高中物理 第三章 第五节 高压输电教案 新人教版选修1-1

5 电能的输送自主学习一、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．二、降低输电损耗输电线上的功率损失ΔP＝，I为输电电流，R线为输电线的电阻．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_____．三、电网供电远距离输电基本原理：远距离输电的基本电路如图5-5-1所示．图5-5-1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．电网送电的优点电网：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，形成的全国性或地区性的输电网络．(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．合作探究一、怎样减小远距离输电过程中的电能损失案例体验(1)：把功率为200kw的电能输送到40km以外的地方，输电线上的总电阻为0.1欧姆，用200伏的电压输电，损失的功率占总功率的百分之几？案例体验(2)：把功率为200kw的电能输送到40km以外的地方，用200v的电压输电，要使功率损耗降为输电功率的25%，导线的截面积需提高为0.1欧姆时的几倍？案例体验(3)：把功率为200kw的电能输送到40km以外的地方，输电线上的总电阻为0.1欧姆，用2kv的电压输电，损失的功率占总功率的百分之几？结论:1、减小远距离输电过程中的电能损失的方法有______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________2、画出远距离输电的基本模型二、远距离输电模型中的基本关系1、电压关系2、功率关系3、电流关系4、输电电流计算公式5、输电导线上损耗电功率计算公式课堂练习1．远距离输送交流电都采用高压输电．我国正在研究用比330 k V高得多的电压进行输电．采用高压输电的优点是( )．A．可节省输电线的材料 B．可根据需要调节交流电的频率C．可减小输电线上的能量损失 D．可加快输电的速度2．关于远距离输电，下列表述正确的是( )．A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好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线，通过导线的电流为I，学校输入电压为U2，下列计算输电线损耗的式子中，正确的是( )．A.U21R线B.U1－U22R线C．I2R线 D．I(U1－U2)4．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，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n1、n2，降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(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( )．A.n2n1＞n3n4B.n2n1＜n3n4C．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4．某发电厂原来用电压为U1的交流电输电，后改用变压比为1∶50的升压器将电压升高为U2后输电，输送的电功率保持不变．若输电线路的电阻为R线，则下列说法中正确的是( )．A．由公式I＝PU2可知，提高电压后输电线上的电流降为原来的150B．由公式I＝U2R线可知，提高电压后输电线上的电流增为原来的50倍C．由公式P＝I2R线可知，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的1 2 500D．由公式P＝U22R线可知，提高电压后输电线上的功率损耗增大为原来的2 500倍5、一小型发电站通过升压，降压变压器把电能输给用户。

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第5讲高压输电［目标定位］1。

了解为什么要用高压输电.2。

知道减少远距离输送电能损失的主要途径.3.了解电网在能源利用上的作用，认识科学技术对人类生活的深远影响.一、降低导线电阻1.采用导电性能好的材料做导线.2。

使导线粗一些。

3。

降低导线电阻的措施的局限性：导线太粗，不仅要消耗大量金属材料,而且会给架线工作增加困难.想一想要降低导线的电阻可以采取哪些措施？减小导线的长度可以吗？答案根据电阻定律R＝ρ错误!可知，要降低导线的电阻,可以减小材料的电阻率或增大导线的横截面积，根据实际情况导线的长度不能改变.二、降低输电电流1。

在输送一定功率的电能时，要减小输送的电流，就必须提高输电的电压.2。

输电电压过高，会增加绝缘的困难，因而架线的费用增加，输电线路还容易向大气放电,增加电能的损失。

想一想在输送一定功率的电能时，若输送电压增大到原来的2倍，损失的电能变为原来的多少倍？答案输电线上的电流I＝错误!，损失的功率P损＝I2R＝错误!，输电导线上损失的电能和输出电压的平方成反比,输出电压提高到原来的2倍，导线上电能的损失就减为原来的错误!.三、电网供电1.电网的定义：将多个电厂发的电通过输电线、变压器连接起来,形成全国性或地区性输电网络，这就是电网。

