高中物理 3.5《高压输电》学案 新人教版选修1-1

用心 爱心 专心 1 1 5 5 高压输电 高压输电 学习目标学习目标 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 了解电网供电的优点 了解输电的新技术 自主学习自主学习 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 www k s 5 www k s 5 高 考 资 源 网 问题 3 认识电能 功率 损失的原因及减少电能损失的途径 电能 功率 损失的主要原因 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 远距离输电中的两种模式 现代直流输电示意图 远距离输电常用的几种高压有 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 高压输电 输往用户 用心 爱心 专心 2 2 合作探究合作探究 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 400 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 www k s 5 www k s 5 高 考 资 源 网 问题 3 探究远距离输电中 减少电能损耗方法的可行性 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 问题 4 高压输电中的电压损失与功率损失的探讨 1 发电机的输出电压为U 输出总功率为P 通过总电阻为R的输电线向用户供电 则输电线上电流强度为 输电线上的电压降落为 输电线上 损失的电功率为 2 一台发电机 输出的功率为 1000kW 所用输电导线的电阻是 10 当发电机的输 电电压为 50kV 时 求 导线上的电流 输电线上损失的电压与电功率 用心 爱心 专心 3 3 问题 5 高压输电中有效功率的探讨 1 发电机的输出电压为U 输出总功率为P 通过总电阻为R的输电线向用户供电 用户得到的电压为 用户得到的功率为 2 发电厂的输出功率为 200kW 输电线的电阻为 0 13 那么输电电压为 250V 或 2500V 这两种情况下 用户得到的电压和功率各为多少 问题 6 电网供电及作用 1 电网输电的定义 将多个电厂发的电通过 连接起来 形成全国 性或地区性输电网络 这就是电网 2 电网供电的作用 可以在一些能源产地使用 减少发电设施的重复建设 降低运输一 次能源的成本 获得最大的经济利益 可以保证 调整不同地区电力供需平衡 保障供电的质量 使用电网 可以根据火电 水电 核电的特点 合理的调度电力 使电力供应更加可 靠 质量更高 课堂检测课堂检测 A A 1 远距离输电要采用 A 低压输电 B 高压输电 C 强电流输电 D 弱电流输电 2 我国的 西电东送 采用高压输电 正在研究用比 330kV 高得多的电压输电 采用 高压输电的优点是 A 可以节省输电线的材料 B 可以根据需要调节交流电的频率 C 可以减少输电线的能量损失 D 可加快输电的速度 3 关于减少远距离输电线上的功率损耗 下列说法正确的是 A 由功率P U2 R 应降低输电电压 或增大导线电阻 B 由P IU 应降低输电电压 或减小电流输电 C 由P I2R 应减小导线电阻 或减小输电电流 D 上述说法均不对 4 利用超导材料可实现无损耗输电 现有一直流电路 输电总电阻为 0 4 它提供给 用电器的电功率为 40kW 电压为 800V 若用临界温度以下的超导电缆代替原来的输电线 保持供给用电器的功率和电压不变 那么节约的电功率为 用心 爱心 专心 4 4 B B 5 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 中客观原因是电网陈旧老化 近来进行农村电网改造 为了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 减小输电导线电阻 6 在 2008 年初 南方地区的输电线路受到极大的破坏 在国家电网的统一调配下 在 有限的电能供应情况下 优先居民用电 在这些现象中 A 依据能量守恒定律 在远距离的电能无法输入的情况下 本地的电厂发电总量有限 导致供电紧张 B 电能相对其它能量形式 其运输更加快捷和节约 C 在破坏的输电线路中 绝大多数是高压架空线 采用高压架空线的原因是为了保证 安全 D 输电线路本身不损耗能量 7 一台发电机的功率是 44kW 用电阻为 0 2 的导线输送到用户 求 1 若用 220V 的电压输电 输电线上损失的功率是多少 用户得到的电压与功率分别 为多少 2 若用 2 2kV 的电压输电 输电线上损失的功率又是多少 用户得到的电压与功率 又分别为多少 学有所得学有所得 www k s 5 www k s 5 高 考 资 源 网 用心 爱心 专心 5 5 自主学习 问题 1 输电导线上损失的电能 问题 2 输送功率一定时 提高输送电压 可以减小导线中的电流 减小损失的功率 问题 3 电流的热效应 一是减小输电线的电阻 二是减小输送的电流 问题 4 输电线上还有电压损失 减少功率损失的方法同样可以减小电压的损失 问题 5 不是 常用的远距离输电有 110kV 220kV 330kV 550kV 合作探究 问题 1 由Q I2Rt可得每秒钟导线发热 Q 12 400 1 400J 问题 2 1 输电时间 输电线电阻 输电电流 2 BC 问题 3 1 1 10 2 1 100 问题 4 1 P U PR U P2R U2 2 20A 200V 4000W 问题 5 1 U PR U P P2R U2 2 146V 116 8kW 2489 6V 199 2 kW 问题 5 直流输电