高二物理学案选修1-1：3.5《高压输电》（新人教版）
文档属性
| 名称 | 高二物理学案选修1-1：3.5《高压输电》（新人教版） |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 16.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2010-08-11 08:13:00 | ||
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文档简介
本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com
5．高压输电
学习目标
1．了解为什么要用高压输电．
2．知道减少远距离输送电能损失的主要途径．
3．了解电网供电的优点，了解输电的新技术．
自主学习
【问题1】葛洲坝电站通过发电机把水的机械能转化为电能，发电功率可达271.5万千瓦，从葛洲坝电站发出的电输送到武汉、上海等地，在如此远距离输电过程中，主要需要考虑哪些方面的问题？
【问题2】认识远距离输电的必要性
远距离输电中，通常是通过架设很高的、很粗的高压电线把电能输送到目的地的，远距离输电为什么要用高电压？
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【问题3】认识电能（功率）损失的原因及减少电能损失的途径
①电能（功率）损失的主要原因： ；
②减少电能损失的两种途径： ．
【问题4】远距离输电过程中，除电能（功率）损失以外，输电线上还可能有哪些损失（如电压、电流等）？用问题3中的减少电能（功率）损失的有效方法能有效减少这些损失吗？
【问题5】远距离输电的方式．
①远距离输电中的两种模式： ， ．
②现代直流输电示意图： → ．
③远距离输电常用的几种高压有： ．
④在实际的远距离输电过程中，输电电压是不是越高越好？试说说你的理由．
合作探究
【问题1】远距离输电中电能的损失
通过计算探讨：远距离输电过程中电能损失问题的严重性．河南平顶山至湖北武昌的高压输电线电阻约400Ω，如果通过输电线的电流是1A，每秒钟导线发热多少？
【问题2】由焦耳定律Q=I2Rt探讨减少导线发热方法？
（1）由焦耳定律Q=I2Rt可知减少导线发热的三种方法：一是减小 ，二是减小 ，三是减小 ．
（2）在远距离电能输送过程中，输电导线上损失的电能（ ）
A．与输送导线上的电流成正比
B．与输送导线上电流的平方成正比
C．与输电导线的电阻成正比
D．与输电导线的电阻成反比
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【问题3】探究远距离输电中，减少电能损耗方法的可行性
（1）通过计算体会减小电阻来减少电能损耗的可行性：把200kW的电能输送到100km以外，若其他条件均不变，仅将输电线的电阻减小为原来的1/10，则损耗的功率是原来的多少？
（2）通过计算体会提高输电电压来减少电能损耗的可行性：把200kW的电能输送到100 km以外，若其他条件均不变，仅将输电电压升高为原来的10倍，则损耗的功率是原来的多少？
【问题4】高压输电中的电压损失与功率损失的探讨
（1）发电机的输出电压为U，输出总功率为P，通过总电阻为R的输电线向用户供电，则输电线上电流强度为 ，输电线上的电压降落为 ，输电线上损失的电功率为 ．
（2）一台发电机，输出的功率为1000kW，所用输电导线的电阻是10Ω，当发电机的输电电压为50kV时，求：导线上的电流、输电线上损失的电压与电功率？
【问题5】高压输电中有效功率的探讨
（1）发电机的输出电压为U，输出总功率为P，通过总电阻为R的输电线向用户供电，用户得到的电压为 ，用户得到的功率为 ．
（2）发电厂的输出功率为200kW，输电线的电阻为0.13Ω．那么输电电压为250V或2500V，这两种情况下，用户得到的电压和功率各为多少
【问题6】电网供电及作用
（1）电网输电的定义：将多个电厂发的电通过 、 连接起来，形成全国性或地区性输电网络，这就是电网．
（2）电网供电的作用
①可以在一些能源产地使用 ，减少发电设施的重复建设，降低运输一次能源的成本，获得最大的经济利益；
②可以保证 ，调整不同地区电力供需平衡，保障供电的质量；
③使用电网，可以根据火电、水电、核电的特点，合理的调度电力，使电力供应更加可靠、质量更高．
课堂检测
A
1．远距离输电要采用 （ ）
A．低压输电 B．高压输电
C．强电流输电 D．弱电流输电
2．我国的“西电东送”采用高压输电，正在研究用比330kV高得多的电压输电，采用高压输电的优点是 （ ）
A．可以节省输电线的材料 B．可以根据需要调节交流电的频率
C．可以减少输电线的能量损失 D．可加快输电的速度
3．关于减少远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是 （ ）
A．由功率P=U2/R，应降低输电电压，或增大导线电阻
B．由P=IU，应降低输电电压，或减小电流输电
C．由P=I2R，应减小导线电阻，或减小输电电流
D．上述说法均不对
