人教版选修3-2第五章第5节《电能输送》

上周教学反思好的方面：上个周进行了描述交变电流的物理量和电容、电感对交变电流的影响的教学，完成了教学计划的教学，学生一基本掌握了交变电流的瞬时值、最大值、有效值，通过对实验现象的剖析，学生能基本掌握一般电路中电感和电容对交变电流的影响。不足的方面：由于前个周放了三天的假，教学任务有些紧，对于很多练习都没有时间认真的去进行认真的讲解，而且最近这段时间我觉得237的学习气氛不好，这从前次的月考中也能看出，所以后段时间对这个班应加强这个班的教学和管理，多引导，多鼓励，多练习。第五章《交变电流》第五节

《电能输送》第一课时教学目标

（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。教学方法

自学讨论法、阅读法、讲解法。教学手段

多媒体课件三峡水电站用户

输送电能的基本要求应当是：

可靠、保质、经济一、输电线上的功率损失１．设输电电流为I，输电线电阻为R，则输电线上的功率损失为：

2．减少输电线上功率损失的方法

（1）减小输电线的电阻R①减小输电线长度L：由于输电距离一定，所以在实际中不可能用减小L来减小R．②减小电阻率：目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线材料．③增大导线的横截面积S，这要多消耗金属材料，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

①减小输送功率P：由于电站的装机容量一定，因此电站向外输送的电功率是一定的，即在实际中不能以用户少用或不用电来减少输电线上的功率损失．

②提高输电电压U：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，输电线上的功率损失降为原来的1/n2倍．

采用高压输电是减小输电线上功率损失的最有效、最经济的措施．

电站R

用户P’ΔPPIP=P’+P功率关系二、输电线路上的电压损失１．电压损失：输电线路始端电压U跟末端电压U’的差值，称为输电线路上的电压损失，U

＝U

－U’，如图所示：电站R

用户U’ΔUUI2．造成电压损失的因素

（1）输电线电阻造成电压损失

U＝IR．（2）输电线感抗和容抗造成电压损失．

3．减小输电线路上电压损失的方法

（1）减小输电线电阻R

对高压输电线路效果不佳．

（2）减小输电电流I在输送电功率不变的前提下，提高输电电压是有效的措施．

三、交流高压输电的基本环节

发电站升压变压器高压输电降压变压器用户

1.输送功率为100kW以下，距离为几百米以内，一般采用220V的电压送电。这就是通常用的

低压线路。

2.输送功率为几千kW到几万kW，距离为几十km到上百km,一般采用35kV或110kV的电压送电。这就是所谓

高压输电。

3.如果输送功率为10万kW以上，距离为几百km，就必须采用220kV甚至更高的电压送电。这就是所谓

超高压输电。

●目前我国远距离送电采用的电压有110kV、220kV和330kV,在少数地区已开始采用500kV的超高压送电。

●目前世界上正在试验的最高输电电压是1150kV。

●大型发电机发出的电压，等级有10.5kV、13.8kV、15.75kV、18.0kV。

U0RR0U2U1U3ΔUI1电路图

例：发电机输出电压220V，输出功率44kW，每条输电线电阻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，后经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各是多少？140V,28KW219.2V,43.84KW

思考：有一台内阻为1Ω的发电机，供给一所学校照明电路，如图，升压变压器的匝数比为1：4，降压变压器的匝数比为4：1，输电线总阻为R=4Ω，全校共22个班，每班有“220V,40w”的灯6盏，若要保证全部电灯正常发光，讨论：1）发电机的输出功率多大？

2）发电机的电动势多大？3）输电效率是多少？4）若使用灯数减半并正常发光，发电机的输出功率是否减半？2008年初湖南电网遭遇50年来最重冰灾

2008年初湖南电网遭遇50年来最重冰灾

第二课时小结：

输电导线上功率损失P＝I2R

，电压损失U＝IR.

提高输电电压是减小功率损失和电压损失的有效途径．电网输电

两种办法：

１．减少输电线的电阻。R=ρL/S

２．减小输电线中的电流，提高输电电压。

一.

