【多彩课堂】2015-2016学年高中物理选修3-2:第五章 交变电流 全单元 课件(5份)

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名称 【多彩课堂】2015-2016学年高中物理选修3-2:第五章 交变电流 全单元 课件(5份)
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科目 物理
更新时间 2016-02-28 08:00:57

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课件29张PPT。 第五章:交变电流 第 1 节:交变电流1.知道交变电流的概念
2.理解交变电流的产生
3.知道交变电流的变化规律以及交流电的图象 利用视频《手摇发电机发电》导入新课。学生通过观察小灯泡交替发光的现象,了解交变电流的定义。
为了适应学生的接受能力,采取从感性到理性、从定性到定量逐渐深入的方法讲述这个问题。利用视频《交变电流的产生》,呈现在线圈的转动过程中,以“中性面”为切入点,并强调让学生观察线圈通过甲、乙、丙、丁四个特殊位置时,电流表指针变化的情况,分析电动势和电流方向的变化,这样学生就会对电动势和电流的变化情况有个大致的了解。然后让学生用右手定则独立分析线圈中电动势和电流的方向,这样能充分调动学生的积极性,培养学生的观察和分析能力,帮助学生弄清磁通量、磁通量的变化率、电动势、电流等物理量之间的大小对应关系。再通过一般情况下线圈转动的数学推导,得到交变电流变化的一般变化规律及图象规律。 手摇发电机模型手摇发电机电路结构实验现象说明什么? 方向不随时间变化的电流称为直流电。例如电池供给的电流。 大小和方向都随时间做周期性变化,这样的电流叫做交变电流。例如家庭照明电路中的电流。1、直流电流(DC)一、交变电流的概念2、交变电流(AC) 下列的电流i 随时间t 变化的图象中,表示交流电的是( )BCD交变电流的产生二、交变电流的产生选取线圈运动过程中如图所示的几个特殊时刻进行研究1、过程分析将立体图转化为平面正视图
此时线圈具有的特点线圈平面与磁场垂直,速度方向与磁场方向平行磁通量为最大磁通量的变化率为 0感应电流为 0感应电动势为 0我们称为中性面将立体图转化为平面正视图
此时线圈具有的特点线圈平面与磁场平行,速度方向与磁场方向垂直磁通量为 0磁通量的变化率最大感应电流最大感应电动势最大将立体图转化为平面正视图
将立体图转化为平面正视图
如图乙如图甲(1)线圈经过中性面时,穿过线圈的磁通量最大,但磁通量的变化率为零,线圈中的电动势为零。
(2)线圈垂直中性面时,穿过线圈的磁通量为零,但磁通量的变化率最大,线圈中的电动势为最大。
(3)线圈经过中性面时,电流将改变方向,线圈转动一周,两次经过中性面,电流方向改变两次。2、特点小结例1. 矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流,下列说法正确的是( )
A.当线框位于中性面时,线框中感应电动势最大
B.当穿过线框的磁通量为零时,线框中的感应电动势也为零
C.每当线框经过中性面时,感应电动势或感应电流方向就改变一次
D.线框经过中性面时,各边不切割磁感线CD 如图所示,一线圈从中性面开始绕逆时针转动,角速度为 ω。AB、CD 宽 L1,AD、BC 长 L2,经过时间 t,处于图示位置,此时线圈中的感应电动势多大?三、交变电流的一般变化规律 中性面AB 边中的感应电动势:线圈中的感应电动势:三、交变电流的一般变化规律 当线圈匝数为 N 时(1)电动势按正弦规律变化:e = Emsin ωt 转轴垂直匀强磁场,经中性面时开始计时e = NBL1L2ωsin ωt = NBSωsin ωt 令 Em= NBSL1L2 则有 e = Emsin ωt 1、交变电流的变化规律 2、成立条件(2)电流按正弦规律变化:i = Imsin ωt e = Emsin ωt 四、交流电的图象 作图时规定感应电动势正方向为abcdaEm= nBSωe = EmsinωtEm─Em作图时规定感应电流正方向为dcbadIm= nBSω/(R + r)i = ImsinωtIm─Im四、交流电的图象 Em─EmIm─Im电路中的电动势和电流关系例2. 一矩形线圈,绕垂直于匀
强磁场并位于线圈平面内的固
定轴转动,线圈中的感应电动
势 e 随时间的变化如图所示,
下列说法中正确的是(  )
