湖北省宜昌市高中物理第五章交变电流第五节电能的输送学案(无答案)新人教版选修3_2

高中物理5.5 电能的输送学案新人教版选修5、5 电能的输送导学案【学习目标】1、知道什么是输电导线上的功率损失和如何减少功率损失、2、知道什么是输电导线上的电压损失和如何减少电压损失、3、理解为什么远距离输电要用高压、【学习重点和难点】重点：理解减少电能损失的两条途径。

难点：远距离输电回路的分析。

【自主学习】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：保证电能的质量和稳定、(3)经济：输电线路建造和运行的费用低、电能损耗少、2、降低输电损耗的两个途径(1)输电线上的功率损失：ΔP＝，I为输电电流，r为输电线的电阻、(2)降低输电损耗的两个途径①减小输电线的：在输电距离一定的情况下，为了减小，应当选用的金属材料，还要尽可能增加导线的、②减小输电导线中的：为减小输电，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电、二、电网供电1、远距离输电基本原理：远距离输电的基本电路，如图所示、在发电站内用变压器，然后进行远距离输电，在用电区域通过变压器降压降到所需的电压、2、电网：通过输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成的全国性或地区性的输电网络、3、电网送电的优点(1)降低一次能源的运输成本，获得最大经济效益、(2)减少的风险，调济不同地区电力供需的平衡，保障供电的、(3)合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高、【精讲点拨】一、输电电压与损失电压、输送功率与损失功率概念分析远距离输电原理示意图及输电过程(如上图所示)1、输电(送)电压是指加在高压输电线始端的电压，即升压变压器的输出电压U2、2、损失电压是指降落在输电线路上的电压，即ΔU=U线=I线R线、输电导线有电阻，电流通过输电导线时，会在线路上产生电势降落，致使输电线路末端的电压U3比起始端电压要低，这就是输电线路上的电压损失ΔU＝U2－U3、对于交流输电线路来说，造成电压损失的原因既有电阻又有感抗和容抗、其中电阻造成的电压损失ΔU=U线=I线R线、高中阶段在计算中只考虑输电线路电阻所造成的电压损失、例、随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩大，节能变得越来越重要、某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U1，输电导线总电阻为R，在某一时段用户需求的电功率为P0，用户的用电器正常工作的电压为U2、在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是()A、输电线上损耗的功率为B、输电线上损耗的功率为C、若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电D、采用更高的电压输电会降低输电的效率二、如何分析远距离输电回路1、解决远距离输电问题时，应首先画出输电的电路图，如图所示，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置、2、电路被划分为几个独立的回路，在每个回路中，变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源，每个回路均可以应用闭合电路欧姆定律，串、并联电路规律，而变压器的电压、电流、功率关系是联系不同回路的桥梁、(1)第一个回路：I1＝I机， U1＝U机， P1＝P机， P1＝U1I1(2)第二个回路：①电流关系：I2＝I线＝I3 ②电压关系：U2＝ΔU＋U3 ③功率关系：P2＝ΔP＋P3P3＝U3I3 ， P2＝U2I2(3)第三个回路：I4＝I用， U4＝U用， P4＝P用， P4＝U4I4(4)第一个回路与第二个回路之间＝P1＝P2 ＝(5)第二个回路与第三个回路之间＝P3＝P4 ＝例、如图所示，学校有一台应急备用发电机，内阻为r＝1Ω，升压变压器匝数比为n1∶n2＝1∶4，降压变压器的匝数比为n3∶n4＝4∶1，输电线总电阻为R线＝4Ω，全校有22间教室，每间教室安装“220 V,40 W”的电灯6盏，要求所有的电灯都正常发光，求：(1)输电线上损耗的电功率P损多大？(2)发电机的电动势E多大？【典例剖析】例1、某小型实验水电站输出功率是20 kW，输电线路总电阻是6 Ω、(1)若采用380 V输电，求输电线路损耗的功率和用户得到的电压、(2)若改用5 000 V高压输电，用户端利用n1∶n2＝22∶1的变压器降压，求用户得到的电压、【跟踪发散】(xx福建理综)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、2PD、4P例2、一座小型水电站，水以3 m/s的速度流入水轮机，而以1 m/s 的速度流出，流出水位比流入水位低1、6 m，水的流量为1 m3/s，如果水流损失的机械能有75%供给发电机、求：(g取10 m/s2)(1)若发电机效率为80%，则发电机的输出功率为多大；(2)若发电机的输出电压为240 V，输电线的总电阻Ω，允许损失的电功率为输出功率的5%，用户所需电压为220 V，则在送电过程中所用的升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比各是多少、【跟踪发散】某发电站的输出功率为104 kW，输出电压为4 kV，通过理想变压器升压后向80 km远处用户供电、已知输电线的电阻率ρ＝2、410－8 Ωm，导线横截面积为1、510－4 