第三章　电磁感应 第五节　高压输电
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高压线上的鸟儿为何不怕“电”　
原来，鸟儿的两只爪子是立在同一根导线上，输送220 kV 高压的LGJ型钢芯铝绞线，其横截面积是95 mm2，容许通过电流为325 A．如果小鸟两爪间距离是5 cm，这段5 cm长的导
线电阻只有1.63×10－6Ω，其两端电压不会超过5.3×10－3V ．如果鸟儿身体的电阻是10 000 Ω，那么通过鸟儿身体的电流仅0.53 mA.电流很弱，因而鸟儿不会触电．
但是，如果鸟儿站在导线上，企图用嘴去啄输电铁塔，那就要大祸临头了，因为导线与铁塔之间的电压很高，因此不等鸟儿接触铁塔，高压电弧就会把它烧焦，同时还会因短路造成停电事故．栏目链接
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要减少电能输送时的损失，有两个途径：________________________、________________.
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接一、减少电能损失的途径
减少输电线的电阻减少输送的电流
1．用电网送电，可以在一次能源产地使用________的发电机组，减少________的重复建设，降低______________的成本，获得最大的经济利益．
2．电网可以保证______和______系统的安全与可靠，调整不同地区______供需的平衡，保障_____________．,栏目链接
二、电网供电
大容量发电设施运输一次能源
发电供电
电力供电的质量
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要点　减少输电线上功率损失的方法
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五、高压输电学习目标知识脉络1．知道为什么要用高压输电．(难点)2．会计算输电过程的损失．(重点、难点)3．掌握减少远距离输电能量损失的途径．(重点)4．知道电网在能源利用上的作用.减小电能输送损失的方法[先填空]1．输电损耗的原因：由于输电线路存在电阻，就会产生热效应有电能的损耗；损耗的电能会随着输送电能的增大和线路的增长而增大．2．减小输电损耗的方法：减小输送线路的电阻，其途径：(1)尽量采用导电性能好的材料，(2)使导线粗一些．3．减小输送的电流，在输送功率一定时，必须提高送电的电压．[再判断]1．输电线路存在电阻，就一定会有电能的损耗．(√)2．减小输电损耗的最好方法是提高输电电压．(√)3．在电能的输送过程中，U为输电电压，r为输电线电阻，则输电线中电流为I＝Ur.(×)[后思考]1．减小输电线路上的损耗有哪些途径？【提示】减小电阻和提高输电电压．2．高压输电是不是电压越高越好？【提示】不是．电压很高时，绝缘器材等技术问题会复杂且要求高．所以不是电压越高越好．1．输电线上的功率损失由于P＝IU，则有输送电流I＝PU.设输电线电阻为R线，输电线上的电流为I线，则功率损失P损＝I2线R线＝P2U2R线．2．输电线上电压损失输电线上电阻两端电压ΔU＝I线·R线，这样用户得到电压U′＝U－ΔU，即ΔU＝U－U′是导线中电压损失．3．减少功率损失和电压损失的方法(1)减小输电线上的电阻：即增大导线横截面积和用导电性能较好的材料，这种方法在实际生产中效果有限．(2)减小输电电流，在输出功率不变时，由P＝UI知可增大U来减小I.1．(多选)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()【导学号：46852066】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【解析】由I线＝P送U送可知ΔP＝P2送U2送·R线，选项C对；ΔU＝P送U送·R线，选项A错；ΔP＝ΔU2R线，选项D对．此题容易犯的错误是将输电电压与损失电压相混而错选B.【答案】CD2．输电导线的电阻为r，输送电功率为P.现分别用U1和U2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为()A．U1∶U2B．U21∶U22C ．U 22∶U 21D ．U 2∶U 1【解析】 由P ＝UI 得输电线中的电流I ＝P U .输电线中损失的功率ΔP ＝I 2r＝(P U )2r ＝P 2r U 2，即在输送功率和输电线电阻不变的情况下，ΔP 1∶ΔP 2＝U 22∶U 21.【答案】 C3．(多选)远距离输送交流电都采用高压输电．我国正在研究用比330 kV 高得多的电压进行输电．采用高压输电的优点是 ( )【导学号：46852067】A ．可节省输电线的材料B ．可根据需要调节交流电的频率C ．可减少输电线上的能量损失D ．可加快输电的速度【解析】 高压输电可使输电电流减小，可减少输电线上的能量损失，又不用较粗的输电线，选项A 、C 正确；高压输电不能改变电流的频率和输电速度．选项B 、D 错误．【答案】 AC1．输电电压是指在高压输电线始端的电压U ，损失电压是指降落在输电线路上的电压ΔU ＝IR 线．2．无论是从减小输电线路上的功率损失，还是从减小电压损失来看，都要求提高输电电压，以减小输电电流．电 网 供 电[先填空]1．电网将多个电厂发的电通过输电线、变电站连接起来，形成全国性或地区性输电网络．2．优点(1)在一次能源产地使用大容量的发电机组，降低运输一次能源的成本．(2)保证发电与供电系统的安全与可靠，协调不同地区电力供需的平衡．(3)根据火电、水电、核电的特点，合理地调度电力，使电力供应更加可靠，质量更高．[再判断]1．电网是将多个电厂发的电连接起来，形成输电网络．(√)2．采用电网送电可以降低一次能源的运输成本，获得最大的经济效益．(√) 3．电网可以协调不同地区电力供需平衡．(√)[后思考]1．输电过程为何有升压变压器还要有降压变压器？【提示】升压后输电是为了减小电能损耗，用户所用的是低压电，所以还要降压，故输电过程有升压变压器还要有降压变压器．2．高压输电中为何能减少输电损失？【提示】输送相同的功率P＝UI知U越大I越小，P＝I2R线越小．损1．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，如图3-5-1所示．图3-5-12．各量间的关系(1)功率关系：发电机输出功率P1，升压变压器的输出功率P2，降压变压器的输出功率P3，线路损失功率ΔP.理想变压器满足：P1＝P2＝P3＋ΔP.(2)电压关系：在输电电路中，输送电压U1，线路损失电压ΔU，降压变压器的输入电压U2，满足：U1＝ΔU＋U2.(3)功率、电压、电流、电阻之间的关系①输送功率P1、输送电流I、输送电压U1的关系：P1＝IU1.②损失功率ΔP、输送电流I、线路电阻R的关系：ΔP＝I2R.4．(多选)远距离输送一定功率的交流电，若输送电压升高到原来的n倍，关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是()【导学号：46852068】A．输电线上的功率损失是原来的1 nB．输电线上的功率损失是原来的1 n2C．输电线上的电压损失是原来的1 nD．输电线上的电压损失是原来的1 n2【解析】当输电电压升高为原来的n倍时，输电电流减小为原来的1n，输电线上损失的功率为P损＝I2R，所以输电线上的功率损失降低到原来的1n2；因输电线上的电压损失U损＝IR，所以电压损失是原来的1n，故选项B、C正确．【答案】BC5．某电站发电机组的总输出功率为440 kW，现用2 200 V的电压，用铝导线将其送到离电站10 km远的工厂，要求电能输送过程中的损耗为输出功率的10%，求铝导线的总电阻应为多大？【导学号：46852069】【解析】由P＝UI可求出输送电能的电流，I＝PU＝440 0002 200A＝200 A由P损＝I2R可求出铝导线的总电阻，R＝P损I2＝ηPI2＝0.1×440 000(200)2Ω＝1.1 Ω.【答案】 1.1 Ω1．解决高压输电题目要画出输电图．2．高压输电并不是电压越高越好．高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。