A. t1 时刻通过的磁通量为零
B. t2 时刻通过的磁通量的绝对值最大
C. t3 时刻通过的磁通量变化率的绝对值最大
D. 每当 e 变换方向时通过的磁通量的绝对值最大
解析:因电动势按余弦规律变化,故初始时刻线圈处于垂直中性面的位置,至 t1 时刻恰好到达中性面,磁通量最大,A 错;t2时刻又垂直中性面,磁通量为零,但其变化率最大,B 错;t3 时刻又到达中性面,磁通量最大,但其变化率为零,C错;e 变换方向时正是其大小为零时,也恰好是磁通量最大时。
【答案】D五、其他交变电流波形图示波器中的锯齿波扫描电压电子计算机中的矩形脉冲激光通信用的尖脉冲家庭电路中的正弦式电流1. 交变电流:大小和方向都随时间作周期性变化的电流。2. 交变电流的变化规律:(2)大小变化规律-------按正弦规律变化:
e=Emsinωt Em=NBSω 叫电动势的最大值
i=Imsinωt Im=Em/R 叫电流的最大值
u=Umsinωt Um=ImR 叫电压的最大值 正弦式交变电流规律(1)方向变化规律-------线圈平面每经过中性面一次,感应电流的方向就改变一次;线圈转动一周,感应电流的方向改变两次。 D1.如图甲所示,一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中,并绕过ab、cd 中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角θ=45°时(如图乙)为计时起点,并规定当电流自a流向b时,电流方向为正。则下列四幅图中正确的是 (   )2. 如图甲为某小型交流发电机的原理图,其矩形线圈在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的固定轴 OO′ 匀速转动,线圈的两端经集流环和电刷与电阻 R= 10 Ω连接,与电阻 R 并联的交流电压表为理想电压表,示数是 10 V。图乙是矩形线圈中磁通量 Φ 随时间 t 变化的图象。则 (   )CA. 电阻 R上的电动率为 20 W
B. t=0.02 s 时 R 两端的电压瞬
时值为零
C. R两端的电压 u 随时间 t 变化的规律是 u=14.1cos 100πt V
D. 通过 R 的电流i随时间t变化的规律是 i=1.41cos 50πt A课件21张PPT。 第五章:交变电流 第 2 节:描述交变电流的物理量1.知道交流电的瞬时值、峰值 、有效值和平均值
2.能计算有效值和平均值
3.能区别峰值、有效值、平均值 本节教学通过回顾上一节关于正弦交流电的变化规律的探讨,导入新课,并引出瞬时值和峰值的概念。利用视频《交流电的有效值》,让学生理解等效的思想,以“电壶烧水”为例 ,帮助学生弄清有效值的定义。再通过例题的讲解,帮助学生掌握有效值的计算。知道生活中电器标识的以及电表的读数都是有效值。通过课堂总结,让学生学会分辨比较交流电瞬时值、峰值 、有效值和平均值的关系。
课标和考试说明对本节内容的要求都集中在交变电流的峰值和有效值,以及瞬时值表达式和图象的应用上。交变电流的峰值在第一节已经有所介绍,因此本节应重点研究有效值;瞬时值表达式和图象的应用。在解题时主要体现在提取信息上,即利用瞬时值表达式或者图象分析交变电流的“四值”,进而结合欧姆定律等知识进行有关的分析和计算。正弦交流电的变化规律瞬时值峰 值一、峰 值此位置二、描述交变电流的物理量 我国生产和生活所用交流电的周期 T =_____s,频率 f = _____Hz,角速度 ω = _____rad/s,在 1 s 内电流的方向变化 _____次。0.0250100π100我们是从什么角度说等效?交流电的有效值三、有 效 值 用甲、乙两电壶烧水,设壶材料相同、水质量相等、水的初温相同。若直流电源用 10 分钟把水烧开,而第二次用交流电时也用 10 分钟把水烧开,则说明该交流电与直流电等效。电壶烧水1. 定义:让交流电和恒定电流通过同样的电阻,如果它们在相同时间内,产生热量相等,把恒定电流的值叫交流电的有效值 。3. 正弦交流电的有效值与最大值的关系:2. 物理意义:描述交流电做功或热效应的物理量。有 效 值问题 1:如图所示,电流 I = 2 A 通过一个 R = 2 Ω 的电阻。已知其为恒定电流,怎样计算通电 1 s内电阻 R中产生的热量??问题 2:如图所示,电流 I 通过一个 R = 1 Ω 的电阻,它不是
恒定电流。
(1) 怎样计算通电 1 s 内电阻 R 中产生的热量?
