山东省聊城四中人教版物理选修3-2 552 高压输电 学案(无答案)
山东省物理高中人教版学案选修3-2:5.5电能的输送

学习内容学习目标1.知道“便于远距离输送”是电能的优点。
2.知道电能输送过程中有功率损失和电压损失,理解降低这两种损失的途径。
3.知道输电过程的环节,并能够画出示意图,根据示意图会进行简单的计算。
4.了解电网供电的优点。
学习重点影响远距离输电损失的因素,理解高压输电可减少功率损失。
学习难点理解高压输电原理,区别导线上的输电电压U和损失电压ΔU。
学习指导【课前自学】1.用导线把电源和用电设备连起来,就可以输送电能,这是电能的一个突出优点。
输送电能的基本要求是:__________、__________、____________2.输电线上的功率损失输电线上有电阻R,由电阻定律知R=__________,当l很长时,R很大,设输电线中电流为I,则电线中电阻将消耗功率ΔP,ΔP=_________,可见ΔP会很大.3.减小输电线上功率损失的方法(1)减小输电线上的电阻:即_________导线横截面积和用电阻率ρ_________的材料,这种方法在实际生产中效果有限.(2)减小输电电流,在输出功率不变时,由P=_________知可提高_________来减小I.4.输电线上的电压损失输电线上电阻两端电压ΔU=_________,这样用户得到电压U′=_________,即ΔU=_________是导线中电压损失.5.减小输电线上的电压损失的方法(1)减小输电线上的电阻:可用横截面积_________的导线和ρ较_________的材料.但横截面积不能无限增大.(2)减小输电电流(同上).总之,在远距离输电时必须采用_________电压,以减小输出_________,减小功率损失和电压损失【自主﹒合作﹒探究】一、电能的输送1.电能输送的优点:2.输送电能的基本要求二、输电的模型三、降低能耗的两个途径思考:远距离大功率输电面临的困难是什么?讨论与交流:1、输电线上功率损失的原因是什么?功率损失的表达式是什么?2、降低输电损耗的途径是什么?自我完成,回顾知识。
高中物理选修3-2优质学案:5.5 电能的输送

5 电能的输送[学科素养与目标要求]物理观念:1.理解输电线上电能损失的影响因素.2.了解远距离高压输电的原理.科学思维:1.体会降低输电损耗的两个途径,能分析计算高压输电的损耗情况.2.能分析远距离输电的基本过程,会对基本的远距离输电线路进行定量计算.3.体会远距离输电的基本要求和电网供电的优点,并能据此设计基本的供电框架图.一、降低输电损耗的两个途径1.输送电能的基本要求(1)可靠:保证供电线路可靠地工作,少有故障.(2)保质:保证电能的质量——电压和频率稳定.(3)经济:输电线路建造和运行的费用低,电能损耗少.2.输电线上的功率损失:ΔP=I2r,I为输电电流,r为输电线的电阻.3.降低输电损耗的两个途径(1)减小输电线的电阻:在输电距离一定的情况下,为了减小电阻,应当选用电阻率小的金属材料,还要尽可能增加导线的横截面积.(2)减小输电线中的电流:为减小输电电流,同时又要保证向用户提供一定的电功率,就要提高输电电压.二、电网供电1.远距离输电的基本原理:在发电站内用升压变压器升压,然后进行远距离输电,在用电区域通过降压变压器降到所需的电压.2.电网:通过网状的输电线、变电站,将许多电厂和广大用户连接起来,形成全国性或地区性的输电网络. 3.电网输电的优点(1)降低一次能源的运输成本,获得最大的经济效益.(2)减小断电的风险,调剂不同地区电力供需的平衡,保障供电的质量. (3)合理调度电力,使电力的供应更加可靠,质量更高.1.判断下列说法的正误.(1)输电线上电功率的损失,与输电线的电阻成正比,与输电线电流的平方成正比.( √ ) (2)由P =U 2r可知,输电电压越小,输电线上电功率的损失就越小.( × )(3)使用变压器进行远距离输电,用户得到的电压可以高于发电机输出的电压.( √ ) (4)远距离输电时,若升压变压器匝数比为1∶n ,降压变压器匝数比为n ∶1,则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等.( × )2.输电线的总电阻为R ,输送电功率为P .现分别用U 1和U 2两种电压来输电,则两次输电线上损失的功率之比为________. [答案] U 22∶U 12一、降低输电损耗的两个途径如图所示,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)用户两端的电压是多大?