课题：35 高压输电[习目标]1.了解为什么要用高压输电。

2.知道减少远距离输送电能损失的主要途径。

3.了解电在能利用上的作用，认识技术对人类生活的深远影响。

【自主导】为了合利用能,发电站要建在靠近这些能地方（图片）pp展示而用电的地方却分布很广一、远距离输电1、面临的问题电流流过输电导线时，由于电流的热效应，必然有一部分电能转成热而损失掉。

2、发热损失电能的计算：P损=I2R3、减小输电线上电能损失的办法：由热功率计算公式可看出（1）（2）二降低导线的电阻*缩短距离-不可能*选用导电性能好的材料作导线。

*增大导线的横截面-多种困难*实际是多股绞线拧成的，中心是钢线，它的机械强度大，不易拉断；钢线周围是铝线，不仅导电性能好，而且密度小，使输电线不致太重三降低输电电流——就是提高输电电压为什么一定要提高输电电压？思考：若输电电压提高100倍，则输送过程中损失的功率变为原的多少倍？*我国远距离输电采用110V、220V、330V的电压，少线路已经采用550V思考：是不是输电电压越高越好？为什么？*说明：一般大型发电机组发电电压是10V左右，要先升到110V、220V、330V或550V后经高压架空线送出。

到了用电区，又要遂级把电压降下。

四电供电1、将多个电厂发的电通过输电线、电站连接起，形成全国性或地区性输电络，这就是电。

2、现在，有的还与外国联，形成国际的电3、优点：（1）减少发电设施的重复建设，降低运输成本（2）可保证发电和供电的安全可靠，方便调整供需平衡，使电力供应更加可靠、质量更高。

反思小结：一、输电导线发热损失电能的计算：二、减少输电导线发热损失电能的方法：三、减小输电线的电阻的方法：1、2、3、综合：多股绞线——钢芯铝线四、减小输电线的电流方法——五、高压输电全过程；示意图和有关计算六、电供电：络，国际。

经济、可靠、质量高。

第五节《高压输电》教学设计(2) 输电线损失的电功率是多少？用户得到的功率有多少？［生］设输电电流为I，输电线的电阻为R，则功率损失为ΔP=I2R. 6250W 3750W［师］计算可以看出损失功率太多，效率低。

如何减少输电中的功率损失？［生］根据功率损失的表达式ΔP=I2R可知，要减少输电线上的功率损失，有两种方法：其一是减小输电线的电阻；其二是减小输电电流.［师］先考虑减小输电线的电阻练习2：若只改变导线的横截面积，（输电电流不变,导线材料和长度都不变），使输电损失功率由原来的6250W变为10W，导线的直径将变为原来的多少倍?［生］分析并解答［师］靠减小输电线的电阻来减少输电中的功率损失是否可行？［生］分析［师］根据电阻定律可知R线=ρ，要减小输电线的电阻R线，采用下述方法减小长度和减小电阻率是否可行？［生］分析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.结论：靠减小输电线的电阻来减少输电中的功率损失不可行？［师］如何减小输电线中的电流呢？采用高压输电通过计算用对比的方法了解为什么要用高压输电。

更深入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，抓住主要方面通过计算用对比的方法理解高压输电是减少电能损耗的为之的最有效的办法。

突出重点、突破难点练习3：将发电厂发出的400V 电压通过升压变压器，采用10KV 电压输送10KW 的电功率，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？（2）输电线中损失的电功率是多少？用户得到的功率有多少？ ［生］口算，解答 比较可知，同样是将损失功率减小到10W 现在要用变压器将电压提高即可 师生总结：高压输电是减少电能损耗的 为之的最有效地办法。

选修1.4电磁场电磁波复习教案 1【教学目的】1、知道麦克斯韦电磁理论的基本观点，以及什么是电磁场2、知道电磁波的形成和电磁波的特点3、了解无线电波的发射过程和调制的简单概念，知道无线电波接收过程的调谐、检波及无线电波的接收的基本原理4、了解电视信号的录制、发射和接收过程，了解雷达的定位原理【教学重点】1、麦克斯韦电磁理论和电磁场的概念2、电磁波和机械波的区别和联系【教学难点】无线电波的发射和接收【课时安排】1课时【教学过程】一、麦克斯韦电磁理论1、变化的磁场产生电场：均匀变化的磁场产生恒定的涡旋电场，非均匀变化的磁场才能产生变化的涡旋电场。

2、变化的电场产生磁场：均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电场才能产生变化的磁场。

麦克斯韦的这两个观点揭示电场和磁场的内在联系，由电场和磁场的变化可以形成一个统一的、不可分离的场，这就是电磁场。

二、电磁波1、电磁波：电磁振荡通过电磁场由近及远的传播。

2、电磁波的特征a、传播不需要弹性介质；b、是横波；c、真空中的波速为光速c = 3.0×108m/s ；d、具有波的一切性质，机械波的传播规律对电磁波都适用。

三、电磁波的发射和接收1、电磁波的发射a、为了发射距离尽可能远，必须提高频率，故使用开放电路；b、无线电波的调制：将信号加入载波的过程。

调制分为调频和调幅两种。

2、电磁波的接收a、谐振：通常叫做选台。

设法使我们需要的电磁波在接收天线中激起的感应电流最强。

当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强。

b、检波。

检波包括两个过程：整流和滤波。

前者是利用二极管去掉波形的一半；后者是利用电感阻高频和电容旁路高频的特性，最后使低频信号留下。

四、电视和雷达1、电视的录制、发射和接收电视在电视发射端，由摄像管摄取景物并将景物反射的光转换为电信号。

调制过程还有一个同步录音后，将声波（机械波）转换成电信号的过程。

在电视接收端，天线收到电磁波后产生感应电流，经过调谐、解调等处理，将得到的图像信号送到显像管，还原成景物的像。

五、高压输电教学目标一、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、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．教学设计方案五、高压输电教学目的：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：第三节高压输电输送电能的过程：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I=P/U，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U．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．。

