3.4电能的输送（两课时）导学案 -2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

3.4电能的输送学案（第1课时） 【学习目标】 1.理解远距离输电线上的能量损失与哪些因素有关 2.应用理想变压器、电路知识对简单的远距离输电线路进行定量计算. 3.了解交变电流从发电站到用户的输电过程． 【问题引入】 我国很多发电场建在能源聚集的西部地区，而用电量大的城市多在东部沿海地区。从发电厂到用电量大的区域的远距离输电中，如何减少电能的损耗？ 【合作探究】 【学习任务一】电能的输送（书本P63，系统P81） 1．输送电能的基本要求(1)________(2)________(3)________ 2．降低输电损耗的两个途径 (1)要减小______，从R＝ρ看，在输电距离一定时，可以增大导线的________，还可以选用_______较小的导体． (2)要减小输送电流就必须提高___________． 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110 kV、220 kV、330 kV，输电干线已经采用500 kV和750 kV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． 【学习任务二】思考与讨论（教材64页，系统P82） 1．电能输送中输电线上的损耗： 如图所示，假定发电厂输出的电压为U，输送功率为P，输电线路中的电流是I，两条导线的总电阻是r(在图中把导线电阻集中画为r)。那么 1.怎样计算输电线路损失的功率？ 2.在输电电流一定的情况下，如果线图3.4-2输电电路图路的电阻减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一?在线路电阻一定的情况下，如果输电电流减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一? 3.通过第2步的两项计算，你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更有效? 4.怎样计算用户消耗的功率P? 5.在用户的用电功率一定的前提下，怎样才能减小输电电流? 【学习任务三】（书本P63-64，系统P81-82） 1.在远距离输电过程中，为减少输电线路上的电能损失，可采用的最佳方法是 （ ） A．使输电线粗一些 B．减短输电线长度 C．减少通电时间 D．采用高压输电 2．国家重点项目工程——750千伏兰州至银川西电东输工程完成塔基建设。9月底全线架通。远距离输送交流电都采用高压输电，采用高压输电的优点是（　　） A．可节省输电线的铜材料 B．可根据需要调节交流电的频率 C．可减少输电线上的能量损失 D．可加快输电的速度 3.输电线的电阻为r，输送电功率为P0，用电压U送电，则用户得到的功率为(　　) A．P0 B．P0－()2r C．P0－ D.()2r 4．某发电厂向工厂供电，输送的功率为P，输出的电压为U，输电线路的总电阻为r。若用原、副线圈的匝数之比为1∶10的理想升压变压器输电，则工厂得到的功率为（　　） A． B． C． D． 5.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，输电导线的总电阻为R.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＝ C．输电线上损失的功率P＝R D．输电线上损失的功率P＝ 3.2电能的输送学案（第2课时） 【学习目标】 1.了解提高输电电压是降低远距离输电损耗的有效途径，会用相关知识解释实际的输电问题。 2.经历建立远距离输电模型的过程，体会建立理想模型的思维方法。 【合作探究】 【学习任务一】远距离输电电路中的各种关系（书本P64、65，系统P83、84） 某发电站向远处送电的示意图如图所示，其中各部分的物理量已在图上标注，在这个电路中包括三个回路。 1．对高压输电中几个电压的理解： (1)输送电压：输电线始端电压，如图中的 ； (2)用户电压：最终用户得到的电压，如图中的 ； (3)损失电压：输电线始端电压与末端电压的差值(ΔU= =I线R线)。 2．远距离输电的基本关系(如上图所示)： (1)功率关系：P1=P2=P总，P3=P4=P用，P2= P3+ 。 (2)电压关系：= ， = ，U2= U3+ 。 (3)电流关系：= ， = ，I2=I3=I线。 (4)输电电流：I线= = = 。 (5)输电线上损耗的电功率：P损= P2-P3 = R线= 。