输电导线上的功率损失：设输电电流为I，输电线的电阻为R，则功率损失为：

ΔP=I2

R

一般要求：

ΔP≤10%P

二.输电线上的电压损失ΔU

发电厂

输电线R

用电设备U`P`ΔUΔPUPI

通常要求:ΔU≤10%～15%U14223UUUURIF用线

rI1

I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器降压变压器二、远距离输电原理图

电压之间的关系是：功率之间的关系是：电流之间的关系是：P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P3（1）25A250V150V（2）6250W3750W（2）输电线损失的功率是多少？用户得到的功率是多少？（3）如果采用4000V电压输电，输电线损失的功率是多少？交变电流复习第三课时都随时间做的电流称为交变电流,简称交流电。知识小结一、交变电流的产生及描述1、交变电流定义大小和方向周期性变化线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动。2、交变电流的产生3、交变电流的图像及变化规律abcdKLABabcdKLABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB交流电的图像Em=NBSω=NФmωeoEmT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωtt交流电的变化规律２、交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速旋转时，线圈中就产生

．１、交变电流：

和

都随时间做

的电流叫做交变电流．电压和电流随时间按

变化的交流电叫正弦交流电大小方向正弦规律正弦交流电周期性变化课堂练习二、交流电的描述1.周期和频率（1）、周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。（3）、角频率：线圈在磁场中转动的角速度（2）、频率：交变电流一秒内完成周期性变化的次数。物理意义：交变电流随时间作周期性变化，周期和频率就是表征交变流电变化快慢的物理量。（4）、关系：1、某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系，如图所示，如果其它条件不变，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为()A．400V,0.02sB．200V,0.02sC．400V,0.08sD．200V,0.08sB

2、如图示为某正弦交流电流的图像，求其峰值、周期和角速度，并写出该电流的瞬时值表达式。

Im＝20Aω＝100πrad/s.电流的瞬时表达式为i＝20sin100πt(A)T＝0.02s三、峰值和有效值1、峰值：电流或电压所能达到的最大值。2、有效值定义：根据电流的热效应来规定，让交流与直流分别通过相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，就把这个直流的数值叫做这个交流的有效值。(重、难点）E、U、I说明：A、以上关系式只适用于正弦或余弦交流电；B、交流用电器的额定电压和额定电流

指的是有效值；

C、交流电流表和交流电压表的读数是有效值D、对于交流电若没有特殊说明的均指有效值

1.如图表示一交流的电流随时间变化的图像,求该电流的有效值。四、变压器的结构与原理注意：常用的电力变压器和一般低频变压器的铁芯是由涂有绝缘漆的硅钢片叠合成闭合的形状。线圈必须绕在铁芯上。原线圈（初级线圈）：跟电源相连，用绝缘线绕成的副线圈（次级线圈）：跟负载相连，用绝缘线绕成的闭合铁芯是由涂有绝缘漆的硅钢薄片叠合而成。1.变压器的三个基本组成部分U1U22.理想变压器原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数之比n2>n1U2>U1-----变压器使电压升高，升压变压器n2<n1U2<U1-----变压器使电压降低，降压变压器3.电流与匝数的关系理想变压器输出功率应等于输入功率即:U1I1=U2I2P出=P入电压高的线圈电流小；电压低的电流大。第四课时练习1、理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2＝4：1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，图中电流表A1的示数为12mA，则电流表A2的示数为（）A．3mAB．0C．48mAD．与负载R的值有关B1803A练习2、一理想变压器，原线圈匝数n1=1100，接在电压220V的交流电源上，当它对11只并联的“36V，60w”的灯泡供电时，灯泡正常发光。由此可知副线圈的匝数n2=_____，通过原线圈的电流I1=______。(1)U1=220V,U2=36V,U1/U2=n1/n2(2)I2=P2/U2=660/36A,I1/I2=n2/n1或P1=P2=660W,I1=P1/U1练习2、一理想变压器，原线圈匝数n1=1100，接在电压220V的交流电源上，当它对11只并联的“36V，60w”的灯泡供电时，灯泡正常发光。由此可知副线圈的匝数n2=_____，通过原线圈的电流I1=______。AV~R1R2SA.U增大、I增大、PR1增大C.U减小、I减小、PR1减小D.U不变、I减小、PR1不变B.U不变、I减小、PR1

