人教物理选修12第四章第二节

第二节 电力和电信的发展与应用学习目标：了解电机发展的历史，知道电力技术的发展与应用．了解电信的发展历程，知道白炽灯泡的发明与照明灯具的发展．知道什么是第二次工业革命及第二次工业革命的意义．第二节核心要点突破课堂互动讲练知能优化训练课前自主学案学习目标课前自主学案一、电力革命的科学基础奥斯特发现电流的

磁效应

，奠定了电动机的物理学基础，而

法拉第

发现的电磁感应定律，则奠定了发电机的物理学基础．二、电力技术的发展与应用1．电力技术的发展史1832年，法国电器制造商皮克希制造了世界上第一台发电机.1866年，德国科技企业家西门子制出了第一台自激式发电机．法国物理学家德普勒研究设计了高压输电线路．1883年，德国的两位发明家高拉德和吉布斯取得了变压器的发明专利．美国的威斯汀豪斯于

1885年制成了实用的变压器．1889年，俄国工程师多里沃·多布洛沃尔斯基先发明了三相异步电动机，后来又发明了三相变压器，于1891年建成了世界上第一条长达170km，电压为15

kV的三相交流输电线．2．电力技术的应用促进了相关技术的发展第一，电力技术促进了以发电、输电、配电三大环节为主要内容的电力工业和以发电机、电动机、变压器、断路器及电缆等电气设备工业的发展．第二，电力技术带动了材料工业和制造工艺的发展．第三，电力技术还带动了控制技术的发展．第四，电力技术的发展不断向科学技术提出许多新的研究课题，同时也为解决这些问题提供了物质技术手段，促进了科学理论的发展．三、电信的发展1835年美国的莫尔斯发明了电报装置；1875年美国的贝尔发明了电话；1901年意大利发明家马可尼和俄国科学家波波夫完成了越洋无线通信；

1906年，人们第一次听到无线电广播；1911年，电磁波用于导航；1916年，无线电电话开通；

1923年，无线电传真出现；1923年，微波通信成功；1926年，黑白电视问世；1929年，彩色电视发明；1935年，雷达出现……四、从电照明到家用电器1878年英国化学家

施旺

用碳丝做出了世界上第一个白炽灯泡．在研制灯丝材料上做出重大贡献的是美国大发明家

爱迪生

．现在用的白炽灯丝是用金属钨制造．五、电力技术与社会发展第一次工业革命是以蒸汽机为标志，第二次工业革命则是以

电力技术

为中心．以电力的应用为特征的第二次工业革命，促进了社会生产力的极大提高，带动了资本主义经济的蓬勃发展，给人类生活带来了巨大的变化，大大提高了人们的生活质量．六、基础科学与技术的关系第二次工业革命中，新技术都是在新的自然科学理论直接指导下创造出来的，然后才运用于生产实践．自然科学起到

引领技术、技术指导

生产的作用．七、科研形式的变化第二次工业革命给科学研究的形式带来了变化，由原来的个人自由研究变为多学科的社会协作研究，出现了一些大规模的科学研究机构．核心要点突破一、电力革命的科学基础1．电机发展的历史电动机和发电机统称为电机．1820年，奥斯特关于电流磁效应的发现表明电和磁之间存在着密切的联系．1821年，法拉第的“电动机”向人们展示了电的应用前景．1834年，德国物理学家雅可比用电磁铁做转子，制成了第一台实用的电动机.1838年，他制成了功率更大的电动机，并成功地推动了小船的航行．1831年10月，法拉第演示了他的铜盘发电机．2．电力革命的科学基础奥斯特发现电流的磁效应，奠定了电动机的物理学基础，而法拉第发现的电磁感应定律，则奠定了发电机的物理学基础．二、电力技术的发展与应用电动机是将电能转化为机械能的机器．与内能相比，电能的优点与内能相比，电能具有突出的优点：首先，电能可以集中生产，分散使用，便于传输和分配；而

