为1.5 Ω，降压变压器的输出电压为220 V ，不计变压器能量损耗，求：(1)升压变压器副线圈两端的电压；(2)输电导线上的功率损失及用户得到的功率；(3)降压变压器原、副线圈的匝数比.[答案] (1)2500V (2)60kW 440kW (3)10∶1[解析] 输电线路原理图如图所示(1)升压变压器副线圈两端的电压U 2＝n 2U 1n 1＝2500V. (2)输电导线上的电流I 2＝P 2U 2＝P 1U 2＝200A 输电导线上的功率损失P 损＝I 22r 线＝60kW用户得到的功率P 用＝P 1－P 损＝440kW(3)输电导线上的电压ΔU ＝I 2r 线＝300V降压变压器原线圈两端的电压U 3＝U 2－ΔU ＝2200V降压变压器原、副线圈的匝数比为n 3n 4＝U 3U 4＝10∶1.。

安徽省长丰县高中物理第五章交变电流5.5 电能的输送教案新人教版选修3-2
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电能的输送
采用高压输电。

在输电电流一定的情况下，线
路电阻减为原来的一半，线路中损耗的功率减为原
来的21。

在线路电阻一定的情况下，电压提高一倍，
线路中的电流减为一半,而损耗的功率减为原来的
41
.
7、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?
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。

投影片展示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 =I 22
R
用户得到的功率为P 用=P -ΔP 。

输电线路上的电压损失为：ΔU =I 2R ，则U 3=U 2—
ΔU 。

8、目前,我国常用的远距离输电采用的电压有哪几
种?。

电能的输送教案【教学目标】1．了解输送电能的基本要求，了解交变电流从发电厂到用户的输电过程2．知道远距离输电时输电线上的电压损失和功率损失与哪些因素有关及减小损失的方法3．理解应用高压输电的道理，知道远距离输电线路的基本构成，会对简单的远距离输电线路进行定量计算【重、难点】重点：设计电能输送的示意图，并理解输电过程中的电压损耗和能量损耗的关系难点：输电过程中要保证输送功率不变，理解输电过程的电压损耗和能量损耗的关系【实验导入】演示实验1：模拟“小型发电机”给“小型用电器”动手画：在右边虚线框内试着画出电路图：开动脑：试着对电路的电压、电流、电能情况进行分析：若断电，由学校发电机对“小型用电器”输送电能，此时有何不同之处？演示实验2：模拟学校发电机给“小型用电器”输送电能，仔细观察现象提问：是否发现不同之处？若有：若无：应如何改进？归纳总结：【新课展开】一．实际生活中：水电站要建筑在既合理地利用天然资源火电站要建筑在又能适当的保护环境但是用电的地方却分布很广，有的地方离发电站很远，往往是城市电能便于输送，用输电导线把电源和用电设备连起来，便可输送电能了输送电能的基本要求是：①：②：③：二．分组讨论（重难点突破）：讨论1：输电线路电能损耗的原因，并如何计算其损失的电功率？假定输电线路上的电流为I，用户端的电压为U，两条导线的总电阻为r，在下图中，导线的电阻集中画为一个电阻r.讨论2：结合（1）中分析：如何减少输电线上电能的损失？①②讨论3：哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效？(结合问题1、2思考)问题1：在输送电流一定的情况下，如果输电线的电阻减为原来的一半，损失的功率减为原来的几分之几？问题2：在输电线的总电阻一定的情况下，输电线的电流减为原来的一半，损失的功率减为原来的几分之几？讨论4：再分析、论证两种途径的实际可行性：途经一:电阻定律，据此：减少：减少：增大：几种材料的电阻率思考1：怎样才能保证电功率不变的情况下，使输电的电流减小呢？思考2：实际输电过程中，输电电压是不是越高越好呢？思考3：怎样才能实现升高电压呢？升压后的电能输送到用户后，能直接用吗？还需要怎么办？三．远距离输电电路中的各种关系：1．思考与讨论：①结合闭合回路，分析各个回路物理量之间的关系②结合变压器，分析电流、电压、功率之间的关系2．输电线路功率损失的计算方法？①②③④请你纠错：课本P50页，问题2的这段推导错在了哪里？3．求解远距离输电问题的思路：①理清三个回路：②抓住三方面知识求解：（1）（2）（3）四．课堂小结：1．电能输送过程中，输电导线发热导致能量损失P损=I2r 2．降低输电损耗的两个途径：①②在远距离输电时，降低输电损耗往往采用的方法：3．远距离（高压）输电全过程：①示意图要会画②求解远距离输电问题的思路要掌握。

山东省德州市乐陵一中高中物理 5.5 电能的输送学案 新人教版选修3-2学习目标：1. 知道输电过程2. 理解为什么远距离输电要用高压3. 会分析如何减少输电线上的电压和电功率的损失学习重点：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．学习难点：远距离输电原理图的理解．学习过程：一．输送电能的基本要求： ， 和 。

