高中物理 第五章 交变电流 5.5 电能的输送课件 新人教版选修32.ppt

5电能的输送 读一读 思一思 辨一辨 议一议 一 降低输电损耗的两个途径阅读教材第45页第1 4自然段和第45 46页 降低输电损耗的两个途径 部分 知道电能输送的基本要求和降低输电损耗的途径 1 为什么要进行远距离输电 答案 电站要建在有能源的地方 与用电的地方距离较远 2 远距离输电有哪三个基本要求 并简述三个基本要求的含义 答案 可靠 保质 经济 可靠 保证供电线路可靠地工作 少有故障 保质 保证电能的质量 电压和频率稳定 经济 输电线路建造和运行的费用低 电能损耗少 3 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多大 答案 p i2r 读一读 思一思 辨一辨 议一议 4 降低输电损耗的两个途径 答案 减小输电线的电阻 减小输电导线中的电流 5 距离一定时 如何减小输电线电阻 发电站输出的电功率一定时 如何减小输电电流 答案 距离一定时 增大导线横截面积可以减小导线电阻 发电站输出的电功率一定时 根据p ui可得 增大输电电压可以减小输电电流 读一读 思一思 辨一辨 议一议 二 电网供电阅读教材第46 47页 电网供电 部分 知道电网的基本组成 了解电网供电的优点 1 远距离输电电路的基本组成有哪些 答案 发电机 升压变压器 输电导线 降压变压器 用电器 2 什么是电网 答案 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 电网送电有哪些优点 答案 1 降低一次能源的运输成本 获得最大经济效益 2 减小断电的风险 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 读一读 思一思 辨一辨 议一议 1 思考辨析 1 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 解析 增加导线横截面积 减小了导线的电阻 发热功率减小 答案 2 高压输电是通过提高电压 减小输电电流来减少输送电路的发热损耗 解析 输送功率一定的情况下 电压越高 输电电流越小 导线上发热功率越小 答案 读一读 思一思 辨一辨 议一议 3 高压输电必须综合考虑各种因素 不一定是电压越高越好 解析 电压越高 输电电路和变压器的要求就越高 技术难度增大 维护与建造成本增大 答案 4 从发电厂发出的电输送到用户均需要采用高压输电 解析 当发电厂与用户距离较近时可不用高压输电 答案 5 使用升压变压器和降压变压器进行远距离输电时 用户得到的电压可以高于发电机输出的电压 解析 用户得到的电压取决于降压变压器的变比 答案 读一读 思一思 辨一辨 议一议 6 远距离输电时 若升压变压器匝数比为1 n 降压变压器匝数比为n 1 则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等 解析 由于输电导线有电阻 电路上电压会有损耗 升压变压器输出的电压大于降压变压器输入的电压 答案 读一读 思一思 辨一辨 议一议 2 探究讨论 1 输电线上功率损失的原因是什么 答案 由于输电线有电阻 当有电流流过输电线时 有一部分电能转化为电热而损失掉了 2 提高电压 减小电流 与欧姆定律矛盾吗 答案 不矛盾 欧姆定律是对纯电阻耗能元件而成立的定律 而 提高电压 减小电流 是从输送角度 由p ui 且p一定的条件下得出的结论 两者没有矛盾 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 对不对 为什么 答案 不对 u为输电电压 而不是加在输电导线上的电压 即u ir 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 远距离输电损耗的产生及减损方法如图所示 输送功率为p 发电厂输出的电压为u 两条导线的总电阻是r 在图中把导线电阻集中画为r 请思考 1 输电线中的电流为多少 在发电厂输送功率一定时 输电线中的电流与输电线电阻及用电器电阻有关系吗 2 输电线上功率损失的表达式是什么 3 为什么远距离输电必须用高压呢 当堂检测 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 例题1 多选 在远距离送电时 输送的电功率为p 输送电压为u 所用导线的电阻率为 横截面积为s 总长度为l 输电线损失的电功率为p 用户得到的电功率为p用 则p p用的关系式正确的是 当堂检测 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 归纳总结输送的功率 电压 损失的功率 电压 用户得到的功率 电压 分别对应于输电过程的 始 中 末 只有理解好 输送 损失 得到 的含义 才能避免张冠李戴 当堂检测 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 变式训练我国已投产运行的1000kv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500kv的超高压输电 在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下 现改用1000kv特高压输电 不考虑其他因素的影响 则 a 输电电流变为原来的2倍b 输电线上降落的电压将变为原来的2倍c 输电线上降落的电压将变为原来的d 输电线上损耗的电功率将变为原来的 当堂检测 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 远距离输电电路的分析与计算某发电站向远处送电的示意图如图所示 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 发电机内阻 n1 n2 n3 n4线圈的电阻均忽略不计 请思考 1 用图中的电压和电流表示出四个功率和损耗功率 并写出它们间的关系 2 每个变压器中的电流 电压 功率有什么关系 当堂检测 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 输送过程如图所示 可以划分为三个回路 当堂检测 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 1 分析远距离输电线路的有效方法是理清三个回路 抓住两个联系 掌握一个定律 其关系如下表所示 当堂检测 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 1 注意区别 输电电压u与输电线上降落的电压 u 输电功率p与输电线上损失的功率 p 2 抓住不变量 输送电功率不变 由p ui判断出输电电流i的变化 从而由 u ir p i2r判断 u p的变化 当堂检测 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 例题2 如图所示 发电站通过升压变压器 输电导线和降压变压器把电能输送到用户 升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器 若发电机的输出功率是100kw 输出电压是250v 升压变压器的原 副线圈的匝数比为1 25 1 求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流 2 若输电导线中的电功率损失为输入功率的4 求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压 当堂检测 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 探究一 探究二 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 归纳总结远距离输电问题的四个关键 1 画出一个模型 远距离输电模型图 2 抓住输电的两端 电源和用电器 3 分析两条导线 输电导线 4 研究两次电压变换 升压和降压 当堂检测 探究一 探究二 1 2 3 1 多选 输电线上功率损失的计算 发电厂发电机的输出电压为u1 发电厂至学校的输电线总电阻为r线 通过输电线的电流为i 学校输入电压为u2 下列计算输电线功率损耗的式子中 正确的是 解析 输电线功率损耗p损 i2r线 iu线 其中u线 u1 u2 故b c d正确 答案 bcd 探究三 当堂检测 探究一 探究二 1 2 3 2 输电线上功率损失的计算 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 探究三 当堂检测 探究一 探究二 1 2 3 探究三 当堂检测 探究一 探究二 1 2 3 3 远距离输电问题 某小型水力发电站的发电输出功率为5 104w 发电机的输出电压为250v 输电线总电阻r线