电能的获得和输送 知识讲解

电能的获得输送【习标1.知电能的获得途径。2.知道电能是二次能源，知道各发电方式的特点和利弊。3.知道远距离输电采用高压的目，知道高压输电的全过程以及电网的作用和安全运行的重要。4.经历用科学的方法来研究物理题的过程，明白远距离输电的方法。【点理要一电的得电池(1)伏打电堆：a.简介：1800年，意大利物理学家伏打发明了伏打电堆，这是人类历史上第一个能持续提供电能的电源。b.能量转化：伏打电堆是将化学转化为电能的电池。(2)其他各种电池：电子表中的扣电池、汽车中的蓄电池、琳琅满目的各种化学电池都是伏打电池的“后裔着技的进步，太阳能可通过硅光电池直接转化成电能。但是由于其成本高，而且需要光照才能产生电能，所以目前主要用在人造卫星上，无论是化学池还是硅光电池，都很难提供大功率电动机、电器以及照明所需的电能。发电(1)人类大规模利用电能主要依的两项发明和创造：一是18世纪中期至19世发明的热机，他们将燃料燃烧时产生的内能转化成机械能，使人类从石能源中获得了动力。二是19世初法拉第发现的电磁感应规律，这一发现找到了将机械能转化为能的途径。这两项发明和发现使人类大规模获取电能成为可能。(2)电感应现象的内容：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产电流，这种现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流。电磁感应过程中，将机械能转化为电能(3)发机的原理：利用了电磁感应现象，将机械能转化为电能。电能不能从自然界直接开采或取，它必须从其它能源转化而来，所以称为二次能源。它的最大优点是便于转化和便于输送和分配。(4)交流发电机的组成：主要是转子（转动部分）和定子（固定部分）两部分组成。交流发电机的电流方向做周期性变化，这种周期性改变方向的电流叫交变电流，简称交流。直流发电机线圈产生的电流虽是交流电，但通过换向器的使用输出后，外电路的电流方向不变

要诠：1.电磁感应现象的几点说明：（）生应电流的条件有两个：一是“闭合电路的一部分导体话括两层意思：①电路应该是闭合的，而不是断开的，即组成电路的各元件连接成一个电流的通路；②要有一部分导体做切割感线运动，也就是说切割磁感线的导体一定是闭合电路的一部分“做切割磁感线运动谓切割磁线运动，类似于切菜，可以使垂直切割，也可以是斜着切割，但导体运动方向不能与磁感线方向平行，以使导体运动，也可以使磁场运动。（2）电磁感应现象中，感应电流的方向跟导体切割磁感线运动的方向和磁感线方向有关，当体运动方向改为与原方向相反，或将磁感线方向改为与原来相反，则感应电流方向将与原方向相反；若体运动方向和磁感线方向都变为和原来相反，则感应电流方向不变。（3）电磁感应现象中，影响感应电流大小的因素有：磁场的强弱、切割磁感线运动的速度、割磁感线导体的长度磁场越强切磁线运动的速度越大切磁感线导体的长度越长则产生的感应电流越大。2.在实际生产中往往有不同的动机来带动发电机，如水轮机、汽轮机、内燃机、蒸汽机等。3.我国在电力事业发展的主要成（如核电、水电、风力发电等）要二电的送高压电—少距离电在线的能耗输电要用导线，导线当然有电阻，如果导线很短，电阻很小可忽略，而远距离输电时，导线很长电阻大小不能忽略。电流通过很长的导线要产生大量的热，这些热都散失到大气中，白白损失了电。所以，输电时，必须减小导线发热损失。如何减小导线发热呢？由焦耳定律IR，减小发热有效的方法是减输电电流。根据公式P=，使输电电流减小，而输送功率不变，就必须提高输电电压。高压输电可以保证在输送功率不变，减小输电电流来减小输电的电能损失。变压：把交流电的电压升高或降低发电站都安装了用来升压的变压器，实现高压输电。但是我们用户使用的是低压电，所以在用户近又要安装降压的变压器。高压输用区近时要电降来的一是为了安全，二是用电器只能用低电压。家庭路由火线和零线组成的双芯电缆把电能引入住户。下图是一个典型的家庭电路布线图，在供电箱的一条

支路上都装有不同电流大小的自动断路器。一旦电流超过定值，断路器便会自动切断电路，故排除后只要重新合上开关便可恢复供电。要诠：输送电能的高压输电线路要连接成电网。大型发电站都必须并网运行，这样电能可以通过电网互调剂，从而平衡电网中不同区域的用电负荷。要三电机探究场电的用：探究过程）将所需器材按照如图所示的电路连接好；（）金杆横放在在金属导轨上，观察金属杆是否运动；（）合关，观察金属杆是否运动，运动方向如何；（）变流的方向，观察金属杆是否运动，运动方向如何；（）持流方向不变，改变磁场的方向，观察金属杆的运动情况；（）时变电流的方向和磁场方向，观察金属杆的运动情况。实验记录电流方向无ABBB→AA→B磁场方向上下上→下上下金属杆运动情况不向左移动向右移动

