§5.5电能的输送(可编辑修改word版)

《电能的输送》教案完美版第一章：电能的基本概念1.1 电能的定义电能是指电力在一段时间内所做的功，是电力和时间的乘积。

公式：电能（E）= 功率（P）×时间（t）1.2 电能的单位电能的单位是焦耳（J），也可以用千瓦时（kWh）表示。

1千瓦时= 1000瓦×3600秒= 3.6 ×10^6焦耳第二章：电能的测量2.1 电能表的作用电能表是用来测量电路中消耗的电能的仪器。

电能表的读数显示了电路中消耗的电能量。

2.2 电能表的安装与读数电能表应安装在电路的合适位置，通常在电表箱中。

电能表的读数方法：先读取黑色数字，再读取红色数字，读取小数点后的数字。

第三章：电能的传输方式3.1 输电线路的类型输电线路分为高压输电线路和低压输电线路。

高压输电线路主要用于长距离输电，低压输电线路主要用于城市和农村的电力供应。

3.2 输电线路的构成输电线路由输电塔、导线、绝缘子、接地线等构成。

输电塔用于支撑导线，导线用于传输电能，绝缘子用于隔离导线和塔，接地线用于保护人身安全。

第四章：电能的配送与使用4.1 配电线路的类型配电线路分为环网柜、开闭所、配电室等。

环网柜主要用于城市配电网，开闭所主要用于切换电路，配电室主要用于分配电能。

4.2 电能的使用用户通过配电线路接入电源，通过用电设备消耗电能。

电能的使用效率和节能措施对电能的配送和环境保护有重要意义。

第五章：电能的节约与保护5.1 节约电能的方法关闭不必要的电器设备，减少待机耗电。

使用高效节能的电器设备，提高能源利用效率。

5.2 电能保护的措施定期检查电器设备，避免电路老化造成电能浪费。

安装电能监测设备，实时了解用电情况，合理分配电能使用。

第六章：电能的产生6.1 发电机的原理发电机是利用电磁感应原理将机械能转化为电能的装置。

发电机的组成：转子、定子、磁铁、轴承等。

6.2 不同类型的发电机汽轮发电机：利用蒸汽推动转子旋转，产生电能。

水轮发电机：利用水流推动转子旋转，产生电能。

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。

A组1.在电能输送过程中,若输送的电功率一定、输电线电阻一定,则在输电线上损耗的电功率()A.和输送电线上电压的二次方成正比B.和输送电流的二次方成反比C.和输送电线上的电压降的二次方成正比D.和输送电流成正比解析:输电线上的功率损失ΔP=R,电压损失ΔU=U-U'=I线R线,输电电流I线=,所以ΔP=R线==()2R线,可见在输送功率P一定和输电线电阻一定时,ΔP与成正比,ΔP与ΔU2成正比,ΔP与U2成反比。

答案:C2.发电厂发电机的输出电压为U1,发电厂至学校的输电导线的总电阻为R,通过导线的电流为I,学校得到的电压为U2,则输电线上损耗的电压可表示为()A.U1B.U1-IRC.IRD.U2解析:输电线的电压损失ΔU=U1-U2=IR,故B错误,C正确;U1为输出电压,U2为用户得到的电压,A、D错误。

答案:C3.中国已投产运行的1 000 kV特高压输电工程是目前世界上输送电压最高的输电工程。

假设甲、乙两地原来用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()A. B. C.2P D.4P解析:由P=UI可知,输电电压提高到原来的2倍,由于输电功率不变,所以输电电流变为原来的,由P损=I2R线可知输电线上的损耗电功率将变为原来的,选项A正确。

答案:A4.照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的,可是我们在晚上七八点钟用电高峰时开灯,电灯比深夜时要显得暗些,这是因为此时()A.总电阻比深夜时大,干路电流小,每盏灯分到的电压就小B.总电阻比深夜时大,干路电流小,每一支路的电流就小C.总电阻比深夜时小,干路电流大,输电线上损失的电压大D.干路电流一定,支路比深夜时多,分去了一部分电压解析:此时用电器多,电阻小(因为用电器都是并联的),而变压器输出电压U不变,由I=可知,干路电流大,输电线上损失电压大,电灯两端电压小,故比深夜时暗,故C正确。