4．利用超导材料可实现无损耗输电，现有一直流电路，输电总电阻为0.4Ω，它提供给用电器的电功率为40kW，电压为800V，若用临界温度以下的超导电缆代替原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为 ．
B
5．中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重，其中客观原因是电网陈旧老化，近来进行农村电网改造，为了减少远距离输电的损耗而降低电费价格，可采取的措施有（ ）
A．提高输送功率
B．增大输送电流
C．提高输电电压
D．减小输电导线电阻
6．在2008年初，南方地区的输电线路受到极大的破坏．在国家电网的统一调配下，在有限的电能供应情况下，优先居民用电，在这些现象中 （ ）
A．依据能量守恒定律，在远距离的电能无法输入的情况下，本地的电厂发电总量有限，导致供电紧张
B．电能相对其它能量形式，其运输更加快捷和节约
C．在破坏的输电线路中，绝大多数是高压架空线，采用高压架空线的原因是为了保证安全
D．输电线路本身不损耗能量
7．一台发电机的功率是44kW，用电阻为0.2Ω的导线输送到用户，求：
（1）若用220V的电压输电，输电线上损失的功率是多少 用户得到的电压与功率分别为多少？
（2）若用2.2kV的电压输电，输电线上损失的功率又是多少 用户得到的电压与功率又分别为多少？
学有所得
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【自主学习】问题1 输电导线上损失的电能
问题2 输送功率一定时，提高输送电压，可以减小导线中的电流，减小损失的功率
问题3 ①电流的热效应 ②一是减小输电线的电阻 二是减小输送的电流
问题4 输电线上还有电压损失，减少功率损失的方法同样可以减小电压的损失
问题5 不是．常用的远距离输电有110kV、220kV、330kV、550kV．
【合作探究】问题1 由Q=I2Rt可得每秒钟导线发热：Q=12×400×1=400J．
问题2 （1）输电时间 输电线电阻 输电电流 （2）BC
问题3 （1）1/10 （2）1/100
问题4 （1） P/U PR/U P2R/U2 （2） 20A 200V 4000W
问题5 （1）U－PR/U P－P2R/U2
（2）146V 116.8kW 2489.6V 199.2 kW
问题5 ①直流输电 交流输电 ②发电厂 交流变直流 直流变交流 ③110kV 220kV 330kV 550kV ④不是 输电电压过高，会增加绝缘的困难，会增加电能的损失
【课堂检测】
1．BD 2．AC 3．C 4．1kW 5．CD 6．AB 7．（1）8 kW 180V 36 kW （2）80W 2196V 43.92 kW
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高压输电
输往用户
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5．高压输电
学习目标
1．了解为什么要用高压输电．
2．知道减少远距离输送电能损失的主要途径．
3．了解电网供电的优点，了解输电的新技术．
自主学习
【问题1】葛洲坝电站通过发电机把水的机械能转化为电能，发电功率可达271.5万千瓦，从葛洲坝电站发出的电输送到武汉、上海等地，在如此远距离输电过程中，主要需要考虑哪些方面的问题？
【问题2】认识远距离输电的必要性
远距离输电中，通常是通过架设很高的、很粗的高压电线把电能输送到目的地的，远距离输电为什么要用高电压？
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【问题3】认识电能（功率）损失的原因及减少电能损失的途径
①电能（功率）损失的主要原因： ；
②减少电能损失的两种途径： ．
【问题4】远距离输电过程中，除电能（功率）损失以外，输电线上还可能有哪些损失（如电压、电流等）？用问题3中的减少电能（功率）损失的有效方法能有效减少这些损失吗？
【问题5】远距离输电的方式．
①远距离输电中的两种模式： ， ．
②现代直流输电示意图： → ．
③远距离输电常用的几种高压有： ．
④在实际的远距离输电过程中，输电电压是不是越高越好？试说说你的理由．
合作探究
【问题1】远距离输电中电能的损失
通过计算探讨：远距离输电过程中电能损失问题的严重性．河南平顶山至湖北武昌的高压输电线电阻约400Ω，如果通过输电线的电流是1A，每秒钟导线发热多少？
【问题2】由焦耳定律Q=I2Rt探讨减少导线发热方法？
（1）由焦耳定律Q=I2Rt可知减少导线发热的三种方法：一是减小 ，二是减小 ，三是减小 ．
（2）在远距离电能输送过程中，输电导线上损失的电能（ ）
A．与输送导线上的电流成正比
B．与输送导线上电流的平方成正比
C．与输电导线的电阻成正比
D．与输电导线的电阻成反比
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【问题3】探究远距离输电中，减少电能损耗方法的可行性
