高中物理4 电能的输送优质学案设计

这是一份高中物理4 电能的输送优质学案设计，文件包含人教版2019高中物理选择性必修第二册34《电能输送》导学案教师版docx、人教版2019高中物理选择性必修第二册34《电能输送》导学案学生版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共13页， 欢迎下载使用。

【学习目标】
1.了解提高输电电压是降低远距离输电损耗的有效途径，会用相关知识解释实际的输电问题。
2.经历建立远距离输电模型的过程，体会建立理想模型的思维方法。
3.理解工程技术要兼顾科学、技术、经济等多种因素，知道电网供电是远距离输电的重要发展。
【学习重难点】
1.教学重点：高压输电的基本工作原理及降低电能消耗的两种途径。
2.教学难点：高压输电的数学推导过程及各物理量之间的相互关系。
【知识回顾】
一、电压与匝数的关系
1．电压与匝数的关系
理想变压器原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的______________之比，即______________。
2．两类变压器
副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫______________变压器；副线圈的电压比原线圈电压高的变压器叫______________变压器。
3．变压器的效率
变压器的______________功率与______________功率之比，叫作变压器的效率。
电阻定律：
电功率与电压和电流的关系：P=UI，热功率：P热=I2R。
【自主预习】
一、降低输电损耗的两个途径
1．输送电能的基本要求
(1)可靠：保证______________可靠地工作，故障少。
(2)保质：保证电能的质量——电压和______________稳定。
(3)经济：输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少。
2．输电线上的功率损失：______________，I为输电电流，r为输电线的电阻。
3．降低输电损耗的两个途径
(1)减小输电线的电阻：______________(2)减小输电导线中的电流：______________4．高压输电
(1)现代远距离输电都采用______________输电。目前我国远距离输电采用的电压有110 kV、220 kV、330 kV，输电干线已采用500 kV和750 kV的超高压，西北电网甚至达到1 100 kV的超高压。
(2)输电电压并不是越高越好。电压越高，对输电线路绝缘性能和变压器的______________就越高，线路修建费用会增多。
(3)实际输送电能时，要综合考虑______________的大小、______________、技术和经济等要求，选择合适的输电电压。
二、电网供电
1．远距离输电基本原理
在发电站内用______________变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过______________变压器降到所需的电压。
2．电网
通过网状的______________、______________，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的输电网络。
3．电网输电的优点
(1)降低一次能源的运输成本，获得最大经济效益。
(2)减少断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡，保障供电的质量。
(3)合理地调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高。
【课堂探究】
【新课导入】
我国很多发电厂建在能源聚集的西部地区 , 而用电量大的城市多在东部沿海地区。
从发电厂到用电量大的区域的远距离输电中，我们需要克服什么困难，如何克服？
【新课教学】
任务一、输送电能的基本要求
阅读课文，总结电能输送的基本要求？
如何减少电能的损耗？
任务二、降低输电损耗的两个途径
电能损失的原因
设输电电流为 I，输电线的电阻为 r，其示意图如下图：
降低功率损失有哪些途径？
减小输电线的电阻
根据电阻定律，，L：输电距离一定
采用这两种方式有什么弊端？
减小电阻率：
（2）
（三）减小输电导线中的电流
根据公式，
采用这两种方式有什么弊端？
如何升高电压，这样的电路要如何设计？
任务三、远距离输电的电路分析
（一）电能输送的基本模型
1.电能输送的基本模型
电路被划分为三个独立的回路，每个回路均可以应用闭合电路欧姆定律，串、并联电路规律，而变压器的电压、电流、功率关系是联系不同回路的桥梁。
任务四、电网供电
一对一供电
阅读课文，观看示意图，回答这样输电有什么缺点？
阅读课文，观看示意图，回答这样输电有什么优点？
通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来
优点：
我国的电网：国家电网和南方电网。
【自我测评】
1．“西电东送”是实现经济跨地区可持续快速发展的重要保证，它将西部丰富的能源转化为电能输送到电力供应紧张的沿海地区。为了减少远距离输电线路中电阻损耗的能量，需要采用高压输电，在保持输送功率及输电线路电阻不变的情况下，将输送电压提高到原来的10倍，则输电线路中电阻损耗的能量将减少到原来的( )
A．eq \f(1,10) B．eq \f(1,100)
C．eq \f(1,1 000)D．eq \f(1,10 000)
2．采用220 kV高压向远方的城市输电，当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的eq \f(1,4)，输电电压应变为( )
A．55 kV B．110 kV
C．440 kVD．880 kV
3．[多选]为消除高压输电线上的冰凌，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰。若在正常供电时，高压线上输电电压为U，电流为I，功率损耗为ΔP；除冰时，输电线上的功率损耗需要变为9ΔP，则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)( )
A．输电电流为3IB．输电电流为9I
C．输电电压为3UD．输电电压为eq \f(1,3)U
4．[多选]远距离输电示意图如图所示，其中T1、T2为理想变压器，输电线总电阻可等效为电阻r，灯泡L1、L2相同且阻值不变。现保持变压器T1的输入电压不变，滑片P位置不变，当开关S断开时，灯泡L1正常发光。下列说法正确的是( )
A．仅闭合开关S，灯泡L1会变亮
B．仅闭合开关S，r消耗的功率会变大
C．仅将滑片P下移，电流表的示数会变大
D．仅将滑片P下移，r消耗的功率会变小
【学后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？