3.5高压输电［课时安排］1课时［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，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。

（二）过程与方法通过思考、讨论、阅读，培养学生阅读、分析、综合和应用能力（三）情感、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，激发学生投身祖国建设的热情。

［教学重点］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与电压损失。

［教学难点］：理解高压输电原理，区别导线上的输电电压U和损失电压ΔU。

［教学器材］：投影仪、投影片［教学方法］：自学讨论法、阅读法、讲解法。

［教学过程］（一）引入新课师：人们常把各种形式的能（如水流能、燃料化学能、核能）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？这节课我们就来学习远距离输电的知识，请同学们认真仔细地阅读教材，回答老师提出的下列问题（屏幕上打出）。

（二）进行新课1．降低输电损耗的两个途径问题1：输送电能的基本要求是什么？问题2：远距离大功率输电面临的困难是什么？问题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？降低输电损耗的两个途径是什么？问题4：如何减小输电线的电阻呢？问题5：如何减小输电线中的电流呢？阅读并回答教材49页“思考与讨论”中的问题。

问题6：以上两个途径中，哪一个对于降低输电线路的损耗更有效？举例说明。

问题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？问题8：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 22R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 .问题9：目前，我国常用的远距离输电采用的电压有哪几种？ 问题10：是不是输电电压越高越好？为什么？ 问题11：采用电网供电的优点是什么？2．高压交流输电 高压输电的优点 【例1】远距离输送交变电流都采用高压输电。

选修1-1教学目标：1、了解为什么用高压输电。

2、知道减少远距输送电能损失的主要途径。

3、了解电网在能源利用上的作用，认识科学技术对人类生活的深远影响。

教学过程：上一节提到远距离输电，需要高压，为什么呢？一、阅读课本74-78页了解本节内容，并回答下列问题：1、远距离输电的电能损失在哪些地方？2、如何减小输带电损失，可以通过那些途径？3、具体减小输电损失是怎样做的？4、为什么一定要用高压输电？5、为什么用电网输电，而不是逐户送电？6、输电技术的发展过程。

二、如果需要用实验说明问题时，可以选择下列仪器：远距离输电模型三、解决问题1、电线电阻；2、根据可以知道，通过减小电阻和电流可以实现；3、降低导线电阻：粗一些，但不能太粗，中心是钢芯，四周为铝层；降低输电电流：使用高压输电；4、根据发电机输出功率一定，输电线电阻一定情况下，计算不同输电电压的导线损失；5、电网输电可以合理调度电力，保证可靠供应；6、参考课本。

四、练习课后“问题与练习”修1-1教学目标：1、了解变压器的构造，知道变压器为什么能够改变交流的电压。

2、由实验探究总结变压器原、副线圈的电压与两个线圈匝数的关系。

3、了解几种常见的变压器类型及其应用。

4、体验科学探究过程，培养实验设计与分析论证能力。

教学过程：说明：电从发电机发出后，需要输送到几千千米之外，发电站要把电压升高后才向远方输电，而家里使用的电压是220V ，地铁机车的电压是750V … … 远距离送过来的电压太高，不能直接使用，要在变电站把电压降低才能送给用户说明：因此在输电过程中，各种变压器发挥着极其重要的作用。

变压器是电气化社会不可或缺的重要设备。

我们身边有形形色色的变压器一、变压器的结构说明：变压器是由铁芯和绕在铁芯上的线圈组成的。

变压器的一个线圈跟前一级电路连接，叫做原线圈，也叫初级线圈．另一个线圈跟下一级电路连接，叫做副线圈，也叫次级线圈二、变压器为什么能改变电压演示实验实验仪器：变压器、学生电源、灯泡实验过程：①一个线圈连接学生电源的交流输出端，另一个线圈连接小灯泡的两端，闭合学生电源的开关，会看到小灯泡发光②改变学生电源的电压，重复以上实验③原线圈与副线圈对调，重复以上实验④换用其他线圈，重复以上实验实验现象：小灯泡发光，改变学生电源的电压，灯泡的亮度发生变化，原线圈与副线圈对调，灯泡的亮度发生变化问：小灯泡没有直接跟电源连接，为什么能发光？（变压器的原理是电磁感应定律，原线圈中通过电流时，铁芯中产生磁场，由于交变电流的大小和方向都在不断变化，铁芯中磁场的强弱和方向也都在不断变化。

