2019-2020年高中物理 3.5《高壓輸電》學(xué)案 新人教版選修1-1.doc

2019-2020年高中物理 3.5高壓輸電學(xué)案 新人教版選修1-1學(xué)習(xí)目標(biāo)1了解為什么要用高壓輸電2知道減少遠(yuǎn)距離輸送電能損失的主要途徑3了解電網(wǎng)供電的優(yōu)點(diǎn)，了解輸電的新技術(shù)自主學(xué)習(xí)【問題1】葛洲壩電站通過發(fā)電機(jī)把水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電功率可達(dá)271.5萬(wàn)千瓦，從葛洲壩電站發(fā)出的電輸送到武漢、上海等地，在如此遠(yuǎn)距離輸電過程中，主要需要考慮哪些方面的問題？ 【問題2】認(rèn)識(shí)遠(yuǎn)距離輸電的必要性遠(yuǎn)距離輸電中，通常是通過架設(shè)很高的、很粗的高壓電線把電能輸送到目的地的，遠(yuǎn)距離輸電為什么要用高電壓？ 【問題3】認(rèn)識(shí)電能（功率）損失的原因及減少電能損失的途徑電能（功率）損失的主要原因： ；減少電能損失的兩種途徑： 【問題4】遠(yuǎn)距離輸電過程中，除電能（功率）損失以外，輸電線上還可能有哪些損失（如電壓、電流等）？用問題3中的減少電能（功率）損失的有效方法能有效減少這些損失嗎？ 【問題5】遠(yuǎn)距離輸電的方式高壓輸電輸往用戶 遠(yuǎn)距離輸電中的兩種模式： ， 現(xiàn)代直流輸電示意圖： 遠(yuǎn)距離輸電常用的幾種高壓有： 在實(shí)際的遠(yuǎn)距離輸電過程中，輸電電壓是不是越高越好？試說(shuō)說(shuō)你的理由合作探究【問題1】遠(yuǎn)距離輸電中電能的損失通過計(jì)算探討：遠(yuǎn)距離輸電過程中電能損失問題的嚴(yán)重性河南平頂山至湖北武昌的高壓輸電線電阻約400，如果通過輸電線的電流是1A，每秒鐘導(dǎo)線發(fā)熱多少？ 【問題2】由焦耳定律Q=I2Rt探討減少導(dǎo)線發(fā)熱方法？（1）由焦耳定律Q=I2Rt可知減少導(dǎo)線發(fā)熱的三種方法：一是減小 ，二是減小 ，三是減小 （2）在遠(yuǎn)距離電能輸送過程中，輸電導(dǎo)線上損失的電能（ ）A與輸送導(dǎo)線上的電流成正比B與輸送導(dǎo)線上電流的平方成正比C與輸電導(dǎo)線的電阻成正比D與輸電導(dǎo)線的電阻成反比【問題3】探究遠(yuǎn)距離輸電中，減少電能損耗方法的可行性 （1）通過計(jì)算體會(huì)減小電阻來(lái)減少電能損耗的可行性：把200kW的電能輸送到100km以外，若其他條件均不變，僅將輸電線的電阻減小為原來(lái)的1/10，則損耗的功率是原來(lái)的多少？ （2）通過計(jì)算體會(huì)提高輸電電壓來(lái)減少電能損耗的可行性：把200kW的電能輸送到100 km以外，若其他條件均不變，僅將輸電電壓升高為原來(lái)的10倍，則損耗的功率是原來(lái)的多少？ 【問題4】高壓輸電中的電壓損失與功率損失的探討（1）發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U，輸出總功率為P，通過總電阻為R的輸電線向用戶供電，則輸電線上電流強(qiáng)度為 ，輸電線上的電壓降落為 ，輸電線上損失的電功率為 （2）一臺(tái)發(fā)電機(jī)，輸出的功率為1000kW，所用輸電導(dǎo)線的電阻是10，當(dāng)發(fā)電機(jī)的輸電電壓為50kV時(shí)，求：導(dǎo)線上的電流、輸電線上損失的電壓與電功率？【問題5】高壓輸電中有效功率的探討 （1）發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U，輸出總功率為P，通過總電阻為R的輸電線向用戶供電，用戶得到的電壓為 ，用戶得到的功率為 （2）發(fā)電廠的輸出功率為200kW，輸電線的電阻為0.13那么輸電電壓為250V或2500V，這兩種情況下，用戶得到的電壓和功率各為多少?