高中物理新课标版人教版选修3-2精品课件：(选修3-2)5[1].5远距离输电1

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YJ ·物理 选修3-2
●课标解读
教 学 教 法 分 析
1．知道交变电流从变电站到用户的输电过程和输电线 路．
课 堂 互 动 探 究
教 学
2．知道远距离输电时应用高电压的道理．弄清输电导线 当
方
堂
案 上影响电功率损失和电压损失中各因素的制约关系．
双
设
基
计
达
3．了解高压交流和高压直流输电的优缺点及两种系统的 标
教
学 方 案
①减小电阻：据 R＝ρLS判断，(a)减小输电线的长度 L：
当 堂 双
设
基
计
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
达 标
课
前 R.(b)减小电阻率 ρ：目前，一般用电阻率较小的铜或铝作为
自
课
主 导
输电线材料．(c)增大导线的横截面积 S：这要多耗费金属材
时 作
学
业
料，增大成本，同时给输电线的架设带来很大的困难．
压输电的道理.
．(重点)
双 基
计 3.了解高压交流和高压直 3.高压交流和高压直流输电
达 标
课 流输电的优缺点.
的比较．(难点)
前 自
4.会利用变压器的规律和 4.远距离输电的分析和计算
课
主 导
能量守恒的观点对简单的 ．(难点)
时 作
学 远距离输电进行定性分析
业
和计算.
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课
主
时
导 学
因为 I＝UP，在输送电功率 P 不变的前提下，应提高输电
作 业
电压 U.
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如：电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑 运行时要用微型风扇及时散热等等。
延伸迁移：
有两根金属电阻丝，电阻分别为5Ω和15Ω， 将它们串联后接在一个电源两端，它们的电 压 之比为__1_:_3_，在相同的时间内产生的热量之比 为__1_:_3__；
如果将它们并联同一电源两极间，通过它们的电 流之比为_3_:_1_，在相等的 时间内产生的热量之 比为3_:_1__.
再好的种子，不播种下去，也结不出丰硕的果实 到用时方恨少，事非经过不知难。竹笋虽然柔嫩 它不怕重压，敢于奋斗、敢于冒尖。少壮不努力 大徒伤悲。天行健，君子以自强不息不向前走， 路远；不努力学习，不明白真理。用习惯和智慧 奇迹，用理想和信心换取动力天才在于积累，聪 于勤奋。奋斗之路越曲折，心灵越纯洁。人必须 耐心，特别是要有信心。努力向上的开拓，才使 的竹鞭化作了笔直的毛竹。不要让追求之舟停泊 想的港湾，而扬起奋斗的风帆，驶向现实生活的 习惯决定成绩，细节决定命运。良好的习惯是成 保证。逆境是磨练人的最高学府。生命力顽强的 从不对瘠土唱诅咒的歌。一个能思考的人，才真 个力量无边的人。耕耘者的汗水是哺育种子成长
第六章 第3节
焦耳定律
教学目标
• 知道电流的热效应 • 知道焦耳定律，会用焦耳定律进行计算 • 能用焦耳定律解释简单的现象
一、电流的热效应
电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫 做电流的热效应。
生活中，所见的电热器，就是利用电流的热效 应制成的。
例1
D
二、电流的热效应跟哪些因素有关
电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热 得发红，而导线却几乎不发热?
总结
• 电流通过导体产生的热量多少与电流的大 小、导体电阻大小、通电时间长短有关。
焦耳（James Prescott Joule， 1818—1889），英国物理学家。用 近 40 年的时间做了 400 多次实验， 研究热和功的关系。通过大量的实 验，于 1840 年最先精确地确定了电 流产生的热量与电流、电阻和通电 时间的关系。