备课时间上课时间
第周周月
班级节次
课题 3.5高压输电总课时数第节
教学目标1．了解为什么要用高压输电．
2．知道减少远距离输送电能损失的主要途径．3．了解电网供电的优点，了解输电的新技术．
教学重难点1.了解为什么要用高压输电．
2．知道减少远距离输送电能损失的主要途径．
教学
参考
教参教师用书
授课方法问题引领
教学辅助手段
多媒体
专用教室
教学教学二次备课
第五节 高压输电
教学目标：
1、 了解为什么用高压输电。

2、 知道减少远距输送电能损失的主要途径。

3、 了解电网在能源利用上的作用，认识科学技术对人类生活的深远影响。

教学过程：
上一节提到远距离输电，需要高压，为什么呢？
一、阅读课本74-78页了解本节内容，并回答下列问题：
1、 远距离输电的电能损失在哪些地方？
2、 如何减小输带电损失，可以通过那些途径？
3、 具体减小输电损失是怎样做的？
4、 为什么一定要用高压输电？
5、 为什么用电网输电，而不是逐户送电？
6、 输电技术的发展过程。

二、如果需要用实验说明问题时，可以选择下列仪器： 远距离输电模型 三、解决问题
1、 电线电阻；
2、 根据2
Q I Rt 可以知道，通过减小电阻和电流可以实现；
3、 降低导线电阻：粗一些，但不能太粗，中心是钢芯，四周为铝层；降低输电电流：使用高压输电；
4、 根据发电机输出功率一定，输电线电阻一定情况下，计算不同输电电压的导线损失；
5、 电网输电可以合理调度电力，保证可靠供应；
6、 参考课本。