增大练习3、如图所示：理想变压器的原线圈接高电压，变压后接用电器，线路电阻不计。S原来闭合，且R1=R2，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和用电器上R1的功率PR1将分别（）D思考：变压器输入输出电压、电流、功率大小之间的因果关系是怎样的？练习、如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2=3：1，有四只相同的灯泡连入电路中，若灯泡L2、L3、L4均能正常发光，则灯泡L1（

）A、也能正常发光B、较另三个灯暗些C、将会烧坏D、不能确定An1n2若输入电压为U，则灯泡的额定电压为多大？电源输入功率多大？五、电能的输送1.减少电压功率损失减小输电线的电阻减小输电电流｛U损=IrP损=I2r14223UUUURIF用线

rI1

I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器降压变压器2.远距离输电系统功率关系：P1=P2，P3=P4，P2=Pr+P3远距离输电原理图电压关系：U3=U2-Ir线〖练习〗某交流发电机的输出电压为220V，输出的电功率为4400W，发电机到用户的输电线的电阻为4Ω，求：如果有变压比为1：10的升压变压器升压后向用户输电，再用变压比为10：1的降压变压器降压，用户得到的实际电压和电功率又是多少？P1=4400(W)U1=220(v)U2=n2U1/n1=2200(v)I=P2/U2=P1/U2=4400/2200=2(A)Pr=I'2r=16(W)U3=U2-Ur=2200-I2r==2192(V)P用=P1-Pr=4400-16==4384(W)U用=U4=n4U3/n3=219.2(V)第五课时1．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比不变，副线圈上接有电阻为不零的负载，在原线圈上输入电压U1不变的交流电，则：A．U1∶U2＝N1∶N2

B．I1∶I2＝N1∶N2C．当I2减小时，I1增大D．当I2减小时，I1减小课堂练习AD2．如图甲为一火灾报警系统．其中R0为定值电阻，R为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1，副线圈输出电压如图乙所示，则下列说法正确的是：A．原线圈输入电压有效值为220VB．副线圈输出电压瞬时值表达式

C．R处出现火情时原线圈电流增大D．R处出现火情时电阻R0的电功率减小课堂练习AC3．一台理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=10:1。原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示。副线圈仅接入一个10Ω的电阻，下列说法正确的是：A．原线圈的输入电压与副线圈的输出电压之比为1:10B．原线圈的输入电流与副线圈的输出电流之比为1:10C．该交流电的频率为50HzD．原线圈电流的有效值是22A课堂练习BC4．某正弦交流电的i—t图象如图所示，则该电流的：A．频率f=0.02HzB．有效值I=

AC．峰值Im=

AD．瞬时值表达式课堂练习BD5．一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势，那么：Ａ．该交变电流的频率是50HzＢ．当t=0时，线圈平面恰好位于中性面Ｃ．当t=0.01s时，e有最大值Ｄ．该交变电流电动势的有效值为V课堂练习AB6．一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知：A.该交流电电压瞬时值的表达式为B.该交流电的频率为25HzC.该交流电的电压的有效值为VD.若将该交流电加在阻值R＝100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50W课堂练习BD7．理想变压器原线圈输入电压,变压器副线圈与一个定值电阻R=10Ω相连，变压器原副线圈的匝数n1:n2=10:1，电压表和电流表均是理想交流表，下列说法正确的是：A.输入电压为正弦交变电压,其周期T=0.02sB.电压表的示数为100V，电流表的示数为10AC.电压表的示数为V,电流表的示数为AD.电阻的电功率为2000W课堂练习AB8．如图为远距离输电的示意图，若电厂输出电压，下列表述正确的是：A．U1<U2，U3>U4

B．U1=VC．若U2提高为原来的10倍，输电线上损失的功率为原来的0.01D．用户得到的交变电流频率为25Hz课堂练习AC第六课时9．利用一理想变压器给一灯泡供电，输入电压不变，当开关S由c扳到b时，副线圈匝数变少，则：A．原线圈的电流减小B．电灯亮度变亮C．灯泡两端的电压变小 D