m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：(1)升压变压器的输出电压；(2)输电线路上的电压损失、【达标检测】1、下列关于电能输送的说法正确的是()A、输送电能的基本要求是可靠、保质、经济B、减小输电导线上功率损失的唯一方法是采用高压输电C、减小输电导线上电压损失的唯一方法是增大输电线的横截面积D、实际输电时，要综合考虑各种因素，如输电功率大小、距离远近、技术和经济条件等2、远距离输送一定功率的交流电，若输电线电阻一定，下列说法正确的是()A、输电线上的电压损失跟输电电压成正比B、输电线上的功率损失跟输电电压成正比C、输电线上的功率损失跟输电电压的平方成反比D、输电线上的功率损失跟输电线上的电压损失的平方成正比3、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I＝B、输电线上的电流I＝C、输电线上损失的功率P＝()2RD、输电线上损失的功率P＝4、在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，输电导线电阻率为ρ，截面面积为S，导线的总长度为L、输电线上损耗的电功率为P′，用户得到的电功率为P用，则P′和P用的关系式正确的是()A、P′＝B、P′＝C、P用＝P－D、P用＝P5、(xx浙江理综)某水电站，用总电阻为2、5 Ω的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3106 kW、现用500 kV电压输电，则下列说法正确的是( )A、输电线上输送的电流大小为2、0105 AB、输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC、若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9108 kWD、输电线上损失的功率为ΔP＝U2/r，U为输电电压，r为输电线的电阻6、某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电、已知输电线的总电阻为R，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1，降压变压器副线圈两端交变电压u＝220 sin100 πt V，降压变压器的副线圈与阻值R0＝11 Ω的电阻组成闭合电路、若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是()A、通过R0电流的有效值是20 AB、降压变压器T2原、副线圈的电压比为4∶1C、升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压D、升压变压器T1的输出功率大于降压变压器T2的输入功率7、如下图为远距离输电线路的示意图：若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是()A、升压变压器原线圈中的电流与用户用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变压器的输入电压8、某山区小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后通过高压输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器，经降低变压器降压后再输送至村寨中各用户、设变压器都是理想的，那么随着村寨中接入电路的用电器消耗的总功率的增加，则()A、通过升压变压器初级线圈中的电流变大B、升压变压器次级线圈两端的电压变小C、高压输电线路上的电压损失变大D、降压变压器次级线圈两端的电压变小9、(xx江苏单科)在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变、随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有()A、升压变压器的输出电压增大B、降压变压器的输出电压增大C、输电线上损耗的功率增大D、输电线上损耗的功率占总功率的比例增大10、如右图所示为理想变压器原线圈所接交流电压的波形、原、副线圈匝数比n1∶n2＝10∶1，串联在原线圈电路中电流表的示数为1 A，下列说法正确的是()A、变压器输出端所接电压表的示数为20 VB、变压器的输出功率为200 WC、变压器输出端的交流电的频率为50 HzD、穿过变压器铁芯的磁通量变化率的最大值为 Wb/s11、(xx全国Ⅱ)图中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连：P为滑动头、现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯泡L两端的电压等于其额定电压为止、用I1表示流过原线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，U2表示灯泡两端的电压，N2表示灯泡消耗的电功率(这里的电流、电压均指有效值；电功率指平均值)、下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是()12、某变电站用220 V的电压送电，导线损失的功率为输送功率的20%，若要使导线损失的电功率降为输送功率的5%，则输送电压应为多少？13、发电机的输出端电压为220V，输出功率为44 kW，输电线总电阻为0、2Ω，如果用初、次级线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线后，再用初、次级线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压后给用户供电、(1)求用户得到的电压和功率；(2)若不用升压和降压而直接向用户供电，求用户得到的电压和功率、。