(2) 如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻 R
也能在 1 s 内产生同样的热量,这个电流是多大??关于有效值2. 在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。 3. 求通过某导体截面的电量要用平均值。关于有效值交流电流表和交流电压表的读数是有效值交流用电器的铭牌上标识的是有效值?CBB课件23张PPT。 第五章:交变电流 第 3 节:电感电容对交变电流的影响1. 了解电感和电容对交变电流的影响。
2. 了解感抗与哪些因素有关 。
3. 知道交流电能“通过”电容器。
4. 了解容抗与哪些因素有关。 从教材的要求来看,本课题对知识与技能的要求均不高。一般可以简单比较电感和电容对交变电流的阻碍作用,进行一些理性的讲解,配合若干验证性的实验,使学生了解感抗和容抗的大小与哪些因素有关。教材中对演示实验的要求很简单,更没有学生实验的要求。
本节课一开始通过电阻、电感、电容的对比图片,给学生以一定的感性认识来导入新课。同时,本节课,我们利用了《电感器对交流电的阻碍作用》《电容器对交流电的作用》等实验视频,来让学生体会电感器、电容对交变电流的阻碍作用。并探讨出相应的影响因素,使得学生能建立起感抗、容抗的概念。最后通过例题的讲解,帮助学生掌握电感电容在电路中的作用,明确感抗、容抗与电流的关系。电 阻 电 感 电 容在交流电路中,如果除了有电阻外还有电感、电容
如图,把带铁芯的线圈 L 它们接到直流电源上与小灯泡串联起来,先把它们接到直流电源上,再用导线连接线圈 L 两端 。观察两种情况下灯泡的亮度。 电感器对直流电的作用一、电感器对交变电流的阻碍作用结论:电感线圈对直流电没有影响!实 验 一 如图,把带铁芯的线圈 L 它们接到交流电源上与小灯泡串联起来,先把它们接到直流电源上,再用导线连接线圈 L 两端 。观察两种情况下灯泡的亮度。 电感器对交流电的作用结论:电感线圈对交流电有阻碍作用!一、电感器对交变电流的阻碍作用实 验 二 如图,改变交流电的交流频率,线圈的(铁芯)自感系数。观察两种情况下灯泡的亮度。影响感抗大小的因素 结论:电感线圈的自感系数越大、交流频率越高, 感抗就越大!一、电感器对交变电流的阻碍作用实 验 三3. 影响感抗大小的因素L 越大,f 越高,XL 越大即:XL = 2π?L1. 定义:电感线圈对交变电流的阻碍作用。
2. 物理意义:是描述电感对交变电流的阻碍作用大
小的物理量,用字母 XL 表示,单位是 欧 ( Ω )。感 抗1. 低频扼流圈:2. 高频扼流圈:1)构造:线圈绕在闭合的铁芯上,匝数 N 为几千到几万,自感系数 L 为几十亨,且线圈的电阻较小。2)作用:通直流,阻交流1)构造:线圈绕在圆柱形的铁氧体芯上,匝数 N 为几百或几十,自感系数 L 为几个毫亨。2)作用:通直流,通低频,阻高频电感在生产科技中的应用由于通过线圈的电流发生变化产生自感电动势,电动势对电流的变化产生阻碍作用,频率越高,电流变化越快,产生的自感电动势越大,阻碍作用越大,感抗也就越大。 为什么电感线圈有通直流,阻交流的作用?A. 电流表示数增大
B. 电压表示数增大
C. 灯泡变暗
D. 灯泡变亮BC 如图,把小灯泡与电容器串联起来,把它们接到直流电源上,再用导线连接电容器两端。观察两种情况下灯泡的发光情况。电容器对直流电的作用二、电容器对交变电流的阻碍作用结论:直流电不能通过电容器!实 验 四 如图,把小灯泡与电容器串联起来,把它们接到交流电源上,再用导线连接电容器两端。观察两种情况下灯泡的发光情况。电容器对交流电的作用二、电容器对交变电流的阻碍作用结论:交流电能“通过”电容器!实 验 五 如图,把小灯泡与电容器串联起来,改变交流的频率和电容器的电容。观察两种情况下灯泡的发光情况。