B不变、S变
例：闭合电路的一部分导体 切割磁感线时
Φ B变、S不变 变
例：线圈与磁体之间发生相 对运动时
的
四 种
B和S都变
注意：此时可由ΔΦ＝Φt－Φ0 计算并判断磁通量是否变化
情
况 B和S大小都不
变，但二者之 例：线圈在磁场中转动时
间的夹角变
如例图24－1－8所示，竖直放置的长直导线通一 恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面 ，在下列情况中线框中产生感应电流的是( ) A．导线中电流变大 B．线框向右平动 C．线框向下平动 D．线框以直导线为轴转动
图4－1－5 例1 (2012·杭州一中高二月考)如图4－1－5 所示的线框，面积为S，处于磁感应强度为B 的匀强磁场中，B的方向与线框平面成θ角， 当线框转过90°到如图所示的虚线位置时， 试求：
(1)初、末位置穿过线框的磁通量Ф1和Ф2； (2)磁通量的变化量ΔФ. 【精讲精析】 (1)法一：在初始位置，把面 积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于
由图甲可知线框向下平动时穿过线框的磁
C
通量不变
×
画出俯视图如图乙，由图可看出线框绕直 D 导线转动时，在任何一个位置穿过线框的 ×
磁感线条数均不变，因此无感应电流
图4－1－9 【答案】 AB
【名师点评】 判断是否产生感应电流，关 键要分析穿过闭合电路的磁通量是否发生变 化，而对于本题来说，首先就必须弄清楚通 电直导线的磁感线分布情况，如果是立体图, 我们经常还得把它转化成平面图，比如转化 成俯视图、侧视图等．
导体棒切割磁感线运动
__有____
结论：磁场强弱不变，导体棒运动，使闭合 回路包围的面积发生变化时有感应电流，面 积不变时无感应电流． 2.磁铁在螺线管中运动是否产生电流 实验现象：如图4－1－2所示，将螺线管与电 流计组成闭合回路， 把条形磁铁插入或 拔出螺线管，实验 现象如下：

[分析]
2 P (1)损失的功率ΔP＝I2R＝ 2 R。 U送
P (2)损失的电压ΔU线＝IR＝ · R。 U送
[解析] 输电线路上损失电压ΔU线＝IR，在R一定时，ΔU线 P 和I成正比。若U送越高，I＝ ，I越小，那么ΔU线越小。输电线 U送
P P 路上损失的功率ΔP＝I R，当P一定时，I＝ ，所以ΔP＝ U U送 送
A．由I＝U/R得，输电线上的电流变为2I0 B．由I＝P/U得，输电线上的电流变为I0/2 C．由P＝U2/R得，输电线上损失的电功率为4P0 D．由P＝IU得，输电线上损失的电功率为2P0
解析：设输电线的电阻为R，当输电线上的电流为I0时，损 失的电功率为P0＝I 2 0 R。当输电电压提高为2U0时，由I＝ P U 可知
2．远距离输电基本原理 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。
1．远距离输电过程示意图(如下图所示)
2．几个基本关系 (1)功率关系： P1＝P2，P3＝P4，P2＝P3＋ΔP (2)电压、电流关系： U1 n1 I2 U3 n3 I4 ＝ ＝ ， ＝ ＝ ，U2＝ΔU＋U3，I2＝I3 U2 n2 I1 U4 n4 I3 (3)输电电流： P2 P3 ΔU I2 ＝ ＝ ＝ R U2 U3
2 ＝I1 r，选项D错误。
要点3 直流输电
1．采用高压直流输电的原因 当交流输电功率很大时，导线的 电感、电容 引起的电压 及电能损失很大；同一电网供电的发电机同步运行，技术上存 在困难。
2．输电过程 在发电站区域经变压器升压，由换流设备将 交流 变为
直流 ，用高压直流进行远距离传输，在用户区域由换流两个途径 (1)减小输电线的电阻r： l 从公式r＝ρ S 来看，在输电距离一定的情况下，可以增大导 线的横截面积，但这样会多耗费材料，同时也给架设施工带来 难度；还可以选用电阻率较小的导体。