教学课题：电能的输送一．教学目标【知识和技能】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；；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.【过程和方法】1、培养学生的阅读和自学能力．2、通过例题板演使学生学会规范解题及解题后的思考．3、通过远距离输电原理分析，具体计算及实验验证的过程，使学生学会分析解决实际问题的两种基本方法：理论分析、计算和实验．【情感、态度、价值观】1、通过对我国远距离输电挂图展示，结合我国行政村村村通电报导及个别违法分子偷盗电线造成严重后果的现象的介绍，教育学生爱护公共设施，做一个合格公民．2、教育学生节约用电，养成勤俭节约的好习惯．二．教学重点、难点重点：1、理论分析如何减少输电过程的电能损失．2、远距离输电的原理难点：远距离输电原理图的理解．三．教学仪器投影仪四．教学方法讲授五．教学过程引入前面我们学习了电磁感应现象和发电机，通过发电机我们可以大量地生产电能．比如，葛洲坝电站通过发电机把水的机械能为电能，发电功率可达271.5万千瓦，这么多的电能当然要输到远方要用电的城市去，今天，我们就来学习输送电能的有关知识．新课1、输送电能的过程提问：发电站发出的电能是怎样输送到远方的呢？如：葛洲坝电站发出的电是怎样输到武汉、上海等地的呢？很多学生凭生活经验能回答：是通过电线输送的．在教师的启发下学生可以回答：是通过架设很高的、很粗的高压电线输送的．输送电能的过程：发电站→升压变压器→高压输电线→降压变压器→用电单位．）2、远距离输电为什么要用高电压？提问：为什么远距离输电要用高电压呢？学生思考片刻之后，教师说：这个实际问题就是我们今天要讨论的重点．分析讨论的思路是：输电→导线（电阻）→发热→损失电能→减小损失讲解：输电要用导线，导线当然有电阻，如果导线很短，电阻很小可忽略，而远距离输电时，导线很长，电阻大不能忽略．列举课本上的一组数据．电流通过很长的导线要发出大量的热，请学生计算：河南平顶山至湖北武昌的高压输电线电阻约400欧，如果能的电流是1安，每秒钟导线发热多少？学生计算之后，教师讲述：这些热都散失到大气中，白白损失了电能．所以，输电时，必须减小导线发热损失．3、提问：如何减小导线发热呢？分析：由焦耳定律，减小发热,有以下三种方法：一是减小输电时间，二是减小输电线电阻，三是减小输电电流．4、提问：哪种方法更有效？第一种方法等于停电，没有实用价值．第二种方法从材料、长度、粗细三方面来说都有实际困难．适用的超导材料还没有研究出来．排除了前面两种方法，就只能考虑第三种方法了．从焦耳定律公式可以看出．第三种办法是很有效的：电流减小一半，损失的电能就降为原来的四分之一．通过后面的学习，我们将会看到这种办法了也是很有效的．（A：要减小电能的损失，必须减小输电电流．）讲解：另一方面，输电就是要输送电能，输送的功率必须足够大，才有实际意义．（B：输电功率必须足够大．）5、提问：怎样才能满足上述两个要求呢？分析：根据公式，要使输电电流减小，而输送功率不变（足够大），就必须提高输电电压．板书：（高压输电可以保证在输送功率不变，减小输电电流来减小输送电的电能损失．）变压器能把交流电的电压升高（或降低）讲解：在发电站都要安装用来升压的变压器，实现高压输电．但是我们用户使用的是低压电，所以在用户附近又要安装降压的变压器．讨论：高压电输到用电区附近时，为什么要把电压降下来？（一是为了安全，二是用电器只能用低电压．）3.变压器能把交流电的电压升高或降低）4．输电流程理解（结合教材图）练习【例1】发电机的端电压为220V，输出的电功率为44kW，输电线电阻为0.2Ω，求用户得到的电压和电功率各是多少？如果发电站用匝数比为1∶10的变压器将电压升高，经过同样的输电线后，再用匝数比为10∶1的变压器将电压降低供给用户，用户得到的电压和电功率各是多少？【分析】无论是从发电机直接向用户供电，还是通过变压器向用户供电，发电机输出的总功率都等于输电线上损失的功率与用户得到的功率之和．【解】从发电机直接用220V电压输电时，线路中的电流输电线上损失的电压和电功率分别为U损=IR线=200×0.2V=40V，P损=IU损=I2R线=2002×0.2W=8×103W，所以，用户得到的电压和电功率分别为U用=U-U损=（220-40）V=180V，P用=P总-P损=（44×103-8×103）W=36kW．通过变压器后向用户的供电线路如图1所示．理想升压变压器次级电压输电线上损失的电压和电功率分别为（图2）U′损=I′R线=20×0.2V=4V，P′损=I′2R线=202×0.2W=80W=0.08kW．降压变压器初级的电压U降=U′-U′损=2200V-4V=2196V．降压变压器次级电压为所以，用户得到的电压和电功率分别为U′用=U′降=219．6V，P′用=P′总-P′损=44kW-0.08kW=43.92kW．【说明】（1）求解远距离输电的问题，先画出供电示意图，容易找出各部分间的关系，并有利分清输电电压与输电线上的电压（即U损）；（2）通过计算可以看出，两情况输电线上功率损失之比可见，远距离输电必须采用高压．【例2】一小型水力发电站水坝落差h=5m，流量q=1m3/s，发电机组总效率η=50％，机端输出电压350V．为了向离电站较远处的用户供电，采用先升压、再降压的办法．设输电线总电阻R线=4Ω，允许输电线电热损失功率为电站输出功率的5％，用户需要电压220V．试计算升压变压器、降压变压器的匝数比．g=10m/s2．【分析】水电站是依靠从高处落下的水冲击水轮机，由水轮机带动发电机向外供电的．能的转化方式是高处水的重力势能转化为电能．已知落差、流量和发电机组效率，即可算出发电机的输出功率．这些功率通过升压变压器——输电线——降压变压器送给用户时，仅在输电线上有能量损失．根据输电线损失功率的百分比和输电线电阻，可算出通过输电线上的电流，于是匝数比也就可算出．【解】由题中条件得1s内水做功发电机输出功率P=ηP水=0.5×5×104W=25×103W．升压变压器的输入电流（即原线圈电流）为升压变压器的输出电流（即副线圈电流）等于输电线中的电流，根据输电线中的电热损失限制得根据变压器公式知升压变压器原、副线圈的匝数比为降压变压器的输入电流即输电线中的电流I′1=I线=17.7A降压变压器的输出电流（即输入用户的电流）可由用户得到的总功率和用户电压得所以降压变压器的匝数比【说明】求解通过升、降压进行远距离送电的问题关键是分清各部分输入、输出的各个物理量及其相互关系．通常，可先画出传输的结构示意图．如本题，可作草图如下：上面解答中是通过原、副线圈的电流求出匝数比的，也可通过电压关系求解小结输电过程、高压输电的道理．作业六．教学反思：。