二．输电线路上的损失1.损失原因：由于输电线有 ，当电流通过输电线时，产生 ，损失一部分电能，同时输电线上有电压降，故又损失一部分 .2.降低输电损耗的途径：由P 损= = 可见，降低输电线上电能损耗的方法有哪些？这些可以减少电能损耗的方法中，行之有效的方法是：三．远距离输电原理图：R 用以上图中各量之间的关系是：课堂练习：1.在电能输送的电功率一定时，输电线上损失的功率A.与输送电压的平方成正比B.与输送电压的平方成反比C.与输送电流成正比D.与输送电流的平方成正比2.某用电器距离供电电源L ，线路上的电流为I ，若要求线路上的电压降不超过U ，已知输电导线的电阻率为ρ，那么该输电导线的横截面积的最小值是（ ） A.U lI ρ B.I 2ρ C.U lI 2ρ D.ρI 2UL 3. 用10kV 高压输送电功率为100kW 的交流电，在输电线上损失2％的电功率，输电线的总电阻为________Ω；如改用5kV 电压输送100kW 的交流电，输电线上损失的电功率为________kW.4. 一台交流发电机的输出功率为50kW ，输出电压为240V ，输电线总电阻R=30Ω，允许损失功率为输出功率的6％，为满足用电需求，则该输电线路所用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少?能使多少盏“220V100W"的电灯正常发光?巩固训练：1.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.根据公式，I=P ／U ，提高电压后输电线上的电流降为原来的1／20B.根据公式I=U ／R ，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=I 2R ，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的1／400D.根据公式P=U 2／R ，提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的400倍2.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为A.PB.r U P P 2⎪⎭⎫ ⎝⎛-C.r U P 2-D.r U P 2⎪⎭⎫ ⎝⎛ 3.某发电厂发电机的输出电压为U 1，发电厂至学校的输电导线总电阻为R ，通过导线的电流为I ，学校得到的电压为U 2，则输电导线上损耗的功率可表示为 A.R U 21 B.()R U U 221- C.I 2R D.I(U 1-U 2)4.分别用1100V 和22000V 的电压输电，若输送的电功率相同，导线的材料和送电距离也相同，则当两次输电损失的电功率相等时，两次所用导线的横截面积之比为A.1：20B.20：1C.1：400D.400：15.如图所示，理想变压器的原线圈接高电压，降压后通过一段电阻不可忽略的线路接用电器.S 原来闭合，且R 1=R 2.现将S 断开，那么交流电压表的示数U ，交流电流表的示数I 和用电器R1上的功率P 1将分别是（ ）A.U 增大，I 增大，P 1增大B.U 增大，I 减小，P 1增大C.U 减小，I 减小，P 1减小D.U 减小，I 增大，P 1减小6.一小水电站，输出的电功率为20kW ，输电线总电阻为0.5Ω，如果先用400V 电压输送，后又改用2000V 电压输送，则输送电压提高后，输电导线上损失的电功率的变化情况是（ ）A.减少50WB.减少1200WC.减少7.68×106WD.增大7.68×106W7.甲地通过某输电线向乙地输送1.0×105kW 电功率，如果用5.5×103V 电压送电，输电线上损失的电功率为4.0×l02kW;如果改用1.1×l05V 电压送电，输电线上损失的电功率为________kW，若要求两次损失的电功率相同，则两次所用导线的横截面积之比为S1：S2=________.8.有一台内阻为1Ω的太阳能发电机，供给一个学校照明用电，如图所示，升压变压器匝数比为1：4，降压变压器的匝数比为4：1，输电线的总电阻R=4Ω，全校共22个班，每班有"220V40W"灯6盏，若全部电灯正常发光，则①发电机输出功率多大?②发电机电动势多大?③输电效率多少?④若使灯数减半并正常发光，发电机输出功率是否减半?。

（117）5.5 电能的输送
【教学目标】
1．通过对输电线路功率损耗的分析讨论，知道降低损耗的两个途径，了解增大导线横截面积的局限性。

2．了解从变电站到用户的输电过程。

知道远距离输电时运用高电压的道理。

3．结合电路知识，通过小组讨论分析，抓住输电线路与升压变压器和降压变压器上的电压关系、电流关系和功率关系这一主线，学会处理远距离输电问题。

4．通过学习，对电网供电的基本特性有一个基本的认识，能够解释其中的一些现象。

【预习任务】
阅读教材完成以下任务：
1．识记：电能输送的基本要求。

2．理解：降低输电损耗的两个途径。

3．思考：教材“思考与讨论”中的5个问题。

【思考与讨论】
1．从发电站经升压变压器、降压变压器直至用户，各处的电压、电流、功率关系?请画出结构简图。

2．阅读教材P47“输电新技术”一文，谈谈你对高压输电的局限性的理解？
【自主检测】
1．输送电能的基本要求是；；。

减小电能损失的有效图径有；。

在输送功率P一定的情况下，输电电压升高10倍，输电线电阻电能损失降低为原来的。

2．教材中“问题与练习”第1题。

3．教材中“问题与练习”第2题。

4．教材中“问题与练习”第3题。

5．教材中“问题与练习”第4题。

【组内检查】1．画出电能输送模型、把握电压、电流、功率关系。