[课时22] 第5节电能的输送适用年级：高二，所需课时：1课时概述这是一节介绍物理知识的常识课。

在学习了“电能的获得”后，通过阅读课文，查阅课文中的插图，以及观察高压输电的模型等方法，让学生知道发电机发出的电能是怎么样通过电网传递到远距离的千家万户，知道确保电网的安全和稳定运行是现代社会的重要保障。

[三维学习目标](一)、知识与技能1．知道“便于远距离输送”是电能的优点。

2．知道电能输送过程中有功率损失和电压损失，理解降低这两种损失的途径。

3．知道输电过程的几个环节，并能够画出示意图，根据示意图会进行简单的计算。

4．了解电网供电的优点。

5．了解输电的新技术。

(二)、过程与方法1．通过阅读、思考与讨论，提高学生分析解决实际问题的能力。

2．通过理论探究与演示实验验证相结合，培养学生的科学研究方法。

(三)、情感态度与价值观体会物理知识在生产、生活中的巨大作用，激发学生学好知识投身祖国建设的热情。

[重点与难点]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，理解输电过程中的电压损耗和能量损耗的关系。

[教学方法]学生自主学习，讨论分析，教师讲授。

[预期的学习成果]1.知道减少输电损失的方法。

2.会计算电能输送过程中的功率损失和电压损失。

3.能说出输电过程的几个环节，并能画出示意图。

4.能运用输电示意图进行简单计算。

[所需教学材料和资源] (在此列出学习过程中所需的各种支持资源) 具备上网及投影功能的多媒体教室或网络教室[评价设计]1.通过预习检查，检测目标1的达成2.通过习题2的回答，检测目标2的达成3.通过习题的回答，检测目标3、4的达成[教学过程](一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（二）、创设情境，导入新课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。

高中物理 5.5 电能的输送学案新人教版选修5、5 电能的输送学习目标：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、充分理解；；中的物理量的对应关系3、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4、理解为什么远距离输电要用高压教学重点：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、教学难点：远距离输电原理图的理解过程与方法：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【预习案】一、复习知识：变压器的相关知识二、教材导读目标一：电功率损失和电压损失1、功率损失：远距离输送电能，由于输电线上的电流热效应，电能转化为热能。

出现功率损失△P= 。

2、电压损失：远距离输送电能，线路中电阻R上消耗部分电压，即电压损失△U= 。

3、减少功率损失和电压损失的方法：⑴ ⑵【探究】我们已经找到了两种方法可以减少功率和电压的损失，那么我们现在考虑下哪种方法更合理而且效果更好呢？n1n2U2U3n3n4RU4RI1I2目标二：高压输电及各物理量间关系1、U1~远距离输电线路图如右图所示：降压变压器升压变压器2、常用分析公式：（1）远距离输电的电流：I2= （2）输电导线损失的电功率：P损= （3）输电导线损失的电压：U损=【例一】如果发电站发电机输出电压为220V，输出功率为44KW的电能通过电线直接供给用户，那么若每条输电线电阻为0、2Ω，求用户得到的电压和电功率各是多少？如果发电站先用变压比为1：10的升压变压器将电压升高，经同样输电线路后，再经过10：1的降压变压器降压后供给用户，则用户得到的电压和电功率又各是多少？（变压器为理想变压器）3、由上题的计算我们能得到什么样的结论？目标三：电网供电1、电网：2、电网输电的优点（1）降低一次能源的运输成本，获得最大经济效益（2）减少断电的风险，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【训练案】发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线电阻为10 Ω、若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：（1）在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比、（2）画出此输电线路的示意图、（3）用户得到的电功率是多少？。