影响容抗大小的因素二、电容器对交变电流的阻碍作用结论:电容越大,交流的频率越高,电容器的容抗越小!实 验 六为什么电容有阻直流通交流的作用?1. 电容阻直流:是因为电容器的两个极板被绝缘介质隔开了,故只有在通电的瞬间有短暂电流。2. 电容通交流:实际上也并没有电荷通过电容器的两个极板间的绝缘介质,但当交流电压升高时,对电容器充电,有充电电流,而当交流电压降低时,电容器放电,有放电电流。1. 定义:电容器对交变电流的阻碍作用。2. 物理意义:描述电容对交变电流的阻碍作用大小的物理量,用字母 XC 表示,单位是欧 ( Ω )。C 越大,f 越高,XC 越小4. 电容的作用:阻低频,通高频。容 抗1. 隔直电容:隔直流,通交流把信号从前级送到后级时,在两级之间接入右图所示的的电容器,称为耦合电容器。这个电容起到了“隔直流,通交流”的作用。2. 高频旁路电容:通高频,阻低频在前级电路的输入端并联一个电容器。这样,进入下一级的高频成分就很少了。这个电容器叫做高频旁路电容器。这个电容器起到了“阻低频”的作用。电容在生产科技中的应用2. 如图所示,平行板电容器与灯泡串联后接在交变电源上,灯泡正常发光,则( )
A. 将介质板插入电容器中,灯泡将变暗
B. 增大交变电流的频率,灯泡将变暗
C. 把电容器极板间距拉开一些,灯泡将变暗
D. 把电容器两极板错开一些,灯泡将变暗CD电阻、感抗和容抗的比较定向移动的自由电荷与静止的离子间的碰撞由于电感线圈的自感现象阻碍电流的变化电容器两极板上积累的电荷对在这个方向上定向移动的电荷的反抗作用对直流和交流均有阻碍作用只对变化的
电流(如交
流)有阻碍
作用不能通直流只能通变化的电流由导体本身
决定,与温
度有关由自感线圈的自感系数和交流电的频率决定由电容的大小和交流电的频率决定电流通过电阻做功,电能转化为内能电能和磁场
能反复转化电能和电场
能反复转化感抗和容抗跟电感和电容本身有关
还跟交流电的频率有关1. 图所示,从 ab 端输入的交流含有高频和低频成分,为了使 R上尽可能少地含有高频成分,采用图示电路,其 L 的作用是 ,C 的作用是 。阻高频通高频2. 如图所示,当交流电源的电压 ( 有效值 ) U = 220 V、频率 f = 50 Hz 时,三只灯 A、B、C 的亮度相同 ( L 无直流电阻 )。
(1) 将交流电源的频率变为 f = 100 Hz,则 ;
(2) 将电源改为 U = 220 V 的直流电源,则 。
A. A 灯比原来亮
B. B 灯比原来亮
C. C 灯和原来一样亮
D. C 灯比原来亮 AC BC3. 如图所示,L 为电感线圈,R 为灯泡,电流表内阻为零,电压表内阻无穷大,交流电源的电压 u = 311sin100πt V,若保持电压的有效值不变,只将电源频率改为 100 Hz,下列说法正确的是 ( )
A. 电流表示数增大
B. 电压表示数增大
C. 灯泡变暗
D. 灯泡变亮BC 课件22张PPT。 第五章:交变电流 第 4 节:变压器1. 了解变压器的构造。
2. 了解变压器的工作原理。
3. 知道变压器的电学规律。
4. 了解几种类型的变压器。 本节课主要是围绕“变压器为什么能改变电压”变压器是怎样改变电压、电流等问题为线索来展开教学过程。采用定性分析和定量相结合,理论推导和实验验证相结合的方法,先使学生理解互感现象,再通过学生探究活动,验证电压与匝数的关系,推导出电压与线圈匝数之间存在的关系。
利用列表展示生活中一些不同需求电压的用电器,提出如何将 220 V 照明电路的电压来满足不同需求的问题,引发学生思考,从而导入新课。
通过学习《变压器的结构》,《变压器的工作原理》等实验视频,让学生体会变压器的结构和功能,并让学生探讨出变压器的电学规律。
