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選修3-2第五章第5節(jié)《電能的輸送》
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
預(yù)習(xí)發(fā)電站發(fā)出的電能是怎樣輸送到遠(yuǎn)方的，初步認(rèn)識高壓輸電的原理及各參數(shù)的關(guān)系。
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
1、電功率損失和電壓損失
⑴功率損失：遠(yuǎn)距離輸送電能，由于輸電線上的電流熱效應(yīng)，電能轉(zhuǎn)化為熱能。出現(xiàn)功率損失。△P= 。
⑵、電壓損失：遠(yuǎn)距離輸送電能，線路中電阻R上消耗部分電壓�！鱑= 。
2、減少功率損失和電壓損失的方法：
⑴、 ⑵、
3、高壓輸電網(wǎng)絡(luò)及各物理量間關(guān)系：
⑴、遠(yuǎn)距離輸電線路圖：
⑵、常用分析公式：
①、輸電電流：I2=
②、輸電導(dǎo)線損失的電功率：
P損=
③、輸電導(dǎo)線損失的電壓：
U損=
三、提出疑惑
同學(xué)們，通過你們的自主學(xué)習(xí)，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中
疑惑點疑惑內(nèi)容

課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
（1）知道“便于遠(yuǎn)距離輸送”是電能的優(yōu)點之一．知道輸電的過程．了解遠(yuǎn)距離輸電的原理．
（2）理解各個物理量的概念及相互關(guān)系．
（3）充分理解 ； ； 中的物理量的對應(yīng)關(guān)系．
（4） 知道什么是輸電導(dǎo)線上的功率和電壓損失和如何減少功率和電壓損失.
（5）理解為什么遠(yuǎn)距離輸電要用高壓.

二、學(xué)習(xí)過程
1、輸送電能的過程
請同學(xué)們思考：1。發(fā)電站發(fā)出的電能是怎樣輸送到遠(yuǎn)方的呢？（學(xué)生自由回答）

2.降低輸電損耗的途徑有哪些？哪些是可行的？

3. 遠(yuǎn)距離輸電為什么要用高電壓？“思路是：輸電→導(dǎo)線（電阻）→發(fā)熱→損失電能→減小損失”
2.請根據(jù)下圖寫出輸電系統(tǒng)的“輸電電壓”、“用戶得到的電壓”和輸電線上“損失的電壓”

若輸電線電阻R，輸電功率為P，輸電電壓U１，
則輸電導(dǎo)線的電流I2= ，
輸電導(dǎo)線上的電壓降（電壓損失）U損=I2R= ，
輸電導(dǎo)線上的功率損耗P損=I22R = = 。
3. 遠(yuǎn)距離輸電的實例分析

例題。發(fā)電機(jī)的輸出電壓為220V，輸出功率為44KW，每條輸電線電阻為0.2Ω，求用戶得到的電壓和電功率各是多少？如果發(fā)電站先用變壓比為1：10的升壓變壓器將電壓升高，經(jīng)同樣輸電線路后，再經(jīng)過10：1的降壓變壓器降壓后供給用戶，則用戶得到的電壓和電功率又各是多少？

解題過程：

三、反思總結(jié)
畫出輸電流程圖：
流程圖：

四、當(dāng)堂檢測
一臺發(fā)電機(jī)輸出的電功率為100kw，輸出電壓為250v，先欲向遠(yuǎn)處輸電，若輸電線總電阻為8Ω，要求輸電時輸電線上損失的電功率不超過輸送電功率的5%，要向用戶輸送200v電壓，求：
（1）、試畫出這次輸電線路的示意圖；
（2）、輸電所需升壓變壓器和降壓變壓器的原副線圈的匝數(shù)之比分別是多少？
（3）、用戶得到的電功率是多少？