（1）通过计算体会减小电阻来减少电能损耗的可行性：把200kW的电能输送到100km以外，若其他条件均不变，仅将输电线的电阻减小为原来的1/10，则损耗的功率是原来的多少？
（2）通过计算体会提高输电电压来减少电能损耗的可行性：把200kW的电能输送到100 km以外，若其他条件均不变，仅将输电电压升高为原来的10倍，则损耗的功率是原来的多少？
【问题4】高压输电中的电压损失与功率损失的探讨
（1）发电机的输出电压为U，输出总功率为P，通过总电阻为R的输电线向用户供电，则输电线上电流强度为 ，输电线上的电压降落为 ，输电线上损失的电功率为 ．
（2）一台发电机，输出的功率为1000kW，所用输电导线的电阻是10Ω，当发电机的输电电压为50kV时，求：导线上的电流、输电线上损失的电压与电功率？
【问题5】高压输电中有效功率的探讨
（1）发电机的输出电压为U，输出总功率为P，通过总电阻为R的输电线向用户供电，用户得到的电压为 ，用户得到的功率为 ．
（2）发电厂的输出功率为200kW，输电线的电阻为0.13Ω．那么输电电压为250V或2500V，这两种情况下，用户得到的电压和功率各为多少
【问题6】电网供电及作用
（1）电网输电的定义：将多个电厂发的电通过 、 连接起来，形成全国性或地区性输电网络，这就是电网．
（2）电网供电的作用
①可以在一些能源产地使用 ，减少发电设施的重复建设，降低运输一次能源的成本，获得最大的经济利益；
②可以保证 ，调整不同地区电力供需平衡，保障供电的质量；
③使用电网，可以根据火电、水电、核电的特点，合理的调度电力，使电力供应更加可靠、质量更高．
课堂检测
A
1．远距离输电要采用 （ ）
A．低压输电 B．高压输电
C．强电流输电 D．弱电流输电
2．我国的“西电东送”采用高压输电，正在研究用比330kV高得多的电压输电，采用高压输电的优点是 （ ）
A．可以节省输电线的材料 B．可以根据需要调节交流电的频率
C．可以减少输电线的能量损失 D．可加快输电的速度
3．关于减少远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是 （ ）
A．由功率P=U2/R，应降低输电电压，或增大导线电阻
B．由P=IU，应降低输电电压，或减小电流输电
C．由P=I2R，应减小导线电阻，或减小输电电流
D．上述说法均不对
4．利用超导材料可实现无损耗输电，现有一直流电路，输电总电阻为0.4Ω，它提供给用电器的电功率为40kW，电压为800V，若用临界温度以下的超导电缆代替原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为 ．
B
5．中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重，其中客观原因是电网陈旧老化，近来进行农村电网改造，为了减少远距离输电的损耗而降低电费价格，可采取的措施有（ ）
A．提高输送功率
B．增大输送电流
C．提高输电电压
D．减小输电导线电阻
6．在2008年初，南方地区的输电线路受到极大的破坏．在国家电网的统一调配下，在有限的电能供应情况下，优先居民用电，在这些现象中 （ ）
A．依据能量守恒定律，在远距离的电能无法输入的情况下，本地的电厂发电总量有限，导致供电紧张
B．电能相对其它能量形式，其运输更加快捷和节约
C．在破坏的输电线路中，绝大多数是高压架空线，采用高压架空线的原因是为了保证安全
D．输电线路本身不损耗能量
7．一台发电机的功率是44kW，用电阻为0.2Ω的导线输送到用户，求：
（1）若用220V的电压输电，输电线上损失的功率是多少 用户得到的电压与功率分别为多少？
（2）若用2.2kV的电压输电，输电线上损失的功率又是多少 用户得到的电压与功率又分别为多少？
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【自主学习】问题1 输电导线上损失的电能
问题2 输送功率一定时，提高输送电压，可以减小导线中的电流，减小损失的功率
问题3 ①电流的热效应 ②一是减小输电线的电阻 二是减小输送的电流
问题4 输电线上还有电压损失，减少功率损失的方法同样可以减小电压的损失
问题5 不是．常用的远距离输电有110kV、220kV、330kV、550kV．
【合作探究】问题1 由Q=I2Rt可得每秒钟导线发热：Q=12×400×1=400J．
问题2 （1）输电时间 输电线电阻 输电电流 （2）BC
问题3 （1）1/10 （2）1/100
问题4 （1） P/U PR/U P2R/U2 （2） 20A 200V 4000W
问题5 （1）U－PR/U P－P2R/U2
（2）146V 116.8kW 2489.6V 199.2 kW
问题5 ①直流输电 交流输电 ②发电厂 交流变直流 直流变交流 ③110kV 220kV 330kV 550kV ④不是 输电电压过高，会增加绝缘的困难，会增加电能的损失
【课堂检测】
1．BD 2．AC 3．C 4．1kW 5．CD 6．AB 7．（1）8 kW 180V 36 kW （2）80W 2196V 43.92 kW
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