【問題6】電網(wǎng)供電及作用（1）電網(wǎng)輸電的定義：將多個(gè)電廠發(fā)的電通過 、 連接起來(lái)，形成全國(guó)性或地區(qū)性輸電網(wǎng)絡(luò)，這就是電網(wǎng)（2）電網(wǎng)供電的作用可以在一些能源產(chǎn)地使用 ，減少發(fā)電設(shè)施的重復(fù)建設(shè)，降低運(yùn)輸一次能源的成本，獲得最大的經(jīng)濟(jì)利益；可以保證 ，調(diào)整不同地區(qū)電力供需平衡，保障供電的質(zhì)量；使用電網(wǎng)，可以根據(jù)火電、水電、核電的特點(diǎn)，合理的調(diào)度電力，使電力供應(yīng)更加可靠、質(zhì)量更高 課堂檢測(cè)A1遠(yuǎn)距離輸電要采用 （ ）A低壓輸電 B高壓輸電C強(qiáng)電流輸電 D弱電流輸電2我國(guó)的“西電東送”采用高壓輸電，正在研究用比330kV高得多的電壓輸電，采用高壓輸電的優(yōu)點(diǎn)是 （ ）A可以節(jié)省輸電線的材料 B可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)交流電的頻率C可以減少輸電線的能量損失 D可加快輸電的速度3關(guān)于減少遠(yuǎn)距離輸電線上的功率損耗，下列說(shuō)法正確的是 （ ）A由功率P=U2/R，應(yīng)降低輸電電壓，或增大導(dǎo)線電阻B由P=IU，應(yīng)降低輸電電壓，或減小電流輸電C由P=I2R，應(yīng)減小導(dǎo)線電阻，或減小輸電電流D上述說(shuō)法均不對(duì)4利用超導(dǎo)材料可實(shí)現(xiàn)無(wú)損耗輸電，現(xiàn)有一直流電路，輸電總電阻為0.4，它提供給用電器的電功率為40kW，電壓為800V，若用臨界溫度以下的超導(dǎo)電纜代替原來(lái)的輸電線，保持供給用電器的功率和電壓不變，那么節(jié)約的電功率為 B5中央電視臺(tái)焦點(diǎn)訪談多次報(bào)道某些邊遠(yuǎn)落后農(nóng)村電價(jià)過高，農(nóng)民負(fù)擔(dān)過重，其中客觀原因是電網(wǎng)陳舊老化，近來(lái)進(jìn)行農(nóng)村電網(wǎng)改造，為了減少遠(yuǎn)距離輸電的損耗而降低電費(fèi)價(jià)格，可采取的措施有（ ）A提高輸送功率 B增大輸送電流C提高輸電電壓 D減小輸電導(dǎo)線電阻6在xx年初，南方地區(qū)的輸電線路受到極大的破壞在國(guó)家電網(wǎng)的統(tǒng)一調(diào)配下，在有限的電能供應(yīng)情況下，優(yōu)先居民用電，在這些現(xiàn)象中 （ ）A依據(jù)能量守恒定律，在遠(yuǎn)距離的電能無(wú)法輸入的情況下，本地的電廠發(fā)電總量有限，導(dǎo)致供電緊張B電能相對(duì)其它能量形式，其運(yùn)輸更加快捷和節(jié)約C在破壞的輸電線路中，絕大多數(shù)是高壓架空線，采用高壓架空線的原因是為了保證安全D輸電線路本身不損耗能量7一臺(tái)發(fā)電機(jī)的功率是44kW，用電阻為0.2的導(dǎo)線輸送到用戶，求：（1）若用220V的電壓輸電，輸電線上損失的功率是多少?用戶得到的電壓與功率分別為多少？（2）若用2.2kV的電壓輸電，輸電線上損失的功率又是多少? 用戶得到的電壓與功率又分別為多少？學(xué)有所得【自主學(xué)習(xí)】問題1 輸電導(dǎo)線上損失的電能問題2 輸送功率一定時(shí)，提高輸送電壓，可以減小導(dǎo)線中的電流，減小損失的功率問題3 電流的熱效應(yīng) 一是減小輸電線的電阻 二是減小輸送的電流問題4 輸電線上還有電壓損失，減少功率損失的方法同樣可以減小電壓的損失問題5 不是常用的遠(yuǎn)距離輸電有110kV、220kV、330kV、550kV【合作探究】問題1 由Q=I2Rt可得每秒鐘導(dǎo)線發(fā)熱：Q=124001=400J問題2 （1）輸電時(shí)間 輸電線電阻 輸電電流 （2）BC問題3 （1）1/10 （2）1/100問題4 （1） P/U PR/U P2R/U2 （2） 20A 200V 4000W問題5 （1）UPR/U PP2R/U2（2）146V 116.8kW 2489.6V 199.2 kW問題5 直流輸電 交流輸電 發(fā)電廠 交流變直流 直流變交流 110kV 220kV 330kV 550kV 不是 輸電電壓過高，會(huì)增加絕緣的困難，會(huì)增加電能的損失【課堂檢測(cè)】1BD 2AC 3C 41kW 5CD 6AB 7（1）8 kW 180V 36 kW （2）80W 2196V 43.92 kW