(2)用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗?(3)输电线上功率损失的原因是什么?功率损失的表达式是什么?降低功率损耗有哪些途径?[答案](1)U′=U-ΔU=U-PU r.(2)不相等,由能量守恒知,发电厂输出的电能等于用户得到的电能与输电线上损失的电能之和.(3)由于输电线有电阻,当有电流流过输电线时,有一部分电能转化为电热而损失掉了,这是输电线上功率损失的主要原因.功率损失表达式:ΔP=I2r=P2U2r,所以降低功率损耗的两个途径为:①减小输电线的电阻r;②减小输电电流I,即提高输送电压U. 如图1所示:图11.输电线上的电压损失:ΔU =U -U ′=Ir =PU r .2.输电线上的功率损失(1)ΔP =I 2r ,其中I 为输电线上的电流,r 为输电线的电阻. (2)ΔP =ΔU ·I 或ΔP =(ΔU )2r ,其中ΔU 为输电线上的电压损失.3.减少电压损失和功率损失的方法(1)减小输电线的电阻r ,根据r =ρLS ,可减小电阻率ρ,目前一般用电阻率较小的铜或铝作为导线材料;也可增大导线的横截面积S ,但这要多耗费金属材料,增加成本,同时给输电线的架设带来很大的困难.(2)减小输电电流I ,根据I =PU ,在输送功率P 一定,输电线电阻r 一定的条件下,输电电压提高到原来的n 倍,输送电流可减为原来的1n ,输电线上的功率损耗将降为原来的1n2.例1三峡电站某机组输出的电功率为50万千瓦.(1)若输出的电压为20万伏,则输电线上的电流为多少?(2)在(1)情况下,某处与电站间每根输电线的电阻为10欧,则输电线上损失的功率为多少?它与输出功率的比值是多少?(3)若将输出电压升高至50万伏,输电线上的电流为多少?输电线上损失的功率又为多少?它与输出功率的比值是多少?[答案](1)2500A(2)1.25×108W 1 4(3)1000A2×107W 1 25[解析](1)由P=UI得I=PU =5×108W2×105V=2500A(2)输电线上损失的功率ΔP =I 2·2r =25002×2×10W =1.25×108W 损失功率与输出功率之比为ΔP P =1.25×108W 5×108W=14(3)将电压升高至50万伏时,I ′=PU ′=5×108W 5×105V =1000A输电线上损失的功率ΔP ′=I ′2·2r =10002×2×10W =2×107W 损失功率与输出功率之比为ΔP ′P =2×107W 5×108W =125.例2 (多选)发电厂发电机的输出电压为U 1,发电厂至学校的输电线总电阻为R 线,通过输电线的电流为I ,学校输入电压为U 2,下列计算输电线功率损耗的式子中,正确的是( ) A.U 12R 线B.(U 1-U 2)2R 线C.I 2R 线D.I (U 1-U 2)[答案] BCD[解析] 输电线功率损耗P 损=I 2R线=U 线2R 线=IU 线,其中U 线=U 1-U 2,故B 、C 、D 正确. 提示 P 损=I 2r =(ΔU )2r=ΔU ·I .式中必须注意,ΔU 为输电线路上的电压损失,而不是输电电压.二、远距离高压输电电路中的各种关系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)结合闭合电路的知识,分别分析三个回路中各物理量之间的关系(发电机内阻、n 1、n 2、n 3、n 4线圈的电阻均忽略不计).(2)若两个变压器均为理想变压器,则每个变压器中的电流、电压、功率有什么关系? [答案] (1)第一个回路:P 1=U 1I 1第二个回路:U 2=ΔU +U 3,P 2=ΔP +P 3=I 线2R +P 3 第三个回路:P 4=U 4I 4(2)U 1U 2=n 1n 2、I 1I 2=n 2n 1、P 1=P 2;U 3U 4=n 3n 4、I 3I 4=n 4n 3、P 3=P 4.解决远距离输电问题时,需要画输电的电路图,理清三个回路,抓住两个联系,掌握一个定律.1.画图、理清三个回路(如图2所示)图2回路1:P 1=U 1I 1回路2:U 2=ΔU +U 3,P 2=ΔP +P 3=I 22R 线+P 3,I 2=I 3 回路3:P 4=U 4I 4 2.抓住两个联系(1)理想升压变压器联系回路1和回路2即U1U2=n1n2,I1I2=n2n1,P1=P2.(2)理想降压变压器联系回路2和回路3即U3U4=n3n4,I3I4=n4n3,P3=P4.3.