1、3.1 高压输电原理 【学习目标】 1知道“便于远距离输送”是电能的优点，知道输电过程。 2知道降低输电损耗的两个途径。 3了解电网供电的优点和意义。 【重点、难点】 重点：找出影响远距离输电损失的因素，使学生理解高压输电可减少功率与电压损失。 难点：理解高压输电原理，区别导线上的输电电压 U 和损失电压 U 。 预习案 一电能的输送 1电能相比煤、石油等能源便于远距离输送 2输送电能的基本要求：_、_、_。 二输电线上的功率损失 1任何输电线都有_，存在功率损失。 设输电电流 I，输电线电阻为 R，则输电线上的功率损失为：P_。 设输送的电功率为 P，输电电压为 U，输电线的总长度为 l，横
2、截面 积为 S，电阻率为 ， 则输电电流为 I_，输电电线电阻为 R_，输电线上的功率损失可 表示为：P_。 2减少输电线上功率损失的方法 （1）减小输电线的电阻 R： _ _ （2）减小输电电流 I: _ 采用_是减小输电线 上功率损失最有效、最经济的措施。 探究案 探究一、降低输电损耗的两个途径 1、输送电能的基本要求是什么？ 2、远距离大功率输电面临的困难是什么？ 3、输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？降低输电损耗的两个途径 是什么？ 4、如何减小输电线的电阻呢？ 5、如何减小输电线中的电流呢？阅读并回答教材 45 页“思考与讨论”中的问题。 6、以上两个途径中，哪一
3、个对于降低输电线路的损耗更有效？举例说明。 7、大型发电机发出的电压不符合远距离输电的要求，怎么办？而到达目的地的电压也不符 合用户的要求，怎么办？ 8、目前，我国常用的远距离输电采用的电压有哪几种？ 来源:Zxxk.Com 9、是不是输电电压越高越好？为什么？ 探究二、电网供电 采用电网供电的优点是什么？ 训练案 题型一：电能输送中损耗问题 1远距离输送交流电都采用高压输电我国正在研究用比 330 kV 高得多的电压进行输 电采用高压输电的优点是( ) A可节省输电线的材料 B可根据需要调节交流电的频率 C可减小输电线上的能量损失来源:学科网 D可加快输电的速度 2如图所示为远距离高压输电的
4、示意图关于远距离输电，下列表述正确的是( ) A增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失 B高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗 C在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小 D高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好 3发电厂发电机的输出电压为 U1，发电厂至学校的输电线电阻为 R 线 ，通过导线的电流为 I，学校输入电压为 U2，下列计算输电线损耗的式子中，正确的是( ) A. B. C I2R 线 D I(U1 U2) U21R线 U1 U2 2R线 4某发电站采用高压输电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
5、电阻为 R 线 则下列说法正确的是( ) A输电线上的电流 I B 输电线上的电流 I UR P0U C输电线上损失的功率 P 2R 线 D输电线上损失的功率 P( P0U) U2R线 5一个小水电站，输出的电功率为 20 kW，输电线总电阻为 0.5 ，如果先用 400 V 电压 输送，后又改用 2 000 V 电压输送，则输送电压提高后，输电导线上损失的电功率的变化 情况是( ) A减少 50 W B减少 1 200 W C减少 7.68106 W D增大 7.68106 W 题型二：远距离输电 6如图所示为远距离输电线路的示意图： 若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是( ) A升
6、压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关 B输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定 C当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大 D升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 7某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机的输出电压为 200 V，输电线总电阻 为 r，升压变压器原副线圈匝数分别为 n1、 n2，降压变压器原副线圈匝数分别为 n3、 n4(变 压器均为理想变压器)要使额定电压为 220 V 的用电器正常工作，则( ) A. B. n2n1 n3n4 n2n1 n3n4 C升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 D升压变压器的输出功率大于降