四、练习
课后“问题与练习”。

3.5高压输电教学目标一、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、典例分析：某发电站通过燃烧煤来发电．发电站通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给生产和照明用户，发电机输出功率是120 kW，输出电压是240 V，升压变压器原、副线圈的匝数之比为1∶25，输电线的总电阻为10 Ω，用户需要的电压为220 V．则：(1)输电线上损耗的电功率为多少？(2)降压变压器原、副线圈的匝数比为多少？答案 (1)4 000 W (2)29011解析 (1)根据理想变压器的变压规律U 1U 2＝n 1n 2得输电电压U 2＝n 2n 1U 1＝251×240 V ＝6 000 V 输电电流I 2＝P U 2＝120×1036 000 A ＝20 A 输电线上损失的功率P 损＝I 22r ＝202×10 W ＝4 000 W.(2)输电线上损失的电压U 损＝I 2r ＝20×10 V ＝200 V降压变压器原线圈两端的电压U 3＝U 2－U 损＝6 000 V －200 V ＝5 800 V根据理想变压器的变压规律得：n 3n 4＝U 3U 4＝5 800 V 220 V ＝29011.五、课堂练习：1．一台发电机最大输出功率为4000kW ，电压为4000V ，经变压器T 1升压后向远方输电，输电线路总电阻R 线＝1kΩ，到目的地经变压器T 2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220V ,60W)．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T 1和T 2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则( )A ．T 1原、副线圈电流分别为103A 和20AB ．T 2原、副线圈电压分别为1.8×105V 和220VC ．T 1和T 2的变压比分别为1∶50和40∶1D ．有6×104盏灯泡(220V ,60W)正常发光答案 ABD解析 根据题意画出输电线路示意图如图所示．对升压变压器有P 1＝U 1I 1，可知I 1＝103A ，由输电线上消耗的功率ΔP ＝I 22R 线＝400kW ，可知输电线上电流为I 2＝20A ，A 项正确；T 1的变压比为I 2∶I 1＝1∶50；根据P ＝U 2I 2得U 2＝2×105V ，输电线上电压ΔU ＝I 2R 线＝20000V ，则副线圈输入电压为U 3＝U 2－U 线＝1.8×105V ，又灯泡正常发光，可知副线圈电压U 4＝220V ，B 项正确；T 2的变压比为n 3∶n 4＝U 3∶U 4＝1.8×105∶220，C 项错误；降压变压器的输入功率等于输出功率P 3＝P 4＝U 3I 2＝60W·n ，解得n ＝6×104，D 项正确.2.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比n 1∶n 2＝10∶1，输出端电阻R ＝50 Ω，把原线圈接入“220 V ，50 Hz ”的正弦交流电时(电表为理想电表)( )图9A.当X 为电流表时，若电阻R 增大，则原线圈中的电流将增大B.当X 为电流表时，电压表V 的示数为22 VC.当X 为电流表时，电流表的示数为11 2 A 25D.当X 为二极管时，电压表V 的示数为11 V答案 B解析 当X 为电流表时，若电阻R 增大，副线圈中的电流变小，原线圈中的电流也变小，A 项错误；当X 为电流表时，根据公式U 1U 2＝n 1n 2，解得U 2＝22 V ，电压表测量的电压为有效值，所以电压表V 的示数为22 V ，B 项正确；当X 为电流表时，电流表的示数为I 2＝U 2R ＝2250 A ＝1125A ，C 项错误；当X 为二极管时，在一个周期内只有半个周期的时间有电流通过，此时由U 2R T ＝(22 V )2R ·T 2，解得U ＝11 2 V ，D 项错误. 3.(多选)如图10所示，一理想变压器原线圈与频率为50 Hz 的正弦交流电源相连，两个阻值均为20 Ω的电阻串联后接在副线圈的两端，图中的电流表、电压表均为理想交流电表，原、副线圈匝数分别为200匝和100匝，电压表的示数为5 V .