第5课时电能输送研究学考·把握考情]基础梳理]1．输送电能根本要求(1)可靠：保证供电线路可靠地工作，少有故障。

(2)保质：保证电能质量——电压与频率稳定。

(3)经济：输电线路建造与运行费用低，电能损耗少。

2．降低输电损耗两个途径输电线上功率损失ΔP＝I2R线，I为输电电流，R线为输电线电阻。

(1)减小输电线电阻在输电距离一定情况下，为了减小电阻，应中选用电阻率小金属材料，还要尽可能增加导线横截面积。

(2)减小输电导线中电流为减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定电功率，就要提高输电电压。

要点精讲]1．对损失电能分析任何输电线都有电阻，因此通过输电线向远方输送电能时，电流流过输电线，因输电线有电阻而发热，从而损失电功率。

设输电电流为I，输电线电阻为R，那么输电线上功率损失P损＝I2R。

设输送电功率为P，输电电压为U，输电线总长度为L，横截面积为S，电阻率为ρ，那么输电电流I＝PU，输电线电阻为R＝ρLS。

所以输电线上功率损失可表示为P损＝(PU)2·ρL S。

2．对减小功率损失途径理解根据P损＝I2R可知，减小输电线路上功率损失方法主要有两种。

(1)减小输电线电阻R，根据R＝ρLS由于输电距离一定，所以在实际中不可能通过减小L来减小R。

①减小电阻率ρ：目前一般用电阻率较小铜或铝做导线材料。

②增大导线横截面积S：这要多消耗金属材料，增加本钱，同时给输电线架设带来很大困难。

(2)减小输电电流I，根据I＝PU①减小输送功率P：在实际中不能以用户少用或不用电来到达减小功率损失目。

②提高输电电压U：在输送功率P一定，输电线电阻R一定条件下，输电电压提高到原来n倍，据P损＝(PU)2·R知，输电线路上功率损失将降为原来1n2。

根据以上分析知，采用高压输电是减少输电线路上功率损失最有效、最经济措施。

【例1】远距离输送交变电流都采用高压输电。

采用高压输电优点是( )A．可节省输电线材料B．可根据需要调节交变电流频率C．可减少输电线上能量损失D．可加快输电速度解析远距离输电时往往输送电功率一定，根据P＝UI知，输送电压U越高，那么输送电流I＝PU越小，根据P损＝I2r知，在输电线上功率损失一定情况下，输电线电阻可略大些，导线可做得细一些或选择电阻率略大材料(非铜材料)；假设输电线确定，即r确定，那么可减少输电线上能量损耗，应选项A、C正确。

第五章 第5节《电能的输送》导学案班级： 组别： 组名： 姓名：【学习目标】：1、知道“便于远距离输送”是电能的优点，知道输电过程。

2、掌握什么是输电线上的功率损失和如何减少功率损失。

（重点、难点）3、掌握什么是输电导线上的电压损失和如何减少电压损失。

（重点、难点）4、理解远距离输电要用高压，会设计电能输送的示意图，并理解电压损耗和能量损耗的关系。

（难点）【学习方法】：讨论、讲解、探究【知识链接】：1、电阻定律=R ，电功率P 电= ，热功率P 热= 。

2、理想变压器原副线圈的电压之比=21U U ,电流之比=21I I . 【学习过程】：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转化为电能，发电功率可达271.5万千瓦，这些电能主要输送到华中、华东地区。

今天，我们就来学习电能的输送有关知识。

知识点一： 降低输电损耗的两个途径下图为从发电厂到用户，电能的输送示意图。

1、请在图中恰当的位置标出所给的物理量：输电线路中的输送电流为线I ，两条输电线的总电阻为线R ,输P 为发电厂输出的功率，线P 为输电线路中损失的功率，用P 为用户接受到的功率，输U 为发电厂的输送电压，线U 为输电线路中损失的电压。