7、压变压器的输入功率 8 某发电厂原来用电压为 U1的交流电输电，后改用变压比为 150 的升压器将电压升高 为 U2后输电，输送的电功率保持不变若输电线路的电阻为 R 线 ，则下列说法中正确的是( ) A由公式 I 可知，提高电压后输电线上的电流降为原来的 PU2 150 B由公式 I 可知，提高电压后输电线上的电流增为原来的 50 倍 U2R线 C由公式 P I2R 线 可知，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的 12 500 D由公式 P 可知，提高电压后输电线上的功率损耗增大为原来的 2 500 倍 U2R线 3.2 变压器为什么能改变电压 【学习目标】 1.了解变压器的构造及工作原理
8、。 2.掌握理想变压器的电压、电流与匝数间关系。 3.掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题。 【重点、难点】 1、变压器工作原理及工作规律。 2、理解副线圈两端的电压为交变电压。 3、推导变压器原副线圈电流与匝数关系。 4、掌握公式中各物理量所表示对象的含义。 预习案 1变压器 (1)构造：由 和绕在铁芯上的两个线圈组成。 原线圈：与 连接的线圈。 副线圈：与 连接的线圈。 (2)变压器的工作原理：变压器工作的基础是互感现象，电流通过原线圈时在铁芯中激发的 磁场不仅穿过原线圈，也同时穿过副线圈，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的 磁场也在不断变化，变化的磁场在副线圈中产生 (3)作
9、用：改变交变电流的电压，不改变交变电流的 和 。 2电压与匝数的关系 (1)理想变压器：没有 的变压器。 (2)电压与匝数的关系：理想变压器原、副线圈的电压之比，等于两个线圈的 之 比，即： (3)两类变压器：副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫 变压器；副线圈的电 压比原线圈电压高的变压器叫 变压器。 探究案 探究一、变压器原理 1、 思考与讨论，变压器的构造以及原理 探究二、变压器线圈两端的电压与匝数的关系 实验目的：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系 实验器材：可拆变压器，学生电源，多用电表，导线若干 实验步骤： （1）按图示电路连接电路 （2）原线圈接低压交流电源 6V，保持原线圈匝
10、数 n1不变，分别取副线圈匝数 n2= n1， n1，2 n1，用多用电表交流电压档分别测出副线圈两端的电压，记入表格。 （3）原线圈接低压交流电源 6V，保持副线圈匝数 n2不变，分别取原线圈匝数 n1= n2， n2，2 n2，用多用电表交流电压档分别测出副线圈两端的电压，记入表格。 U16V 实验次数 1 2 3 4 5 6 原线圈匝数 n1 n1 n1 n1 n2 n2 n2 副线圈匝数 n2 n1 n1 2 n1 n2 n2 2 n2 副线圈输出电压 U2 结论来源:Z*xx*k.Com （4）总结实验现象，得出结论。 注意事项：（1）连接好电路后，同组同学分别独立检查，然后由老师确
11、认，电路连接无误 才能接通电源。 （2）注意人身安全。只能用低压交流电源，电源电压不能超过 12V （3）使用多用电表交流电压档测电压时，先用最大量程测试，然后再用适当的挡位进行测 量。 探究三、理想变压器原线圈的输入功率与副线圈的输出功率关系 训练案 题型一：变压器 的工作原理 1关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是( ) A通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变 B穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等 C穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势 D原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈 2理想变压器在正常工作时，原、副线圈中一定相同的物理量是( ) A每匝线圈中磁通量的变化率
12、 B交变电流的频率 C原线圈的输入功率和副线圈的输出功率 D原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势 3对理想变压器作出的判断正确的是( ) A高压线圈匝数多、电流大、导线粗 B低压线圈匝数少、电流小、导线细 C高压线圈匝数多、电流大、导线细 D低压线圈匝数少、电流大、导线粗 题型二：变压器的基本规律 4一理想变压器原、副线圈的匝数比为 101，原 线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接 电路如图乙所示， P 为滑动变阻器的触头下列说法 正确的是( ) A副线圈输出电压的频率为 50 Hz B副线圈输出电压的有效值为 31 V C P 向右移动时，原、副线圈的电流比减小 D P 向右移动时