则( )图10A.电流表的示数为0.5 AB.流过电阻的交变电流的频率为100 HzC.交流电源的输出电压的最大值为20 2 VD.交流电源的输出功率为2.5 W答案 CD 解析 根据欧姆定律可得副线圈中的电流I 2＝U R ＝0.25 A ，根据理想变压器原、副线圈中的电流与匝数的关系I 1I 2＝n 2n 1，可解得I 1＝0.125 A ，A 错误；理想变压器原、副线圈中的交变电流的频率相同，都为50 Hz ，B 错误；副线圈输出电压的有效值为10 V ，根据正弦交变电流的最大值和有效值的关系可得其最大值应为U 2m ＝10 2 V ，原、副线圈电压比为U 1U 2＝n 1n 2，可得交流电源输出电压的最大值为U 1m ＝20 2 V ，C 正确；对于理想变压器，交流电源的输出功率等于变压器副线圈负载消耗的功率，P ＝2×5220 W ＝2.5 W ，故D 正确.4．黑光灯是利用物理方法来灭蛾杀虫的一种环保型设备，它发出的紫色光能够引诱害虫飞近黑光灯，然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”．如图11是高压电网的工作电路，高压电网是利用变压器将有效值为220 V 的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为0.5 cm ，已知空气在常温常压下的击穿电场为6 220 V/cm ，为防止空气被击穿而造成短路，变压器的次、初级线圈匝数比不得超过( )图11A ．1∶100B ．1∶50C ．1∶25D ．1∶10 答案 D 解析 电网两极间电场可看作匀强电场U m ＝E m d ，由题意，空气被击穿时E m ＝6 220V/cm ，由理想变压器电压关系：U 1m U m ＝n 1n 2，由峰值与有效值关系U 1m ＝2U 1，由以上各式：得n 1n 2＝110，所以次、初级线圈匝数比不得超过10∶1，选项D 正确． 5.如图12所示，理想变压器原线圈输入电压u ＝U m sin ωt ，副线圈电路中R 0为定值电阻，R 是滑动变阻器.和是理想交流电压表，示数分别用U 1和U 2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I 1和I 2表示.下列说法正确的是( )图12A.I 1和I 2表示电流的瞬时值B.U 1和U 2表示电压的最大值C.滑片P 向下滑动过程中，U 2不变、I 1变大D.滑片P 向下滑动过程中，U 2变小、I 1变小答案 C 解析 交流电表测量的是交变电流的有效值，故A 、B 错误；由于理想变压器的输出电压U 2＝n 2n 1U 1与负载无关，即滑片P 下滑时U 2不变，故D 错误；由I 1U 1＝U 22R 0＋R知R 减小时I 1变大，故C 正确.6.(多选)如图14所示电路中的变压器为理想变压器，S 为单刀双掷开关.P 是滑动变阻器R 的滑动触头，U 1为加在原线圈两端的交流电压，I 1、I 2分别为原线圈和副线圈中的电流.下列说法正确的是( )图14A.保持P 的位置及U 1不变，S 由b 切换到a ，则R 上消耗的功率减小B.保持P 的位置及U 1不变，S 由a 切换到b ，则I 2减小C.保持P 的位置及U 1不变，S 由b 切换到a ，则I 1增大D.保持U 1不变，S 接在b 端，将P 向上滑动，则I 1减小答案 BC解析 保持P 的位置及U 1不变，S 由b 切换到a ，则副线圈匝数增加，输出电压增大，输出功率增大，则输入功率随之增大，故A 错，C 对；S 由a 切换到b ，副线圈匝数减小，输出电压减小，则输出电流减小，B 对；只是将P 上滑，R 减小，I 2增大，由I 1＝n 2I 2n 1可知I 1增大，则D 错.7.如图15所示，用理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，变压器降压后用总电阻为R 的输电线对用电器供电，设两个灯泡的电阻相同，且都在发光，若将滑动变阻器的滑片P 向N 移动，会出现的现象是( )图15A.电流表的示数变大，灯泡L 1、L 2均变暗B.电流表的示数变小，灯泡L 1、L 2均变暗C.电流表的示数变大，灯泡L 1变亮，L 2变暗D.电流表的示数不变，灯泡L 1变暗，L 2变亮答案 C六、课堂小结：输电过程、高压输电的道理．七、作业：完成预习案。