最后,通过例题的讲解,帮助学生掌握变压器输入输出电压、电流、功率大小之间的公式和因果关系 。 观察如下表格,思考:我国民用统一供电均为 220 V,那么如何使这些额定电压不是 220 V 的电器设备正常工作的呢? 几种常见的变压器3. 闭合铁芯 :绝缘硅钢片叠合而成1. 原线圈 ( 初级线圈 ):接电源2. 副线圈 ( 次级线圈 ):接用电器一、变压器的构造《变压器的结构》副线圈原线圈铁 芯4. 原线圈其匝数用 n1 表示,对应电压为 U15. 副线圈其匝数用 n2 表示,对应电压为 U21. 变压器副线圈和原线圈电路是否相通? 2. 变压器原副线圈不相通,那么在给原线圈接交变电压 U1 后,副线圈电压 U2 是怎样产生的?二、变压器的构变压器的工作原理《变压器工作原理》若给原线圈接直流电压 U1,则副线圈电压 U2 多大?0 变压器通过闭合铁芯,利用互感现象实现了电能 ( U1、I1 ) 到磁场能(变化的磁场)再到电能 ( U2、I2 ) 的转化。 如果在能量转化的过程中能量损失很小,能够略去原、副线圈的电阻,即没有任何能量损失的变压器我们称之为理想变压器。这是物理学中又一种理想化模型。理想变压器若不考虑原副线圈的内阻有
U1 = E1
U2 = E2 原、副线圈中产生的感应电动势分别为三、理想变压器的电学规律1. 理想变压器的变压规律n2 > n1 U2 > U1
── 升压变压器n2 < n1 U2 < U1
── 降压变压器2. 理想变压器功率规律即: U1I1 = U2I2P出 = P入输出功率等于输入功率3. 理想变压器的电流规律此公式只适用于一个副线圈的变压器!1. 理想变压器原、副线圈的匝数比 n1 : n2 = 4 : 1,当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时,图中电流表 A1 的示数 12 mA,则电流表 A2 的示数为 ( )
A.3 mA B.0
C.48 mA D.与负载 R 的值有关B有多个副线圈的理想变压器的电流关系一个原线圈多个副线圈的理想变压器,原线圈匝数为 n1,两个副线圈的匝数分别为 n2 和 n3,相应的电压分别为 U1、U2 和 U3,相应的电流分别为 I1、I2 和 I3,根据变压器的工作原理可得:由P出 = P入得2. 如图所示,理想变压器的交流输入电压 U1 = 220 V,有两组副线圈,其中 n2 = 36 匝,标有“6 V 9 W ” “12 V 12 W ” 的灯泡分别接在两副线圈上均正常发光,求:(1) n2 =1320 匝 n3 = 72 匝
(2) I1 = 0.095 A(1) 原线圈的匝数为 n1 和另一副线圈的匝数 n3;
(2) 原线圈的电流 I1。升压变压器降压变压器 自耦变压器的原副线圈共用一个线圈四、几种常用变压器1. 自耦变压器电流互感器电压互感器 使用时把原线圈与电路并联,原线圈匝数多于副线圈匝数 使用时把原线圈与电路串联,原线圈匝数少于副线圈匝数2. 互感变压器1. 一理想变压器,原线圈匝数 n1 = 1100,接在电压 220 V的交流电源上,当它对 11 只并联的“36 V 60 W ” 的灯泡供电时,灯泡正常发光。由此可知副线圈的匝数 n2 =_____,通过原线圈的电流 I1 =______。1803 A2. 钳形电流表的外形和结构如图甲所示。图甲中电流表的读数为 1.2 A 。图乙中用同一电缆线绕了 3 匝,则 ( )
A. 这种电流表能测直流电流,图乙的读数为 2.4 A
B. 这种电流表能测交流电流,图乙的读数为 0.4 A
C. 这种电流表能测交流电流,图乙的读数为 3.6 A
D. 这种电流表既能测直流电流,又能测交流电流,图乙的读数为 3.6 AC3. 为了保证用电安全,家庭居室的室内电路前端一般都安装漏电保护开关,如图所示是保护开关的电路原理简图。 问:
(1)电路正常工作时,b 线圈是没有电流的,原因是什么?
