人教版 (2019)选择性必修 第二册4 电能的输送教案

题课

  第三章交变电流第二节  电能的输送 

课型

新

课时

1

教

学

目

标

1.了解电能的输送过程，了解高压输电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。知道输电线上的功率损失和减少功率损失的方法

2.经历远距离输电模型的过程，体会建立理想模型的思维方法。

3.知道电网供电是远距离输电的重要发展。

学习重点

高压输电原理   区别输电线上损失的功率和输电功率；输电线上损失的电压和输电电压。

学习难点

对立远距离输电模型模型及理解各物理量的关系

教     学     过       程

教学环节（含备注）

教        学        内        容

引入新课

进行新课

讲与讨论

练与议

课堂总结

课后作业：

（一）引入新课

电能的从电厂转移到用户，需要设备？

（二）进行新课

1、阅读教材61页，思考并回答

（1）输送电能的基本要求是什么？

可靠 ；保质 ；．经济

（2）降低输电损耗有哪两个途径？

减小电流；减小电阻。

2.思考与讨论（教材62页）

3.结论：

（1）功率损失的原因

输电导线有电阻，电流通过电阻时，电能必有一部分转化为内能而损失掉。

（2）功率损失大小的计算

ΔP＝I2R，I为输电线路上的电流，R为线路电阻；

ΔP＝，ΔU为输电线路上损失的电压，R为线路电阻；

ΔP＝ΔUI，ΔU为输电线路上损失的电压，I为线路上的电流；

ΔP＝()2ρ，P为输送电功率，U为输电电压，ρ为电阻率，L为输电线的总长度，S为横截面积。

（3）减少损耗的方法

据P损＝I2R可知，减小输电线路上功率损失的方法主要有两种：

①减小输电线的电阻R，据R＝ρ·

a．减小输电线长度L：由于输电距离一定，所以在实际中不可能用减小L来减小R

b．减小电阻率ρ：目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线材料

c．增大导线的横截面积S：这要多耗费金属材料，增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难

②减小输电电流I，据I＝

a．减小输送功率P：在实际中不能以用户少用或不用电来达到减少损耗的目的

b．提高输电电压U：在输送功率P一定，输电线电阻R一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，据P损＝2·R知，输电线上的功率损耗将降为原来的

根据以上分析知，采用高压输电是减小输电线上功率损耗最有效、最经济的措施。

[特别提醒](1)输送功率是指高压输电线起始端输出的功率，损失功率是输电线上消耗的功率。

(2)无论从减少输电线路上的功率损失，还是减少电压损失来看，都要求提高输电电压，以减小输电电流。

(3)发电站的输送功率取决于用户消耗的功率，不是由发电站输出的功率决定用户和线路消耗的功率。

课堂练习1：教材64页第4题：

解析：设输送的电功率为P，输电电压为U，送电距离为L，导线横截面积为S，电阻率为ρ。则每根导线损失的电功率P损＝I2R。

由于P＝UI，R＝ρ，所以P损＝()2·ρ＝，

现在，输送电功率P相同，导线电阻率ρ和长度L也相同。在输电电压U和导线横截面积S不同时，如果要求导线上损失的电功率相同，则应有US1＝US2

所以＝＝()2＝()2＝2500。

可见，要满足题中所设要求用220V电压输电时，导线的横截面积是11kV输电时的2500倍。

4.高压输电线路的分析与计算

（1）.输送过程图

（2）输电过程

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。

（3）对高压输电(输送回路)中几个电压的理解

输送电压：输电线始端电压，如图中的U2。

用户电压：最终用户得到的电压，如图中的U4。

损失电压：输电线始端电压与末端电压的差值(ΔU＝U2－U3＝I2R)，形成的原因是输电导线有电阻，电流通过输电线时，会在线路上产生电势降落，致使输电线路末端的电压比起始端电压要低，这就是输电线上的电压损失。

（4）减小输电线路上电压损失的方法

根据ΔU＝IR可知有两种：

减小输电线路的电阻。)减小输电电流I，即提高输电电压。

（5）基本关系式

功率关系P1＝P2，P3＝P4，P2＝P线＋P3

电压、电流关系

＝＝，＝＝         U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I线

输电电流：I线＝＝＝

输电导线上损耗的电功率：P线＝I线ΔU＝IR线＝2R线

课堂练习2：（题见学案）答案：BC

解析：设输电电压为U，所输送的功率为P，输电线路总电阻为r，则输电电流I＝，线路的功率损失P损＝I2r＝，可知P损∝，当输电电压U升高为原来的n倍时，功率损失变为原来的，故B正确；线路上的电压损失U损＝Ir＝，可知U损∝，当输电电压升高为原来的n倍时，电压损失变为原来的，故C正确。

课堂练习3：（题见学案）C正确。

解析　输电线损失功率P损＝100×103×5% W＝5×103 W，所以，输电线上电流I2＝＝25 A，升压变压器原线圈电流I1＝＝400 A，故升压变压器原、副线圈匝数比＝＝。升压变压器副线圈两端电压U2＝U1＝4 000 V，输电线损失电压U损＝I2R总＝200 V，降压变压器原线圈两端电压U3＝U2－U损＝3 800 V，故降压变压器原、副线圈匝数比为＝＝。故选项C正确。

5.阅读：63页输电技术的发展

思考：为什么要研究直流输电?目前我国研究进展如何？

见板书设计部分

学案闯关检测部分

板书设计

3.4电能的输送

课后反思

本节远距离输电模型的建立与应用是重点，涉及物理量及关系式较多，刚学不熟练，课堂练习速度比较慢，所以本节课堂练习量少。