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高压输电教学目标1、了解为什么用高压输电。

2、知道减少远距输送电能损失的主要途径.3、了解电网在能源利用上的作用，认识科学技术对人类生活的深远影响。

重点1、了解用高压输电的目的。

2、如何减小远距离输送电能损失。

难点1、了解用高压输电的目的。

2、如何减小远距离输送电能损失。

教法及教具教练结合启发式教学过程教学内容个案调整教师主导活动学生主体活动一、自主学习【问题1】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，从葛洲坝电站发出的电输送到武汉、上海等地,在如此远距离输电过程中,主要需要考虑哪些方面的问题？【问题2】认识远距离输电的必要性远距离输电中,通常是通过架设很高的、很粗的高压电线把电能输送到目的地的，远距离输电为什么要用高电压？学生认真听讲学生识记知识点教学过程【问题3】认识电能（功率)损失的原因及减少电能损失的途径①电能（功率)损失的主要原因:_________________________________________________________________________②减少电能损失的两种途径：____________________________________________________________________________【问题4】远距离输电过程中，除电能（功率）损失以外，输电线上还可能有哪些损失(如电压、电流等)？用问题3中的减少电能(功率）损失的有效方法能有效减少这些损失吗？【问题5】远距离输电的方式．①远距离输电中的两种模式：，．②现代直流输电示意图:_____________________________________________________学生填写学案户③远距离输电常用的几种高压有：．④在实际的远距离输电过程中，输电电压是不是越高越好？试说说你的理由．二、合作探究【问题1】远距离输电中电能的损失通过计算探讨：远距离输电过程中电能损失问题的严重性．河南平顶山至湖北武昌的高压输电线电阻约400Ω，如果通过输电线的电流是1A，每秒钟导线发热多少？【问题2】由焦耳定律Q=I2Rt探讨减少导线发热方法？（1）由焦耳定律Q=I2Rt可知减少导线发热的三种方法：一是减小，二是减小 ,三是减小．（2）在远距离电能输送过程中，输电导线上损失的电能（ )A．与输送导线上的电流成正比B．与输送导线上电流的平方成正比C．与输电导线的电阻成正比D．与输电导线的电阻成反比【问题3】探究远距离输电中，减少电能损耗方法的师生共同小结可行性（1）通过计算体会减小电阻来减少电能损耗的可行性：把200kW的电能输送到100km以外，若其他条件均不变,仅将输电线的电阻减小为原来的1/10,则损耗的功率是原来的多少?（2）通过计算体会提高输电电压来减少电能损耗的可行性：把200kW的电能输送到100 km以外,若其他条件均不变，仅将输电电压升高为原来的10倍，则损耗的功率是原来的多少？三、小结：对本节内容做简要的小结四、作业:板书设计(用案人完成）布置作业教学札记。