課后練習(xí)與提高

1、 說明書的部分內(nèi)容如表所示．現(xiàn)在用一臺該型號的柴油發(fā)電機(jī)給災(zāi)民臨時安置區(qū)供電，發(fā)電機(jī)到安置區(qū)的距離是400 m，輸電線路中的火線和零線均為GBCZ60型單股銅導(dǎo)線，該型導(dǎo)線單位長度的電阻為2.5×10－4Ω/m.安置區(qū)家用電器的總功率為44 kW，當(dāng)這些家用電器都正常工作時，下列說法中正確的是(　　)
型　號AED6500S
最大輸出功率60 kW
輸出電壓范圍220 V～300 V
A.輸電線路中的電流為20 A
B．輸電線路損失的電功率為8 000 W
C．發(fā)電機(jī)實際輸出電壓是300 V
D．如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦交流電，則輸出電壓最大值是300 V

2、如圖所示，為了減少輸電線路中電力損失，發(fā)電廠發(fā)出的電通常是經(jīng)過變電所升壓后通過遠(yuǎn)距離輸送，再經(jīng)變電所將高壓變?yōu)榈蛪海�某變電所電壓u0＝11 0002sin 100πt V的交流電降為220 V供居民小區(qū)用電，則變電所變壓器(　　)
A．原、副線圈匝數(shù)比為50∶1
B．副線圈中電流的頻率是50 Hz
C．原線圈的導(dǎo)線比副線圈的要粗
D．輸入原線圈的電流等于居民小區(qū)各用電器電流的總和


參考答案：二、學(xué)習(xí)過程
2 I2=P/U1 U損=I2R=PR/U1 P損=I22R =U額2/R=P2R/U12

3. 發(fā)電站輸出的功率P出是一定的,當(dāng)以220伏的電壓輸出時,輸出電流應(yīng)該是：
　 　I=P出/U出=44000W/220V=200A
　　兩條輸電線路的總電阻為0.4Ω,則導(dǎo)線上損失的電功率為：
　 P損=I2r=(200A)2×0.4Ω=16kW
　　用戶得到的電功率為P=P出-P損=44kW-16kW=27kW
　　在導(dǎo)線上損失的電壓為: U損=I2r=200V×0.4Ω＝80V．
　　用戶得到的電壓為：U=U出-U損=220V-80V=140V
　　如果用1：10的變壓器將電壓升高到2200V后再輸送出去，則輸出電流為：
　 I=P出/U出=44000W/2200V=20A　
　　 P損=I2r=(20A)2×0.4Ω=160W
　　用戶得到的電功率為P=P出-P損=44kW-160W=43.83kW
　　在導(dǎo)線上損失的電壓為: U損=I2r＝20V×0.4Ω＝8V．
　　加到用戶端變壓器上的電壓為：U=U出-U損=2200V-80V=2192V
　　經(jīng)過變壓器降壓后輸送給用戶的電壓為：219.2V．
三、

四、（1）、

（2）、n1：n2=1/16 ,n3：n4=190/11
(3)、P用=95KW

課后練習(xí)與提高
1、解析：I線＝I0＝P0U0＝4.4×104220 A＝200 A；線路損失功率P線＝I2線R線＝8 000 W，線路兩端電壓U＝I線R線＝40 V，所以發(fā)電機(jī)輸出電壓為260 V；如果該柴油發(fā)電機(jī)發(fā)的電是正弦交流電，則輸出電壓最大值是2602 V.
答案：B
2、解析：u0＝11 0002sin 100πt V中的11 0002指的是電壓的最大值，有效值為11 000 V，則原、副線圈之間的匝數(shù)之比等于兩線圈的電壓之比，即50∶1，A正確；由ω＝100π可得頻率為50 Hz，變壓器不改變電流的頻率，因此，副線圈的頻率也是50 Hz，B正確；電流與匝數(shù)成反比，即原線圈的電流比副線圈電流要小，因此，副線圈的導(dǎo)線要比原線圈粗，C錯誤；居民小區(qū)各個用電器都是并聯(lián)的，它們的電流總和等于副線圈中的電流，故D錯誤．

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