遠(yuǎn)距離輸電 教案

遠(yuǎn)距離輸電教學(xué)目標(biāo)：(1)知道輸電的過程。(2)知道什么是導(dǎo)線上的功率損耗和電壓損耗；知道如何減小損耗。(3)理解為什么遠(yuǎn)距離輸電要用高壓;并理解電壓損耗和能量損耗的關(guān)系。學(xué)情分析：學(xué)生已經(jīng)在3-1教材中學(xué)習(xí)了電路中功率、電壓、電阻、電流、電阻等各個物理量關(guān)系，同時又有前一節(jié)變壓器基礎(chǔ)知識的鋪墊，通過導(dǎo)學(xué)案引導(dǎo)，讓學(xué)生在本節(jié)課中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，再發(fā)現(xiàn)問題，小組合作探究解決問題，最后達(dá)到突破難點(diǎn)，理解重點(diǎn)的目的。教學(xué)重點(diǎn)：設(shè)計電能輸送的示意圖，并理解輸電過程中的電壓損耗和能量損耗的關(guān)系。教學(xué)難點(diǎn)：輸電過程中要保證輸送功率不變，理解輸電過程中的電壓損耗和能量損耗的關(guān)系。一、從生活走進(jìn)物理1、三峽水電站2、核電站3、抽水蓄能發(fā)電站在實(shí)際生活中，為了合理地利用天然資源，水電站要建筑在河流上，火電站有時要建筑在煤礦附近。但是用電的地方卻分布很廣，有的地方離發(fā)電站很遠(yuǎn)。發(fā)電站發(fā)出的電能是怎樣輸送到遠(yuǎn)方的呢？輸送電能的基本要求是：可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟(jì)二、分析降低輸電損耗的途徑【自主學(xué)習(xí)】教師給出輸電原理圖，學(xué)生閱讀教材根據(jù)原理圖完成以下內(nèi)容設(shè)輸電電流為I，輸電線的電阻為R，則功率損失為?P=____有什么方法可以減少輸電中功率損失？在輸電電流一定的情況下，如果線路的電阻減為原來的一半，線路上損失的功率減為原來的倍？在線路電阻一定的情況下，如果輸電電流減為原來的一半，線路上損失的功率減為原來的倍？你認(rèn)為哪個途徑對于降低輸電損耗更為有效？教師提問1、怎樣減小電阻依據(jù)是什么？方案一:由電阻定律可知，在輸電線長度L一定的情況下，為了減小電阻，應(yīng)當(dāng)選用、的導(dǎo)線。學(xué)生查閱資料：幾種導(dǎo)體材料在20℃時的電阻率材料ρ/Ω·m銀1．6×10-8銅1．7×10-8鋁2．9×10-8鎢5．3×10-8鐵1．0×10-7目前一般用電阻率較小的作導(dǎo)線材料。但是，要增大導(dǎo)線的橫截面積，就要多耗費(fèi)金屬材料，，給架線帶來很大困難。2、怎樣減小電流？依據(jù)是什么？依據(jù)P=UIU：的含義是什么…教師分析原理圖中的物理量，找到物理量關(guān)系，寫出表達(dá)式例題1：電廠的輸出功率是22KW,用總電阻為2Ω的導(dǎo)線給遠(yuǎn)方的用戶輸電，若輸電電壓是220V，導(dǎo)線損失的功率為多少？若輸電電壓改為22KV，導(dǎo)線損失的功率又為多少？方案二：減小導(dǎo)線中的電流I，在導(dǎo)線電阻不變的條件下，電流如果減小到原來的百分之一，功率損失公式得損失功率減小到原來的思考1：怎樣才能保證我們電能不變的情況下，使輸電的電流減小呢？思考2：怎樣才能實(shí)現(xiàn)升高電壓呢？思考3：升壓后的電能輸送到用戶后，能直接用嗎？還需要怎么辦？三、電能輸送的示意圖發(fā)電廠高壓輸電發(fā)電廠高壓輸電用戶升壓變壓器降壓變壓器2.各物理量之間的關(guān)系升壓變壓器：U1∶U2=n1∶n2 I2∶I1=n1∶n2P1=P2降壓變壓器：U3∶U4=n3∶n4 I3∶I4=n4∶n3P3=P4輸電導(dǎo)線上：U2=ΔU+U3P1=ΔP+P3ΔP=I22·R例1、某交流發(fā)電機(jī)輸出功率為5×105W，輸出電壓為U=1.0×103V，假如輸電線的總電阻R=10Ω，在輸電線上損失的電功率等于輸電功率的5%，用戶使用電壓U=380V.(1)畫出輸電線路的示意圖（標(biāo)明各部分的符號）（2）所用升壓和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是多少？（使用的變壓器是理想變壓器）（2）1：1025：1例2、一小型發(fā)電站通過升壓，降壓變壓器把電能輸給用戶。已知發(fā)電機(jī)的輸出功率是500kW，端電壓為500V，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1:5，兩變壓器間輸電線的總電阻為1.5Ω，降壓變壓器的輸出電壓為220V，不計變壓器的損耗。求：（1）升壓變壓器的副線圈兩端電壓；（2）輸電導(dǎo)線上的功率損失；（3）降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比；（4）用戶得到的功率。（1）2500V（2）60kW（3）10:1（4）440kW思考：有一臺內(nèi)阻為1Ω的發(fā)電機(jī)，供給一所學(xué)校照明電路，如圖，升壓變壓器的匝數(shù)比為1：4，降壓變壓器的匝數(shù)比為4：1，輸電線總阻為R=4Ω，全校共22個班，每班有“220V,40w”的