2、输电线路中损失的功率线P = 。

3、有几种途径降低输电损失？每种情况具体怎么操作？4、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，线路上损失的功率将减为原来的 ；在线路电阻一定的情况下，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 。

5、通过计算你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效？6、若发电厂输送的电功率为输P ，用户得到的功率为用P ，线路中损耗的功率为线P ，则它们应当满足什么关系？知识点二：高压输电的原因问题一、若发电厂输送的电功率为输P ，输送电压为输U ，则输送电流线I = ， 输电线总电阻为R ，则线路中损耗的功率线P = 。

5.5 电能的输送【学习目标】1.理解输电线上电能的损失与哪些因素有关.2.理解减小电能损失的两个途径以及高压输电的原理.3.3.知道远距离输电的典型电路，并能利用变压器和电路的规律解决实际问题．一、降低输电损耗的两个途径[问题设计]如图1所示，假定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 ，输送功率为P ，发电厂输出的电压为U.那么：图1(1)远距离大功率输电面临的困难是什么？(2)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？降低输电损耗的两个途径是什么？(3)为什么远距离输电必须用高压呢？[要点提炼]输电线上的电压损失和功率损失(设输电线上电阻为R ，电流为I)1．电压损失输电线始端电压U 与输电线末端电压U′的差值．ΔU＝U －U′＝IR.2．功率损失(1)远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损失，损失的电功率ΔP＝I 2R.(2)若输电线上损失的电压为ΔU，则功率损失还可以表示为ΔP＝ΔU 2R，ΔP＝ΔU·I . 3．减小电压、功率损失的方法(1)减小输电线的电阻由R ＝ρl S可知，距离l 一定时，使用电阻率小的材料，增大导体横截面积可减小电阻． (2)减小输电电流I由P ＝UI 可知，当输送功率一定时，升高电压可以减小电流．[延伸思考] 为什么在用电高峰期家中的白炽灯灯光较暗？二、远距离输电电路中的各种关系[问题设计]某发电站向远处送电的示意图如图2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．图2(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、n1、n2、n3、n4线圈的电阻均忽略不计)．(2)每个变压器中的电流、电压、功率有什么关系？[要点提炼]远距离输电问题的分析1．远距离输电基本原理在发电站内用升压，然后进行远距离输电，在用电区通过降到所需的电压．2．解决远距离输电问题时，应首先画出输电的电路图，如图3所示，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置．图33．分析三个回路，在每个回路中，变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源．4．综合运用下面三方面的知识求解(1)能量守恒：P＝U1I1＝U2I2＝P用户＋ΔPΔP＝I22RP用户＝U3I3＝U4I4.(2)电路知识：U2＝ΔU＋U3ΔU＝I2R(3)变压器知识：U 1U 2＝I 2I 1＝n 1n 2U 3U 4＝I 4I 3＝n 3n 4. 其中ΔP＝I 22R ，ΔU＝I 2R 往往是解题的切入点．一、输电线上功率损失的计算例1 超导材料电阻降为零的温度称为临界温度.1987年我国科学家制成了临界温度为90 K 的高温超导材料，利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电．现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4 Ω，它提供给用电器的电功率为40 kW ，电压为800 V ．如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为( )A ．1 kWB ．1.6×103 kWC ．1.6 kWD ．10 kW例2 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)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？它占输出功率的几分之几？(3)若将电压升高至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？它占输出功率的几分之几？二、远距离输电问题例3 某小型水电站的电能输送示意图如图4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n 1、n 2.降压变压器原、副线圈匝数分别为n 3、n 4(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4A.n 2n 1>n 3n 4B.n 2n 1<n 3n 4C ．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例4 发电机的输出电压为220 V ，输出功率为44 kW ，输电导线的电阻为0.2 Ω，如果用原、副线圈匝数之比为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，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将电送到用户，求用户得到的电压和功率．1．(输电线上功率损失的计算)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.P4B.P2C．2P D．4P2．(输电线上电压损失问题)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，这是因为用电高峰时 ( )A．总电阻比深夜时大，干路电流小，每盏灯分到的电压较小B．总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流较小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，分去了一部分电流3．(远距离输电问题)在如图5所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有( )图5A．升压变压器的输出电压增大 B．降压变压器的输出电压增大C．输电线上损耗的功率增大 D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大4．(远距离输电问题)某小型水电站发电机输出的电功率为100 kW，输出电压为250 V，现准备向远处输电．所用输电线的总电阻为8 Ω，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220 V电压，求应选用匝数比分别为多大的升压变压器和降压变压器？题组一减小输电损失的途径1．中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重，其客观原因是电网陈旧老化．近来，农村进行电网改造，为减少远距离输电的损耗而降低电费价格可采取的措施有( ) A．提高输送功率 B．增大输送电流C．提高输电电压 D．减小输电导线的横截面积2．如图1所示为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述正确的是( )错误！未找到引用源。

