25春沪科版九年级下册物理教学设计 第十八章 第三节 电能的输送

第三节电能的输送

教学目标

知识目标1.了解采用高压输电,可以减少电能在输送线路的损失,提高电能的输送效率。2.了解高压触电的方式及其防护。能力目标1.通过分析高压输电的原理,培养学生解决问题的能力。2.了解电弧触电和跨步电压触电,提高学生的安全防范意识。素养目标具有对科学的求知欲,初步建立将科学技术应用于实际的意义。

教学重难点

教学重点1.能说明高压输电可以减少电能在输送线路上的损失,提高电能的输送效率。2.介绍高压触电的两种方式。教学难点理解高压输电的原理并且能够解释高压输电能够减少电能损失的原因。

教学过程

一、新课导入前面我们学习了电磁感应现象,通过发电机我们可以大量地生产电能。比如,葛洲坝电站通过发电机把水的机械能转化为电能,发电功率可达271.5万千瓦,这么多的电能是怎样输送到用电地方去的呢?二、教学步骤探究点1高压输电[阅读课本]P170“从发电站到用电地区……高压输电线上的电压通常都有几百千伏。”[思考]电能通过什么从电站输送到你家的呢?[提示]连接电站到我们家的是输电电缆。[思考]高压输电线上的电压与家庭电路电压相同吗?[提示]家庭用电电压一般是220V,而高压输电线上的电压通常有几百千伏。[阅读课本]P170~171“为什么要用这么高的电压……超高压送电。”[思考]远距离是采用什么方式输送电能的?[提示]观察P171“图18-21”升压变压器的作用是提高电压的,降压变压器的作用是降低电压的,高压线路输送电能。[归纳提升]电能输送的过程:发电站→升压变压器→高压线路→降压变压器→用电单位。[思考]为什么要采用高压输电呢?[提示]高压输电可以减少电能在输送线路上的损失。由于发电站的功率P是一定的,由公式P=UI可知,当电压U升高到n倍即U'=nU时,电流就相应减小到1n即I'=1nI,由W=(I')2Rt=In2Rt=1n2I2Rt可知,电压增加到原来的n倍,电流减小到原来的1[习题]对于远距离输电,下列说法正确的是 ()A.远距离输电输送的是直流电B.高压输电可以减少电能损失C.高压线路上的电压可以随意升高D.输电线上的电阻越大,则电能损失越小[分析]远距离输电输送的是发电站的交流发电机发出的交流电;根据P=UI可知,高压输电电压高,电流小,根据P损=I2R可知,高压输电可以减少电能损失;高压输电必须综合考虑各种因素,电压不可以随意升高;根据P损=I2R可知,输电线上的电阻越大,则电能损失越大。[答案]B[习题]高压输电线路的铁塔顶端有一条(或两条)比下面输电线细的金属线,如图,它的作用是 ()A.加强铁塔的稳定性B.传输零线的电流C.防雷电起到避雷针的作用D.作为备用线,供输电线断开时应急使用[分析]顶端的金属线是避雷线,防止雷直接击到输电线上,这两条线一般与铁塔相连,将雷电流引入大地。[答案]C[习题]如图是远距离输电示意图,请你说明图中设备A、B的名称并简要说明它们各自的作用。(1)设备A是,作用是。

(2)设备B是,作用是。

[分析]从发电站到用电区,通常都有相当长的一段距离。当功率一定时,提高电压,从而使电线中的电流减小,则电线上损失的电能减小,所以,在发电厂内先用升压变压器把电压升高再输送;输送到用电区的电为了满足不同的用电需要,应降低电压,必须使用降压变压器。[答案](1)升压变压器升高电压(2)降压变压器降低电压[习题]我国现阶段社会发展突飞猛进,综合国力增强,社会和家庭的用电量迅猛增加,这就给我国的输电线路提出了更高的要求。大家都知道,输电使用的金属导线有电阻,也会有电能损失,即Q损=I2Rt,也称为损失功率,即P损=I2R。在输送电功率,即P输=UI不变的情况下,现在输电线路较长,为避免电能的损失,都采取高压输电的方法。输电电压U=110kV,即11万伏特的电压。我国各大发电站发出的都是三相电,即传输时是三条主线,请注意观察如图所示的输电线路场景图片。用你所学习的知识,回答下列问题:(1)为减少输电线路上的损失功率,应采取的办法是、。

(2)请你说出采取高压输电的原理是

。

(3)从图片中可以看到,输电线路的三条主线中的一组导线中有金属支架相连,就是三相电中的一相电。传输一相电有的是用4根电线,有的是用6根电线,这样做的目的是

。

[分析](1)在输电电流I输出一定的情况下,由公式P输=I输2R可知,输电导线电阻R越小,输电功率损失越小;在输电导线电阻R一定的情况下,由P输=I输2R可知,输电电流I输越小,功率P输损失越小,故要减少输电线路上的损失功率,应采取的办法是减小导线中的电流、减小导线的电阻。(2)在输送电功率不变的情况下,电压越高,线路中的电流越小,由焦耳定律Q[答案](1)减小电流减小电阻(2)升高电压,减小电流,可以减小电能的损失(3)增大了导线的横截面积,从而使输电导线电阻变小,输电损失的电能减小探究点2高压触电及其防护[阅读课本]P171“高压触电及其防护”[思考]高电压可以不经过降压变压器,直接接入家庭电路吗?[提示]高电压的绝缘防护要求很高,直接供给家用电器是十分不安全的。[思考]用电器能直接利用高电压吗?[提示]高压输电的电压远高于用电器的额定电压,导致通过用电器的电流过大,从而烧毁导线和用电器。[思考]高压输电线为什么架设得很高?[提示]人和动物接近高压输电线就可能发生触电事故。[归纳提升]当人和动物靠近高压设施时,人和动物与高压带电体之间就可能出现电弧而被击中,这种现象叫电弧触电。[思考]假如有高压输电线落到地面,我们能靠近吗?[提示]以高压输电线的断头处为圆心,输电线的电压逐渐降低。输电线的电压越高,安全电压的半径就越大。[归纳提升]高压输电线落在地上,地面上与电线断头距离不同的各点间存在电压,当人走近断头处时,如果两脚位于离断头远近不同的位置上,则两脚之间有了电压,这时有电流通过人体,造成跨步电压触电。[思考]为了防止高压触电,我们应注意哪些事项?[提示]不靠近高压带电体,发现高压输电线断落地面,需竖立警示牌。[归纳提升]安全用电的原则:一是不接触低压带电体,二是不靠近高压带电体。[习题]在农村电网改造过程中,将细导线换成粗导线。这是通过增大导体的横截面积来(选填“增大”或“减小”)电阻。当人靠近高压带电体时,即使不接触也容易产生触电。

[分析]当导体的材料、长度相同时,横截面积大的电阻小,横截面积小的电阻大,故将细导线换成粗导线,这是通过增大导体的横截面积来减小电阻;当人靠近高压线路,且小于安全距离时,高压线路与人之间产生放电,造成高压电弧触电。[答案]减小高压电弧三、板书设计第三节电能的输送1.电