13、，变压器的输入功率增加 5一台理想变压器从 10 kV 的线路中降压并提供 200 A 的负载电流已知两个 线圈的匝数比为 401，则变压器原线圈的电流、输出电压及输出功率是( ) A5 A,250 V,50 kW B5 A,10 kV,50 kW C200 A,250 V,50 kW 来源:Zxxk.Com D200 A,10 kV,2103 kW 6理想变压器正常工作时，原、副线圈中的电流为 I1、 I2，电压为 U1、 U2，功率为 P1、 P2，关于它们之间的关系，下列说法中正确的是( ) A I1由 I2决定 B U2与负载有关 C P1由 P2决定 D以上说法都不正确 题型三：变压
14、器的应用 7在绕制变压器时，某人将 2 个线圈误绕在如图所示的变压器铁芯的左右两个臂上，当通 以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，而另一半则通过中间的 臂，已知线圈 1 和 2 的匝数比为 21，在不接负载的情况下( ) A当线圈 1 输入电压为 220 V 时，线圈 2 输出电压为 110 V B当线圈 1 输入电压为 220 V 时，线圈 2 输出电压为 55 V C当线圈 2 输入电压为 110 V 时，线圈 1 输出电压为 220 V D当线圈 2 输入电压为 110 V 时，线圈 1 输出电压为 110 V 9.理想变压器原、副线圈匝数比 ，原线圈接在有效值为
15、200 V 的正弦交流电源上，当 n1n2 21 原线圈电流方向如图所示，大小逐渐减小到零的时刻，副线圈 a、 b 两端( ) A a、 b 间电势差为 100 V， a 端电势较高2 B a、 b 间电势差为 100 V， b 端电势较高2 C a、 b 间电势差为 V， b 端电势较高 1002 D a、 b 间电势差为零 3.3 电能的开发与利用 【学习目标】 1.了解能源与人类生存和社会发展的关系 2.知道什么是能源及其分类 3.知道可持续发展的重大意义 【重点、难点】 1.了解我国及世界各国电能的开发利用的现状及前景 2.了解我国及世界各国电能的开发利用的现状及前景 预习案 1 电能
16、能源家族的天子骄子 能源的利用能力和能源工业的水平，反映了一个国家的综合实力近几年来，有关能源的话题在人 们的生活中不断出现：石油价格的飞涨，世界各国对石油输出国的依赖，OPEC 在国际舞台上举足 轻重的地位，各个国家投巨资研究开发新能源，世界范围内的大气、水土等环境污染所有这些， 无不提醒人们要重视能源问题 （1）电能与其它形式的能量容易_ （2）电能可以_ _产生，便于_和_ ，易于_ _和_。 （3）电能的转化效率高，热机和电动机分别是把_ 和_转化为_ 的动力机 械，热机的效率比较低，电动机的效率比较高，电能是人类迄今为止应用最广泛、最方便的二次能 源。 2.我国和世界各国电能开发利用
17、的现状 （1）世界现状：世界各国的发电形式有_、_、_、_和 _， 其中以_和_为主。来源:学。科。网 （2）我国现状：我国主要以_发电为主，目前火力发电量约占全国总发电量的 _。火力发电不利的因素是：_，消耗的是能源，不可再生。 水力发 电量占总发电量的_。水利发电几乎没有污染，且可再生，我国的水利资源丰富， 可大力发展。 3.电能的开发与利用的前景 新能源有：_、_、_、_、_、_等等。比较而言， 太阳能是最为理想的能源，卫生干净无公害。核能备受争议，成本高和核污染是核电站的 致命弱点。 探究案 探究一、常规能源的发展趋势 探究二、新能源的开发势在必得（举例说明那些新能源可开发利用） 探究
18、三、正在使用的或正在研究中的产生电能的方式有哪些？这些发电方式中能量是如 何转化的？（从网上和图书馆收集资料） 提高案 1.关于能源，以下说法中不正确的是( ) A.煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能 B.柴草燃烧时释放的能量是生物能 C.核能和地热能来自地球自身 D.潮汐能来源于月球引力做功 2.太阳能是清洁的新能源，为了环保，我们要减少使用像煤炭这样的常规能源而大力开发 新能源。划分下列能源的类别，把编号填入相应的表格。 （1）石油（2）地热能（3）核能 （4）天然气（5）风能（6）潮汐能 类别 编号 新能源 常规能源 3.电能的主要优点是：_,_,_. 4.目前世界各国发电 的形式有： _,_,_,_. 5.下列叙述正确的是（ ） A.电能是二次能源 B.水力是二次能源 C.天然气是一次能源 D.焦炉气是一次能源 6.某地的平均风速为 5m/s，已知空气密度是 1.2kg/m3，有一风车，它的车叶转动时可形成 半径为 12m 的圆面，如果这个风车能将此圆内 10%的气流的动能转变为电能，则该风车带 动的发电机功率是多大？