(2)如果站在地上的人不小心接触火线时,b 线圈为什么会产生感应电流?答案 (1)电流互感器 a 侧两线圈完全相同,流过两线圈的电流大小相等,方向相反,它们产生的磁场相互抵消,b 侧线圈磁通量总为零而不变,线圈中不产生感应电流。(2)火线的电流有一部分流经人体,经大地流回发电厂,a侧两线圈电流大小不等,产生“剩余电流”在铁芯中产生变化的“剩余磁通”,b 侧线圈中磁通量发生变化,线圈中产生感应电流。A. U 增大、I 增大、P1 增大
B. U 不变、I 减小、P1 增大
C. U 减小、I 减小、P1 减小
D. U 不变、I 减小、P1 不变4. 如图所示,理想变压器的原线圈接高电压,变压后接用电器,线路电阻不计。S 原来闭合,且 R1 = R2,现将 S 断开,那么交流电压表的示数 U、交流电流表的示数 I 和用电器上 R1 的功率 P1 将分别是 ( ) D课件24张PPT。 第五章:交变电流 第 5 节:电能的输送1. 了解电能的输送。
2. 了解电能输送的模型。
3. 知道如何高效输电。
4. 知道电能输送的电学规律。 本节课通过《电能的输送》视频影片展示现实生活中是如何来远距离输电的,给学生一个感性认识并导入新课。 通过建立远距离输电的物理模型,让学生体会远距离输电的电学特点,并探讨出高压输电是远距离输电的好方法。再通过例题的讲解,帮助学生分析远距离输电中发电厂、用户、输电线上的电压、功率、电流关系,掌握远距离输电的电学规律。
这节教材是学生综合运用前面所学知识解决实际问题的一个典型例子。通过本节的学习,要注意培养和提高学生运用物理知识分析、解决实际问题的能力。教材写得比较详细、通俗,可让学生阅读课本,然后提出一些问题引导学生思考、讨论。
讲解电路上的电压损失,是本节教材新增加的。目的是希望学生对输电问题有更全面、更深入和更接近实际的认识,知道影响输电损失的因素不止一个,分析问题应综合考虑,抓住主要方面。但真正的实际问题比较复杂,教学中并不要求深入讨论输电中的这些实际问题,也不要求对输电过程中感抗和容抗的影响进行深入分析。《电能的输送》电能的输送是一个理论性和技术性很强的系统工程 输送电能的基本要求是可靠、保质、经济 输送电压:电源向外输电时,其两端的电压即为输送
电压 。输送功率:电源对外发出的功率即输送功率。 一、输电的模型 一般情况下用户到电厂的距离很远,输电线上的电阻 r 比较大在输电过程中,发电厂输送的电能是否全部给了用户??二、输电线上的损耗由ΔP =I 2r 可知:减小输电线的电阻减小输电线的电流2.若采用减小导线电阻的方法,在输电线长度一定的情况下,应采用什么措施?减小材料的电阻率 ρ减小输电线的长度 L增加导线的横截面积 S1.如何降低输电损耗? 把功率为 220 kW 的电能用铝导线输送到 10 km 以外的地方,要使功率损失为输送功率的 10%,用 220 V 的电压输电,导线横截面积大约为多少 ? ( 铝的电阻率 ρ = 2.9 ×10-8 Ω·m )S = 132 cm2 在各种金属中银的电阻率最小,但价格昂贵,目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线,导线的横截面积能否无限制地增大? 不能无限制地增大,因为这样会多耗费金属材料,同时输电线太重不利于架线。 1. 若采用减小导线中电流的方法,又应采用什么措施?