高二物理选修3-2第五章交变电流第五节电能的输送导学案【教学目标】1．了解从变电站到用户的输电过程。

知道远距离输电时应用高电压的道理。

2．引导学生积极主动探究，发现问题，解决问题，在学习知识的同时获得一定的成就感。

【教学重点】知道什么是导线上的功率损耗和电压损耗；知道如何减小损耗【教学难点】会设计电能输送的示意图，并理解电压损耗和能量损耗的关系【自主学习】一、降低输电损耗的两个途径设输电电流为I，输电线的电阻为r，则输电线上的功率损失为P=I2r。

据此，可以有两个途径来减小输电损失。

1．一个途径是减小输电线的电阻。

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，如铜、铝来制造输电线。

此外，还要尽可能增加导线的横截面积。

但是导线横截面积的增加是有一定限度的。

过粗的导线会耗费太多的金属材料，而且输电线太重、太粗也给铺设工作带来困难。

2．另一个途径减少输电导线的电流。

【思考与讨论】假定输电线路中的电流是I，用户端的电压是U，两条导线的电阻是r，如图所示。

1．怎样计算输电线路损失的功率？2．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？在线路电阻一定的情况下，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？3．通过第2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。

4．怎样计算用户消耗的功率P？5．在保证用户的电功率的前提下，怎样才能减小输电电流？（1）远距离输电时，为了降低输电线路中的损耗，就要减小输电电流；为了减小输电电流，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。

现代远距离输电电压都很高。

目前我国远距离送电采用的电压有：110kV、220kV、330kV，输电干线已经采用500kV超高压，西北电网的电压甚至达到750kV。

（2）输电电压也不是越高越好。

电压越高，对输电线路绝缘性能的要求就越高，线路修建费用就会增多。

第五章交变电流第五节电能的输送教案班别姓名学号一、自主预习远距离输电1．输电过程（如下图）2．输送电流U U（ 1） _______；（ 2）IR3．输电导线上的能量损失：主假如由_______发热产生的，表达式为Q=I2Rt。

4．电压损失（1） _______；（ 2） U=IR。

5．功率损失（1） _______；（ 2） P=I2R=（P）2R U6．降低输电消耗的两个门路（）减小输电线的电阻，由电阻定律R l1可知，在输电距离必定的状况下，为了减小电阻，应采S用_______的资料，也能够 _______导线的横截面积；（ 2）减小输电导线中的输电电流，由 P=UI 可知，当输送功率一准时，提升 _______，能够减小 _______。

IPU =U–U ′P=P–P′电阻率小增添输电电压输电电流输电线的电阻U二、讲堂打破远距离输电问题1．远距离输电的办理思路对高压输电问题，应按“发电机→ 升压变压器→远距离输电线→ 降压变压器→ 用电器”，或按从“用电器” 倒推到“发电机”的次序一步一步进行剖析。

