2018-2019學年高中物理 第二章 交變電流 6 電能的輸送課件 教科版選修3-2.ppt

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1、6電能的輸送,第二章交變電流,學習目標,知識探究,典例精析,達標檢測,1.理解輸電線上電能的損失與哪些因素有關.2.理解減小電能損失的兩個途徑以及高壓輸電的原理.3.知道遠距離輸電的典型電路，并能利用變壓器和電路的規(guī)律解決實際問題．,一、降低輸電損耗的兩個途徑,,答案,如圖1所示，假定發(fā)電廠輸出的電壓為U，輸送功率為P，輸電線路中的電流是I，兩條導線的總電阻是r(在圖中把導線電阻集中畫為r)．那么：(1)遠距離大功率輸電面臨的困難是什么？,答案在輸電線上有功率損失和電壓損失．,,知識探究,,,導學探究,圖1,,答案,(2)輸電線上功率損失的原因是什么？功率損失的表達式是什么？降低功率損耗有哪些

2、途徑？,,,,,知識梳理,U－U′,,答案,IR,I2R,小,增大,升高,,,,即學即用,,解析答案,答案BC,二、遠距離輸電電路中的各種關系,某發(fā)電站向遠處送電的示意圖如圖2所示，其中各部分的物理量已在圖上標注，在這個電路中包括三個回路.,,,導學探究,圖2,(1)結(jié)合閉合電路的知識，分別分析三個回路中各物理量之間的關系(發(fā)電機內(nèi)阻、n1、n2、n3、n4線圈的電阻均忽略不計).,,答案,答案第一個回路：P1＝U1I1第二個回路：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝I線R＋P3第三個回路：P4＝U4I4,2,(2)每個變壓器中的電流、電壓、功率有什么關系？,,答案,如圖3所示，發(fā)電站通過升壓

3、變壓器、輸電導線和降壓變壓器把電能輸送到用戶(升壓變壓器和降壓變壓器都可視為理想變壓器)，若發(fā)電機的輸出功率是100kW，輸出電壓是250V，升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為1∶25,,,,即學即用,圖3,(1)求升壓變壓器的輸出電壓和輸電導線中的電流；,,解析答案,即學即用,答案6250V16A,(2)若輸電導線中的電功率損失為輸入功率的4%，求輸電導線的總電阻和降壓變壓器原線圈兩端的電壓.,,解析答案,即學即用,因為ΔU＝U2－U3＝I2R線所以U3＝U2－I2R線＝6000V答案15.625Ω6000V,返回,例1三峽電站某機組輸出的電功率為50萬千瓦.(1)若輸出的電壓為20萬伏，則輸

4、電線上的電流為多少？,一、輸電線上功率損失的計算,,典例精析,,解析答案,答案2500A,(2)某處與電站間每根輸電線的電阻為10歐，則輸電線上損失的功率為多少？它占輸出功率的幾分之幾？,,解析答案,解析輸電線上損失的功率ΔP＝I22r＝25002210W＝1.25108W,(3)若將電壓升高至50萬伏，輸電線上的電流為多少？輸電線上損失的功率又為多少？它占輸出功率的幾分之幾？,,解析答案,方法提煉,輸電線上損失的功率ΔP′＝I′22r＝10002210W＝2107W,方法提煉,,,例2發(fā)電機的輸出電壓為220V，輸出功率為44kW，輸電導線的總電阻為0.2Ω，如果用原、副線圈匝數(shù)之比為1∶1

5、0的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線后，再用原、副線圈匝數(shù)比為10∶1的降壓變壓器降壓供給用戶，則：(1)畫出全過程的線路示意圖；,二、遠距離輸電問題,,解析答案,解析示意圖如圖所示,答案見解析圖,(2)求用戶得到的電壓和功率；,,解析答案,解析升壓變壓器的輸出電壓,,解析答案,輸電線路上的電壓損失和功率損失分別為UR＝I2R＝200.2V＝4V,降壓變壓器上的輸入電流和輸入電壓分別為I3＝I2＝20AU3＝U2－UR＝2200V－4V＝2196V,降壓變壓器上的輸出電壓和輸出電流分別為,用戶得到的功率為P4＝I4U4＝200219.6W＝4.392104W,答案219.6V4.392104W,(3)

6、若不經(jīng)過變壓而直接將電送到用戶，求用戶得到的電壓和功率.,,解析答案,歸納總結(jié),返回,解析若不采用高壓輸電，用220V低壓直接供電時，電路如圖所示，,,解析答案,歸納總結(jié),UR′＝IR＝2000.2V＝40V所以用戶得到的電壓為U4′＝U1－UR′＝220V－40V＝180V用戶得到的功率為P4′＝IU4′＝200180W＝3.6104W,答案180V3.6104W,,歸納總結(jié),歸納總結(jié),,1.解決遠距離輸電問題時，應首先畫出輸電的電路圖，如圖4所示，并在電路相應的位置標出已知量和待求量.,圖4,,歸納總結(jié),,2.以變壓器為界將整個電路劃分為三個獨立的回路，每個回路都可以用歐姆定律、串并聯(lián)電路

7、的特點和電功、電功率的公式等進行計算(聯(lián)系各回路的橋梁是原、副線圈電壓、電流與匝數(shù)的關系及輸入功率和輸出功率的關系).3.高壓輸電的基本關系式(1)功率關系P1＝P2，P3＝P4，P2＝P線＋P3.,,歸納總結(jié),,(2)電壓、電流關系,U2＝U線＋U3，I2＝I3＝I線.(3)輸電電流,(4)輸電導線上損失的電功率,,返回,1.中國已投產(chǎn)運行的1000kV特高壓輸電是目前世界上電壓最高的輸電工程.假設甲、乙兩地原來用500kV的超高壓輸電，輸電線上損耗的電功率為P.在保持輸送電功率和輸電線電阻都不變的條件下，現(xiàn)改用1000kV特高壓輸電，若不考慮其他因素的影響，則輸電線上損耗的電功率將變?yōu)?)

8、,,達標檢測,1,2,3,,解析答案,答案A,1,2,3,,解析答案,2.(多選)在如圖5所示的遠距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說法中正確的有(),1,2,3,圖5,A.升壓變壓器的輸出電壓增大B.降壓變壓器的輸出電壓增大C.輸電線上損耗的功率增大D.輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大,,解析答案,解析發(fā)電廠的輸出電壓不變，升壓變壓器的輸入電壓不變，輸出電壓不變，選項A錯誤；隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，輸電線中電流增大，輸電線上損失的電壓(ΔU＝IR)增大，降壓變壓器的輸入電壓減小，降壓變壓器的輸出電壓減小，選項B錯誤；隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，輸電線中電流增大，輸電線上損耗的功率(ΔP＝I2R)增大，選項C正確；,1,2,3,答案CD,1,2,3,3.圖6為遠距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，在T的原線圈兩端接入一電壓u＝Umsinωt的交流電源，若輸送電功率為P，輸電線的總電阻為2r，不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率為(),1,2,3,圖6,,解析答案,返回,又因為是理想變壓器，所以T的副線圈的輸出功率等于原線圈的輸入功率P，,1,2,3,,輸電線上損失的電功率為,所以C正確，A、B、D錯誤.,答案C,返回,