远东二中导学稿 ★ 高二物理选修3-2 ★ 总计第17期课题：§5.5电能的输送 主备:王红战 审核： 审批： 班级： 学习小组： 学生姓名:【学习目标】：1．阅读课文知道什么是输电导线上的功率损失和如何减少功率损失．知道什么是输电导线上的电压损失和如何减少电压损失．2．阅读课文理解为什么远距离输电要用高压．3．充分理解 ； ； 中的物理量的对应关系．4.通过典例分析学会计算输电导线上的功率损失、电压损失【学习重点】：输电导线上的功率损失、电压损失【学习难点】：计算输电导线上的功率损失、电压损失【自主预习】：一、输电导线上的功率损失1．原因：输电线有电阻，电流通过导线时要发 ，输电过程有一部分电能转化成热而损失掉．2．大小：ΔP ＝说明：I 为输电线上流过的电流，R 为输电线的电阻．要注意，输电是双线制的，计算R 时要注意输电线长度应等于输电距离的 倍．3．减少输电线上功率损失的方法： （1）减少导线上的由R ＝ρSL 可知，在输电线长度L 一定的情况下可通过选用电阻率ρ 横截面S 的导线，因条件限制，此方法减小线路能量的损失是很有限的．（2）减小输电由ΔP ＝I 2R 可知，ΔP ∝I 2，故减小输电电流可大大减少功率损失，在线路和输送功率不变时，可提高输电 以减小输电电流．采用 输电是减少线路电能损失的有效方法． 二、输电线路上的电压损失1．定义：如图所示，输电线路始端电压U 与末端的电压U ′的差值ΔU ＝ 称为输电线路上的电压损失．2．电压损失原因：（1）线路电阻:输电导线有电阻，电流通过输电导线时，会在线路的电阻上产生电压，致使输电线路末端（用电设备两端）电压U ′比起始端电压U 低，造成电压损失U －U ′．（2）线路感抗和容抗（总称电抗）3．减少输电线路上的电压损失的方法：（a ）增大输电导线的截面积以减小 ．（b ）减小输电 ．在输送电功率不变的前提下，必须提高输电三、远距离输电基本原理发电站内用 变压器 ，然后进行远距离输电，在用电区域通过 变压器降到所需的电压。