蒸汽动力无法远距离传输，而且近距离传输也要

通过曲柄、飞轮、皮带等复杂的传动系统，能量

损耗多．其次，电能便于和其他形式的能量转换，很容易转化为热能、光能、机械能、化学能等多种形态的能量，可以满足生产和生活多方面的需要，其他多种形态的能量也易于转变为电能，便于电能的生产；蒸汽机只能将热能转化为机械能．第三，电能便于实现快速、精确控制，能有效地促进生产过程的机械化、电气化和自动化；而蒸汽机与传动装置之间有相对固定的体系，这样就使蒸汽机作为动力装置与工作机的排列被限制在比较狭窄的范围内．三、第二次工业革命给社会生产、科学技术带来的影响1．第二次工业革命的特征发电机和电动机的出现是人类能源利用史上又一次重要的转折，电力的应用是继蒸汽机后的第二次技术革命.19世纪，电力技术和电工业的发展，是把电磁学实验和科学理论所取得的惊人成果迅速运用到工业生产上的结果．电的应用包括电动力的应用及电通信、电照明和电器用电的应用等方面．以电气化为主要特征的第二次工业革命给人类生活带来了更大的变化．这种变化突出表现在家用电器的出现，它大大提高了人们的生活质量．2．第二次工业革命产生的影响首先，第二次工业革命开辟了电力时代，创造了第一次技术革命望尘莫及的社会生产力；其次，在第二次工业革命中，产业、技术与科学出现了新的关系，即科学引领生产技术；第三，第二次工业革命不仅解决生产的动力问题，而且给人类的生活，特别是家庭生活带来了更大的变化．课堂互动讲练第二次工业革命例1

恩格斯说：“科学是一种在历史上起推动作用的、革命的力量．”请结合第一次工业革命和第二次工业革命(或称“第二次科技革命”)的有关史实，回答下列问题：两次工业革命中出现了哪些新兴工业部门？

(各举一例)两次工业革命在生产力、社会关系、国际格局等方面产生了哪些不同的影响？结合史实说明两次工业革命分别给中国带来了什么影响？【精讲精析】

(1)第一次工业革命：棉纺织业、机器制造业、交通运输业(任选一个即可)；第二次工业革命：电力工业、化学工业(任选一个即可)．

(2)①生产力：第一次工业革命出现了大机器生产，人类进入“蒸汽时代”，英国成为“世界工厂”；第二次工业革命，带来生产力的高度发展，人类进入“电气时代”．②社会关系：第一次工业革命导致近代两大对立阶级形成，英国资本主义生产方式最终确立；第二次工业革命使生产和资本高度集中，产生垄断组织，资本主义进入帝国主义阶段．③国际格局：第一次工业革命造成先进的西方和落后的东方的格局，西方列强扩张，东方开始从属于西方；第二次工业革命使东、西方的经济联系更加密切，但东、西方差距进一步拉大．西方列强将世界瓜分完毕，资本主义世界殖民体系最终形成．(3)第一次工业革命完成后，欧美列强发动两次鸦片战争，中国开始沦为半殖民地半封建社会；中国近代工业产生，先进中国人向西方学习科学技术．第二次工业革命完成后，帝国主义掀起瓜分中国狂潮，中国完全沦为半殖民地半封建社会；中国民族资本主义的发展；中国人救亡图存运动高涨(或答“维新变法运动、义和团运动和辛亥革命”)．【答案】见精讲精析电能的输送水电站给远处山村送电的输出功率是100kW，用2000 V的电压输电，线路上损失的功率是2.5×104

W．如果改用20000 V的高压输电，线路上损失的功率是

．例2【精讲精析】

设水电站的输送功率为

P，前后两次的输电电压分别为U1和U2，前后两次线路上的热损失功率分别为P1和P2，输电线的总电阻为R.损2由

P

＝I

·R，IPU＝，可得P损P2U2＝

·R