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2019-2020年高二物理电能的输送集体备课教案五新课标人教版选修3-2科目物理年级高二班级时间课题第五节电能的输送(知识、能力、品德)教学目标教学目的1.掌握远距离送电的基本要求2.掌握流送电的优点(重点、难点)教材分析重点明确输出功率、损失功率的概念及计算难点明确输出功率、损失功率的概念及计算板书设计示意框图
五、电能的输送输电导线上的功率损耗P损=I2R输电导线上有电压损失ΔU=U-U=IR教学操作过程设计(重点写怎么教及学法指导,含课练、作业)个人备课
一、引入新课为了合理利用水、煤等能源,发电站通常修建在靠近这些天然能源的地方但用的工厂、生活用户分布却很广泛,有的离电厂很远因此就需要把电能输送到远方,电能便于输送,用输电导线把发电机和用电设备连接起来,就可以输送电能这就是输送电能的一个优点输送电能的基本要求是安全可靠、保质、经济可靠指保证供电线路可靠地工作,少有故障和停电;保质,就是保证电能的质量——电压、频率稳定;经济,则是输电线路建造和运行的费用低,电能损耗少,电价低
二、新课教学1.输电导线上的功率损耗任何导线都是具有电阻的,因而输电过程中必然有一部分电能转化成热而损失功率损失P损=I2R这种损耗显然是非常浪费的,我们要尽量减少一般要求这种损失不超过输电功率的10%怎样减少输电的功率损耗呢?可以有两种方法一种是减少导线的电阻由可知,当L一定时,为了减小电阻,可选用电阻率小、截面积S大的导线,目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线材料但是要增大导线的截面积,就要多耗费金属材料,这不但使造价提高,而且会使金属导线太重,甚至实际无法做到例1把功率为200KW的电能用铝线输送到10Km以外的地方,要使功率损耗为输电功率的10%,用110V的电压输电,导线的截面积约需多大?(ρ=
2.9×10-8Ω·m)P损=200×103×10%=UI,I=P损/U=181A ;P损=I2R 求得S=96000mm2另一种方法是减小导线中的电流,在导线电阻不变的情况下,电流如果减小为原来的百万分之一,功率损失P损=I2R就减小为原来的万分之一输电功率的大小不能随意改变,由P=UI可知,当P一定时,只要提高U,就能减小I这就是要采用高压输电的道理例2在例1中,若把电压提高100倍,即11KV,则导线的截面积只需
9.6mm22.输电导线上有电压损失输电导线有电阻,欧姆定律告诉我们,电流通过导线时,会在线路上产生电压降,这就使得输电导线末端的电压U,比起始端电压U低这个差值ΔU=U-U.,称电压损失对于交流输电来说,既有电阻造成的电压降损失ΔU=IR,也有感抗和容抗造成的电压损失线路上的电压损失太大,送到用电设备的电压就会太低,通常要求线路上的电压损失不超过直觉输电电压的10%-15%减小电压损失的办法也有两种一是增大导线的截面积,这种方法只在低压照明电路上才较有效一是提高输电电压(即减小输电电流)通过以上分析,我们看到,无论从减小输电的功率损失,还是减小电压损失方面都要求提高输电电压,来减小输电电流但也不是电压越高就越好,电压越高,对线路的绝缘性要求就越高,修建线路的费用就会增大,且对变压器的性能要求也更高故实际应用要综合考虑各种因素,选择合适的输电电压教师指出目前我国远距离输电采用的电压有110KV、220KV、330KV、500KV等
三、巩固练习输送4800KW的电功率,采用110KV高压输电,若不考虑电抗的影响,输电导线中的电流是多少安?如果用110V输电,输电导线中的电流将是多大?
四、作业布置教学后记ΔU、ΔP用电器I发电厂 U、PU`R。