减小输送功率 P  由 P = IU 可知:提高输电电压 U可减小输电电流 由于电站的装机容量一定,因此电站向外输送的电功率是一定的,即在实际中不能以用户少用或不用电来减少输电线上的功率损失。2. 能否通过减小输送功率来减小输电电流? 1. 把功率为 22 kW 的电能用总电阻为 2 Ω 的导线输送到远方的用户,用 220 V 的电压输电,导线损失的功率为多少?若改用 22 kV 的电压输电,导线损失的功率又为多少? 减小输送电流可以通过提高输电电压的方法来实现 由 ΔP =I 2r 可知,在输电电流一定的情况下,线路电阻减为原来的一半,线路损耗的功率减为原来的一半。 在线路电阻一定的情况下,电压提高一倍,由 P = UI 可知:线路中电流减为原来的一半,而损耗的功率减为原来的四分之一。三、远距离输电措施 采用高压输电是减小输电线上功率损失的最有效、最经济的措施远距离输电示意图用 户发电站升压变压器高压输电降压变压器远距离输电示意图功率关系:电压关系:电流关系:四、远距离输电的电学规律 在高压输电模型中,设发电机的输出功率为 P,输送电压为 U1,输电线的电阻 r,升压变压器的原副线圈匝数分别为 n1、n2,降压变压器原副线圈分别为 n3、n4,你能算出线路中损失的功率和电压吗?用户得到的功率和电压分别是多少?在发电机与升压变压器原线圈组成的回路中输电线上损失的功率用户得到的功率 在发电机与升压变压器原线圈组成的回路中输电线上损失的电压 根据上述结果,高压输电能否真的有效降低能量损耗及电压损耗? 低压输电:输电功率为 100 kW 以下,距离为几百米以内,一般采用 220 V 的电压输电。 高压输电:输电功率为几千千瓦到几万千瓦,距离为几十千米到几百千米,一般采用 35 kV 或 110 kV的电压输电。 超高压输电:输电功率为 10 万千瓦以上,距离为几百千米,必须采用 220 kV 或更高的电压输电。 有 110 kV、220 kV、330 kV,输电干线采用 500 kV 超高压,西北电网的电压甚至达到 750 kV。我国远距离输电采用的电压1. 远距离输送交变电流都采用高压输电。我国西北电网正在建设 750 kV 线路。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耗
D. 可加快输电的速度C2. 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D3. 远距离输送一定功率的交变电流,若输电电压提高到原来的 n 倍,则下列说法中正确的是 ( )
A. 输电线上的电流变为原来的 n 倍
B. 输电线上的电压损失变为原来的 1/n2
C. 输电线上的电功率损失变为原来的 1/n
D. 若输电线上的电功率损失不变,输电线路长度可变为原来的 n2 倍D4. 下列关于减小远距离输电导线上热损耗的说法中,正确的是 ( )
A. 因为热功率 P = U 2/R ,所以应降低输送电压,增大输电导线电阻,才能减小输电导线上的热损耗
B. 因为热功率 P = IU,所以应采用低电压、小电流输电,才能减小输电导线上的热损耗
C. 因为热功率 P = I 2R,所以可采用减小输电线电阻或减小输送电流的方法来减小输电导线上的热损耗
D. 以上说法均不正确C5. 发电厂发电机的输出电压为 U1,发电厂至学校的输电导线的总电阻为 R,通过导线的电流为 I,学校得到的电压为 U2,则输电导线上损耗的功率可表示
为 ( )BCD