2019-2020年新課標魯科版3-2 選修三4.3《電能的遠距離傳輸》 WORD教案3.doc

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2019-2020年新課標魯科版3-2 選修三4.3《電能的遠距離傳輸》 WORD教案3 三維教學目標 1、知識與技能 （1）知道“便于遠距離輸送”是電能的優(yōu)點，知道輸電過程； （2）知道降低輸電損耗的兩個途徑； （3）了解電網(wǎng)供電的優(yōu)點和意義。 2、過程與方法:通過思考、討論、閱讀，培養(yǎng)學生閱讀、分析、綜合和應用能力。 3、情感、態(tài)度與價值觀 （1）培養(yǎng)學生遇到問題要認真、全面分析的科學態(tài)度； （2）介紹我國遠距離輸電概況，激發(fā)學生投身祖國建設的熱情。 教學重點：找出影響遠距離輸電損失的因素，使學生理解高壓輸電可減少功率與電壓損失。 教學難點：理解高壓輸電原理，區(qū)別導線上的輸電電壓U和損失電壓ΔU。 教學方法：自學討論法、閱讀法、講解法。 教學手段：多媒體課件 （一）引入新課 人們常把各種形式的能（如水流能、燃料化學能、核能）先轉化為電能再進行傳輸，這是因為電能可以通過電網(wǎng)來傳輸，那么電能在由電廠傳輸給用戶過程中要考慮什么問題？這節(jié)課我們就來學習遠距離輸電的知識，請同學們認真仔細地閱讀教材，思考問題。 （二）進行新課 1、降低輸電損耗的兩個途徑 （1）輸送電能的基本要求是什么？ 輸送電能的基本要求是：可靠、保質、經(jīng)濟?？煽浚侵副ＷC供電線路可靠地工作，少有故障和停電。保質，就是保證電能的質量，即電壓和頻率穩(wěn)定。經(jīng)濟是指輸電線路建造和運行的費用低，電能損耗小。 （2）遠距離大功率輸電面臨的困難是什么？ 在輸電線上有功率損失。 （3）輸電線上功率損失的原因是什么？功率損失的表達式是什么？降低輸電損耗的兩個途徑是什么？ 由于輸電線有電阻，當有電流流過輸電線時，有一部分電能轉化為電熱而損失掉了。這是輸電線上功率損失的主要原因。 設輸電電流為I，輸電線的電阻為r，則功率損失為ΔP=I2r。 根據(jù)功率損失的表達式ΔP=I2r可知，要減少輸電線上的功率損失，有兩種方法：其一是減小輸電線的電阻；其二是減小輸電電流。 （4）如何減小輸電線的電阻呢？ 根據(jù)電阻定律可知r=ρ，要減小輸電線的電阻r，可采用下述方法： ①減小材料的電阻率ρ。銀的電阻率最小，但價格昂貴，目前選用電阻率較小的銅或鋁作輸電線。 ②減小輸電線的長度l不可行，因為要保證輸電距離。 ③增加導線的橫截面積，可適當增大橫截面積。太粗不可能，既不經(jīng)濟又架設困難。 （5）如何減小輸電線中的電流呢？閱讀并回答教材49頁“思考與討論”中的問題。 在輸電功率一定的條件下，根據(jù)P=UI可知，要減小輸電線中的電流I，必須提高輸電電壓U，這就是采用高壓輸電的道理。 （6）以上兩個途徑中，哪一個對于降低輸電線路的損耗更有效？舉例說明。 采用高壓輸電。在輸電電流一定的情況下，線路電阻減為原來的一半，線路中損耗的功率減為原來的。在線路電阻一定的情況下，電壓提高一倍，線路中的電流減為一半，而損耗的功率減為原來的。 （7）大型發(fā)電機發(fā)出的電壓不符合遠距離輸電的要求，怎么辦？而到達目的地的電壓也不符合用戶的要求，怎么辦？ 在發(fā)電機處用升壓變壓器升高電壓，在用戶處用降壓變壓器降低電壓。 投影片展示我國遠距離高壓輸電情況及遠距離高壓輸電的原理。如下圖所示。 設發(fā)電機的輸出功率為P，則功率損失為 ΔP=I22R，用戶得到的功率為P用=P-ΔP，輸電線路上的電壓損失為：ΔU=I2R，則U3=U2-ΔU。 （8）目前，我國常用的遠距離輸電采用的電壓有哪幾種？ 有110 kV、220 kV、330 kV，輸電干線采用500 kV的超高壓，西北電網(wǎng)正在建設750kV的線路。 （9）是不是輸電電壓越高越好？為什么？ 不是。電壓越高，對輸電線路和變壓器的要求越高，建設費用越高。實際輸送電能時，要綜合考慮，如輸送功率的大小、距離的遠近、技術和經(jīng)濟要求等，要依照不同情況選擇合適的輸電電壓。 2、電網(wǎng)供電 （1）采用電網(wǎng)供電的優(yōu)點是什么？ 可以在能源產(chǎn)地使用大容量發(fā)電機組，降低一次能源的輸送成本，獲得最大的經(jīng)濟效益。同時，電網(wǎng)可以減少斷電的風險，調劑不同地區(qū)電力供需平衡，保障供電質量。 例 某交流發(fā)電機輸出功率為510。5 W，輸出電壓為U=1。010。3 V，假如輸電線的總電阻R=10 Ω，在輸電線上損失的電功率等于輸電功率的5%，用戶使用電壓U=380 V。 （1）畫出輸電線路的示意圖（下圖）。（標明各部分的符號） （2）所用升壓和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是多少？（使用的變壓器是理想變壓器） 3、課堂總結、點評 通過本節(jié)學習，主要學習以下問題： 1、降低輸電損耗的兩個途徑：減小線路電阻和減小輸電電流。減小輸電電流是最有效的途徑。 遠距離輸電線路上，P損=I2r=，其中（I=）。采用高壓輸電可以達到減小輸電電流的目的。 2、電網(wǎng)供電的優(yōu)點。 4、實例探究 高壓輸電的優(yōu)點 例1、遠距離輸送交變電流都采用高壓輸電。我國西北電網(wǎng)正在建設750kV線路。采用高壓輸電的優(yōu)點是（ ） A.可節(jié)省輸電線的銅材料 B.可根據(jù)需要調節(jié)交流電的頻率 C.可減少輸電線上的能量損耗 D.可加快輸電的速度 遠距離輸電的過程 例2、某小型水電站發(fā)電機輸出的電功率為100 kW，輸出電壓 250 V，現(xiàn)準備向遠處輸電，所用輸電線的總電阻為8 Ω，要求輸電時在輸電線上損失的電功率不超過輸送電功率的5%，用戶獲得220 V電壓。求應選用匝數(shù)比為多大的升壓變壓器和降壓變壓器？（理想變壓器） 5、鞏固練習 1、在遠距離輸電過程中，為減少輸電線路上的電能損失，可采用的最佳方法是 （ ） A.使輸電線粗一些 B.減短輸電線長度 C.減少通電時間 D.采用高壓輸電 2、遠距離輸送一定功率的交變電流，若輸電電壓提高到原來的n倍，則下列說法中正確的是 （ ） A.輸電線上的電流變?yōu)樵瓉淼膎倍 B.輸電線上的電壓損失變?yōu)樵瓉淼?/n2 C.輸電線上的電功率損失變?yōu)樵瓉淼?/n D.若輸電線上的電功率損失不變，輸電線路長度可變?yōu)樵瓉淼膎2倍 3、下列關于減小遠距離輸電導線上熱損耗的說法中，正確的是 （ ） A.因為熱功率P=，所以應降低輸送電壓，增大輸電導線電阻，才能減小輸電導線上的熱損耗 B.因為熱功率P=IU，所以應采用低電壓、小電流輸電，才能減小輸電導線上的熱損耗 C.因為熱功率P=I2R，所以可采用減小輸電線電阻或減小輸送電流的方法來減小輸電導線上的熱損耗 D.以上說法均不正確 4、發(fā)電廠發(fā)電機的輸出電壓為U1，發(fā)電廠至學校的輸電導線的總電阻為R，通過導線的電流為I，學校得到的電壓為U2，則輸電導線上損耗的功率可表示為 （ ） A. B. C.I2R D.I（U1-U2）