3.4电能的输送导学案高二下学期物理人教版选择性2

物理选必二第一章安培力与洛伦兹力自学探究学案学习内容：3.4电能的输送主备:闲云时间：2月28日班级姓名教学目标科学素养物理观念：1.知道远距离输电时输电线的损耗与哪些因素有关，理解高压输电的道理．2．知道远距离输电线路的基本构成，会对简单的远距离输电线路进行定量计算.3.知道电能输送的基本要求及电网供电的优点．科学思维：通过降低输电损耗的分析，体会科学思维的在构建物理模型中的重要作用。。科学探究:培养学生运用物理规律和公式分析解决实际问题的能力。科学态度与价值观：通过对简单的远距离输电线路分析与计算，体会科技对社会发展的推动作用，培养学生学以致用的思想。自主学习（认真阅读课本，独立思考，相信你一定行﹗）一．输送电能的基本要求(1)可靠：保证供电线路可靠地工作，少有．(2)保质：保证电能的质量和稳定．(3)经济：输电线路建造和运行的低、损耗少．二．降低输电损耗的两个途径假定输电线路中的电流是I，发电厂输出电压为U,用户端的电压是U'，两条输电导线的总电阻是r.阻集中画为一个电阻r.输电线损失的电功率为∆P(1)输电线上的功率损失：ΔP＝，I为输电电流，r为输电线的电阻．(2)降低输电损耗的两个途径[来源:]1.减小输电线的：在输电距离一定的情况下，为了减小，应当选用的金属材料，还要尽可能增加导线的．2.减小输电导线中的：思考讨论：在输电电流一定的情况下，如果线路的电阻减为原来的1n，线路上损失的功率减为原来的几分之一？②在线路电阻一定的情况下，如果输电电流减为原来的1n③通过对第①②两问的两项计算，你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效？④在保证用户的电功率的前提下，怎样才能减小输电电流？要保证向用户提供一定的电功率，就要．三．远距离高压输电（1）．远距离输电的基本电路：如图所示．在发电站内用变压器，然后进行远距离输电，在用电区域通过变压器降压降到所需的电压．（2）.电路分析：1.三个回路：回路1，回路2，回路3.2.几个电压：①发电电压：发电机输出的电压，如图中的；②输电电压：输电线始端电压，既升压变压器的输出电压，如图中的；③用户电压：最终用户得到的电压，如图中的；④损失电压：输电线始端电压与末端电压的差值，既输电线上的电压，如图中的；3.远距离输电的基本关系(如上图所示)：①功率关系：P1＝U1I1,P1＝P2，P3＝P4=P用，P2＝∆P＋②电压关系：eq\f(U1,U2)＝，eq\f(U3,U4)＝，U2＝ΔU＋U3。③电流关系：eq\f(I2,I1)＝，eq\f(I4,I3)＝，I2＝I3＝I线。④输电电流：I线＝eq\f(P2,U2)＝eq\f(P3,U3)＝eq\f(U2－U3,R线)=∆UR线。⑤功率损失：P损＝I线ΔU＝∆U2R线=Ieq\o\al(2,线)R线＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P2,U2)))2R线。⑥输电导线上的电压损失：ΔU＝I线R线＝U2－U3（3）．高压输电1.现代远距离输电的电压都，目前我国远距离送电采用的电压有110kV、220kV、330kV，输电干线已经采用500kV和750kV的超高压，西北电网甚至达到的特高压．2.高压输电也不是越高越好．电压越高，对输电线路和变压器的要求就越高，线路修建费用会增多．3.实际输送电能时要综合考虑、距离、技术和经济等要求选择合适的电压．四．电网供电（1）．电网：通过的输电线、变电站，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．（2）．电网输电的优点1.降低一次能源的，获得最大的．2.减小断电的风险，调剂电力供需的平衡．3.合理电力，使电力的供应更加可靠，质量更高．强化练习1．中央电视台某节目多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重的问题，不利于国家扶贫政策的展开，为减少远距离输电的损耗，某发电站采用高压向外输送电能。若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电导线的总电阻为R。则下列说法正确的是()A．输电线上的电流I＝eq\f(U,R)B．输电线上的电流I＝eq\f(P0,U)C．输电线上损失的功率eq\f(U2,R)D．输电电压提高一倍，损失的功率减小为原来的一半2．(生活情境命题)我国北方地区的高压输电线有时因遭遇寒流雨雪结冰(如图所示)负重增加造成断裂事故。科研攻关小组设想利用电流的热效应来快速融冰。若正常供电时，高压线上输电电压为U，输电电流为I，热耗功率为P；融冰时在发电功率、输电线电阻不变的情况下，通过自动调节变压器的变压比，使输电线上的热耗功率变为25P，则融冰时()A．输电电流为5IB．输电电流为25IC．输电电压为eq\f(1,5)UD．输电电压为eq\f(1,25)U3．(2020·全国Ⅱ卷)特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用550kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为ΔP，到达B处时电压下降了ΔU，在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1100kV特高压输电。输电线上损耗的电功率变为ΔP′，到达B处时电压下降了ΔU′。不考虑其他因素的影响，则()A．ΔP′＝eq\f(1,4)ΔPB．ΔP′＝eq\f(1,2)ΔPC．ΔU′＝eq\f(1,4)ΔUD．ΔU′＝eq\f(1,2)ΔU4.如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压及输电线的电阻Ｒ均不变．在用电高峰期，发电厂输出功率将增大，下列说法正确的是Ａ．升压变压器副线圈中电流变小Ｂ．降压变压器副线圈中电流变小Ｃ．输电线上损耗的功率减小Ｄ．用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例减小 5．如图所示为远距离输电的原理图。发电厂输出的电压恒定，升压、降压变压器均为理想变压器。由于用户负载的变化会造成其得到的电压发生变化，供电部门要实时监控，监控电表为理想电表。若某次监测发现V2表的示数减小，则下列判断正确的是()A．电流表A1的示数增大B．电流表A2的示数减小C．电压表V1的示数增大D．输电线上损失的功率减小6．如图所示为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压u＝Umsinωt的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为()A.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n1,n2)))eq\f(U\o\al(2,m),4r)B.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n2,n1)))eq\f(U\o\al(2,m),4r)C．4eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n1,n2)))2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,Um)))2rD．4eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n2,n1)))2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,Um)))2r7．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P＝100kW，发电机的电压U1＝250V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线＝8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4＝220V。已知输电线上损失的功率P线＝5kW，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是()A．发电机输出的电流I1＝40AB．输电线上的电流I线＝625AC．降压变压器的匝数比n3∶n4＝190∶11D．用户得到的电流I4＝455A8．疫情期间，为保障高中工作正常开展，防止停电事故发生，某中学领导班子决定购买一台应急备用发电机，要求如下：一是保证全校66间教室所有日光灯都能正常发光；二是为了避免噪音干扰，发电机需远离教学区；三是尽量利用已有设备和线路。为此学校让物理老师和兴趣小组先进行调查，得到以下数据：每间教室有日光灯20盏，每盏功率为20W，额定电压均为220V；发电机安装位置距离并网接口约500m，计算得出所用电线每米电阻约2.0×10－3Ω，其余部分电阻不计；学校已有升压变压器和降压变压器各一台，升压变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝1∶4，降压变压器原、副线圈的匝数比n3∶n4＝4∶1，兴趣小组同学画出如图所示示意图。则：(1)发电机输出的电压U1是多少才能保证所有日光灯正常发