2．远距离高压输电的几个基本关系（以以下图为例）（1）功率关系： P1=P2， P3=P4， P2=P 损 +P3；（ 2）电压、电流关系：U 1n1I 2，U3n3I 4，2U+U3，I2 3线；U 2n2I 1U 4n4I 3U ==I =I（ 3）输电电流：I线P2P3U 2U3 ；U 2U 3R线（ 4）输电线上消耗的电功率：P损=I 线U=I 线2R线=(P2)2R 线。

U 2当输送功率一准时，输电电压增大到本来的n 倍，输电线上消耗的功率就减小到本来的1n2 3．远距离输电问题的“三二一”（ 1）理清三个回路（ 2）抓住两个联系①理想的升压变压器联系了回路1 和回路 2，由变压器原理可得：线圈 1（匝数为 n 1 ）和线圈 2（匝数为 n 2）中各个量间的关系是U 1n 1 I 1n 22；，1U 2n 2 n 1 ，P =I 2②理想的降压变压器联系了回路2 和回路 ，由变压器原理可得：线圈 3（匝数为 n 3 ）和线圈 （匝数34为 n 4）中各个量间的关系是U 3 n 3 ， I3 n4 ， 3 4。

电能的输送教学目标一、知识目标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.二、能力目标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．三、情感目标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．教学建议教材分析及相应的教法建议1、对于电路上的功率损失，可根据学生的实际情况，引导学生自己从已有的直流电路知识出发，进行分析，得出结论．2、讲解电路上的电压损失，是本教材新增加的．目的是希望学生对输电问题有更全面、更深人和更接近实际的认识，知道影响输电损失的因素不只一个，分析问题应综合考虑，抓住主要方面．但真正的实际问题比较复杂，教学中并不要求深人讨论输电中的这些实际问题，也不要求对输电过程中感抗和容抗的影响进行深入分析．教学中要注意掌握好分寸．3、学生常常容易将导线上的电压损失面与输电电压混淆起来，甚至进而得出错误结论．可引导学生进行讨论，澄清认识．这里要注意，切不可单纯由教师讲解，而代替了学生的思考，否则会事倍功半，形快而实慢．4、课本中讲了从减少损失考虑，要求提高输电电压；又讲了并不是输电电压越高越好．希望帮助学生科学地、全面地认识问题，逐步树立正确地分析问题、认识问题的观点和方法．教学重点、难点、疑点及解决办法1、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．2、难点：远距离输电原理图的理解．3、疑点：；；；的对应关系理解．4、解决办法通过自学、教师讲解例题分析、实验演示来逐步突破重点、难点、疑点教学设计方案电能的输送教学目的：1、了解电能输送的过程．2、知道高压输电的道理．3、培养学生把物理规律应用于实际的能力和用公式分析实际问题的能力．教学重点：培养学生把物理规律应用于实际的能力和用公式分析实际问题的能力．教学难点：高压输电的道理．教学用具：电能输送过程的挂图一幅（带有透明胶），小黑板一块（写好题目）．教学过程：一、引入新课讲述：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用电的地方去，今天，我们就来学习输送电能的有关知识．二、进行新课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．出示：电能输送挂图，并结合学生生活经验作介绍．板书：第三节电能的输送输送电能的过程：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．板书：（高压输电的道理）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．板书结论：（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．板书：（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．）板书：（3.变压器能把交流电的电压升高或降低）三、引导学生看课本，了解我国输电电压，知道输送电能的优越性．四、课堂小结：输电过程、高压输电的道理．五、作业布置：某电站发电功率约271.5万千瓦，如果用1000伏的电压输电，输电电流是多少？如果输电电阻是200欧，每秒钟导线发热损失的电能是多少？如果采用100千伏的高压输电呢？探究活动考察附近的变电站，学习日常生活中的电学知识和用电常识．了解变压器的工作原理调查生活中的有关电压变换情况．调查：在电能的传输过程中，为了减小能量损耗而采用提高电压的方法，可是在提高电压后相应的对一些设备的要求也会提高，请调查在高压输电和低压输电过程中的投入产出比．。