第五章 交变电流第五课时.doc

第五章交变电流
第五课时电能的输送
课堂立标

1．知识与技能
知道便于远距离输送是电能输送的优点之一，了解电能的输送过程．
知道输电线上的功率损失以及减少功率损失的方法．
知道输电线上的电压损失以及减少电压损失的方法．
理解远距离输电要用高压的原因．
2．过程与方法
通过运用公式推导得出功率损失和电压损失的表达式，体会物理理论知识在解决实际问题时的重要作用．
通过分析影响功率损失和电压损失的因素，明确应采取的措施，体会优选方案的确定．
综合运用所学的电磁学知识理解分析解决有关电能输送的问题．
3．情感态度与价值观
通过对电能输送过程的学习，认识变压器在其中的重要作用，体会交流电的优点所在，以领略自然界的奇妙，激发好奇心和求知欲，进而乐于探究其中奥秘．
通过电压损失和功率损失及输电方案的选择学习，体验忽略次要因素突出主要因素的科学思想，同时培养将物理知识应用于生活生产实践的意识，勇于探究和日常生活有关的物理问题．
探究导问

1.在远距离输电的过程中为何有功率损失和电压损失？
简答：因为输电导线有电阻，电流通过输电导线因发热而造成功率损失，使一部分电能转化为内能；同时，据欧姆定律，在输电导线的电阻上也有一定的电压降，从而造成电压损失．
2．为什么不能仅靠减小电阻以减小远距离输电的功率损失和电压损失？
简答：根据可知，导线长度不可变，增大横截面积也很有限，减小电阻率用银或铜制做导线太昂贵；又，减小电流对减少功率损失作用更大，因为电流是二次方项．
3．我们前面学习了变压器，在远距离输电的过程中为何要用变压器？
简答：为了减少功率损失或电压损失，必须减小输电电流，方法就是提高输电电压，所以利用升压变压器，而到了用户端，为了保证正常用电，还要使用降压变压器．
探究学堂

★自主学习（学思练）
一、电能的输送：
1．输送电能的基本要求是、、．
2．经济则是指低，少．
二、输电线上的功率损失：
1．输电线电阻阻值为r，通过输电线的输电电流为I，则功率损失ΔP=．
2．降低输电功率损耗的两个途径
①减小输电线的：根据，可以导线横截面积和选用电阻率的金属材料制造输电线．
②减小输电导线中的：在输出功率一定时，据P=，应该提高以减小输电电流．
三、输电线上的电压损失
1．输电线电阻阻值为r，通过输电线的输电电流为I，输电线电阻所分电压ΔU=．ΔU就是在输电线上的电压损失．
2．减少电压损失的的两个途径
①减小输电线的．②减小输电导线中的，即提高输电电压．
★★双边活动（析拨辨）
例1．在电能输送过程中,若输送的电功率一定,则在输电线上损耗的功率（）
A．和输送电压的平方成正比
B．和输电线上电压降的平方成正比
C．和输电线上电流强度的平方成正比
D．和输送电压的平方成反比
【思路剖析】输电线上损耗的功率，其中指输电线上的电压降，表示输送电压，因此A错D对．
【标准答案】BCD
【方法规律】本题的关键在于分清输送电压和输电导线电阻所分电压，不能乱套公式，要注意对应关系．
训练：输电线的总电阻为，输送的电功率是，输电电压为，则用户得到的电功率为（）
A． B．
C． D．
【解答】B．
例2.发电机的输出电压为220V，输出功率为44kW，每条输电线电阻为0.2，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，再经过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又各是多少？
【思路剖析】为了解决问题，应该先画出输电线路示意图，如图5.5-1所示．
I1
I3
I2
I4
n4
n3
n2
U3
U2
U4
U11
n1
图5.5-1

结合示意图可以明确以下关系：
发电端：
用户端：
其中：；；
；
据，V，输电电流A.
输电线上损失的功率W=160W.
输电线上损失的电压V=8V.则V=2192V.
输出电压219.2V，此即用户得到的电压.
用户得到的电功率44-0.16kW=43.84kW.
【标准答案】219.2V，43.84kW
【方法规律】解决此类问题的关键是通过输电过程示意图，理清电压、电流和功率关系，入手点是确定输电线上的电流，然后就可以求解电压损失和功率损失．
训练：单相交流发电机的路端电压为220V，输出的电功率为4400W，发电机到用户单根输电线的电阻为2Ω，求
（1）用户得到的电压和电功率各是多少？
（2）如果用变压比为1∶10的升压变压器升压后向用户输电，用户处再用变压比为10∶1的降压变压器降压后使用，那么用户得到的实际电压和电功率又是多少？
【解答】（1）不用变压器，直接输电时：
干线中电流：I=A=20A
电线上损失的：U损=I·R线=20×2×2V=80V
P损=I·U损=1600W
用户得到的：U户=220