下→上向左移动

下→上向右移动交流论证：通过上述实验我们发现，金属杆AB无电流时，没有受到力的作用。有电流时，受到了磁场力的作用，并且随着电流方向或磁场方向的改变而改变。实验结论：通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向跟导体中的电流方向和磁场方向有关，电流方向或磁场方向与原来相反时，力的方向也与原来相反；当电流方向和磁场方向同时改变时，力的方改变。电动的理构（）作理：通电线圈在磁场中受力而转动。（2）造：电动机主要由两部分组成，一是固定不动的部分，称为定子，另外是转动的部分，为转子。从解剖的小型电动机模型来看，定子是永磁体，转子是线圈。（）向：a.构造：由两个铜制半环构成，图所示，其中F和E是两个铜制半环，叫换向器，与电动机中的线圈两端连接，它们彼此绝缘，并随线圈一起转动和B是电，它们跟半环接触，使电源和线圈组合成闭合电路。b.作用：能自动的改变线圈中的流方向，是线圈能连续转动，即不论是线圈的哪个边，只要靠S都

能使电流向纸内方向流去，这时它的受力方向总是相同的，线圈就可以不停地转动下去。（）流动机的工作原理图【型题类一电的得1.如图所示的实验装置中，能用解释发电机工作原理的是（）A．B．C．D．【答案】【解析】图示是闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，就会产生电流，是电磁应现象，属于发电机的工作原理，故该选项符合题意；B图的通电导体在磁场中受到的作用，是电动机的工作原理，故该选项不符合题意；C图的是通电线圈在磁场中受转动，是电动机的工作原理，故该选项不符合题意；D图的是奥斯特实验，说明了流周围存在磁场，故该选项不符合题意；故选A。【总结升华本中学生容易混淆的是A和B两图，要从有无电源上区分，有电源的是电动机，无电源的是发电机。举反【式我唱卡拉OK时，用到话。图是动圈式话筒构造示意图，其工作原理是（）A．电流周围存在磁场B．电感应现象C磁场对通电导线有力的作用D．电能转化机械能【答案】【解析】当你对着话筒说话或唱歌时，产生的声音引起膜片振动，线圈和膜片是连在一起的，连膜片上的线圈就一起振动，线圈在磁场里的振动，会切割磁感线产生感应电流，这就是电信号。这种感电流随着声音的变化而变化，经过放大后，这个记载声音信号的感应电流经放大后传给扬声器，就通过扬器还原成声

音。所以动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象。故选B。如所示是小冬探究感应电流产生条件的实验装置，其中能够产生感应电流的是（）Aab不动，磁铁上下移动Bab不动，磁铁左右移动C．铁不动上移动D．磁铁和ab同时向左或右移动【答案】【解析】本题图中蹄形磁体的磁感线方向是竖直方向ab不，磁体上下移动，导体ab不割感线，指针不发生偏转，错；ab不，磁体左右移动，导体ab切割磁感线，指针发生偏转B正确；铁不动，ab上下移动，导体ab不切磁线，指针不发生偏转C错；磁体和ab同向左或向右运动ab与体保持相对静止，不切磁感线指针不发生偏转D误。故选B。【总结升华理电磁感现象，关键在于三个词：一是“闭合电路”，二是“一部分导体”，三“切割磁感线运动”，三个条件缺少一个都不会产生感应电流。举反【式图所示，a表示垂直于纸面的一根导线闭电路的一部分磁场中运动方向如图所示体中不能产生感应电流的是（）A.B.C.D.【答案】【解析】由图分析可知，B、、中导体运动时都会切割磁感线，所以会产生感应电流；只有A没有切割磁感线，所以不会产生感应电流；故选。类二电的送3.远距离输送交流电都采用高压电国正在研究用比330kV高多的电压进行输电用压输电的优点是（）A．可增加输电导线的电流B．可增加交流电的频率C．可减少输电线上的能量损失D．可加快输电的速度【答案】【解析】在输电的过程中输送的功率一定，根据P=UI输送电压越高，输送电流越小，根据P=IR知损失的功率小，所以C正。【总结升华解本题的关键知道输电的过程中，输送功率一定，输电电压越高，电流越小，在电线上损失的功率越少。类三电机

如所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动。现要线圈逆时针转动，下列方法中可行的是（）A．只改变电流大小B．只改变电流方向C．对换磁极同时改变电流方向D．换用磁性更强的磁铁【答案】【解析】电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动，电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流向有关，因此要改变电动机的转动方向有两种方法可保持磁场方向不变变流方向可保持电流向不变，改变磁场方向。因此选项B符题意。【总结升华知电动机转动方向与电流方向、磁场方向有关，注意只能改变其中一个因素，如两个因素同时