掌握一个定律根据能量守恒定律得P2=ΔP+P3.例3发电机两端的电压为220V,输出功率44kW,输电导线的总电阻为0.2Ω,如果用原、副线圈匝数比为1∶10的升压变压器升压,经输电线后,再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户.(1)画出全过程的线路示意图;(2)求用户得到的电压和功率;(3)若不经过变压而直接送给用户,求用户得到的电压和功率.[答案](1)见[解析]图(2)219.6V 4.392×104W(3)180V 3.6×104W[解析] (1)线路示意图如图所示.(2)由图可知,升压变压器副线圈两端的输出电压U 2=n 2n 1U 1=2200V .据理想变压器P 入=P 出,则升压变压器副线圈的输出电流I 2=P U 2=44×1032200A =20A ,输电线上的功率损失和电压损失分别为P 损=I 22R 线=202×0.2W =80W ,U 损=I 2R 线=20×0.2V =4V .所以降压变压器原线圈的输入电压和电流分别为U 3=U 2-U 损=2200V -4V =2196V ,I 3=I 2=20A.降压变压器副线圈的输出电压和电流分别为U 4=n 4n 3U 3=110×2196V =219.6V , I 4=n 3n 4I 3=10×20A =200A. 用户得到的功率为P 4=U 4I 4=219.6×200W =4.392×104W.(3)若直接给用户供电,线路示意图如图所示,则输电电流I ′=P U 1=44×103220A =200A. 输电线路上的电压损失ΔU ′=I ′R 线=200×0.2V =40V .所以用户得到的电压U 2′=U 1-ΔU ′=220V -40V =180V .用户得到的功率为P ′=U 2′I ′=180×200W =3.6×104W.针对训练 (多选)(2018·惠州市东江高级中学高二下学期月考)如图3所示,某小型发电站发电机输出的交流电压为500V ,输出的电功率为50kW ,用总电阻为3Ω的输电线向远处送电,要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%,则发电站要安装一升压变压器,到达用户再用降压变压器变为220V 供用户使用(两个变压器均为理想变压器).对整个送电过程,下列说法正确的是( )图3A.输电线上的损失功率为300WB.升压变压器的匝数比为1∶100C.降压变压器的输入电压为4970VD.降压变压器的匝数比为100∶1[答案] AC[解析] 输电线上损失功率为P 损=P ×0.6%=50kW ×0.6%=300W ,A 项正确;输电线上的电流为I 2=P 损R =3003A =10A ,升压变压器副线圈两端的电压为U 2=P I 2=50×10310V =5×103V ,由U 1U 2=n 1n 2得,n 1n 2=110,B 项错误;输电线上损失的电压为U 损=I 2R =10×3V =30V ,降压变压器输入电压为U 3=5 000 V -30 V =4 970 V ,C 项正确.由U 3U 4=n 3n 4得n 3n 4≈22.6,D 项错误.1.(输电线上功率损失的计算)(2017·南京市学情调研卷)“西电东送”是实现经济跨地区可持续快速发展的重要保证,它将西部丰富的能源转化为电能输送到电力供应紧张的沿海地区.为了减少远距离输电线路中电阻损耗的能量,需要采用高压输电,在保持输送功率及输电线路电阻不变的情况下,将输送电压提高到原来的10倍,则输电线路中电阻损耗的能量将减少到原来的( )A.110B.1100C.11000D.110000[答案] B[解析] 根据P =UI 可得I =P U,则输电线路上损失的功率ΔP =I 2R =⎝⎛⎭⎫P U 2R ,输送电压提高到原来的10倍,则损失的功率变为原来的1100,B 正确. 2.(输电线上功率损失的计算)(2018·江苏单科)采用220kV 高压向远方的城市输电.当输送功率一定时,为使输电线上损耗的功率减小为原来的14,输电电压应变为( ) A.55kVB.110kV C.440kVD.880kV[答案] C[解析] 输电功率P =UI ,U 为输电电压,I 为输电线路中的电流,输电线路损失的功率为P损=I 2R ,R 为输电线路的电阻,即P 损=⎝⎛⎭⎫P U 2R ,当输电功率一定时,输电线路损失的功率为原来的14,则输电电压为原来的2倍,即为440kV ,故选项C 正确. 3.(远距离高压输电的分析与计算)(多选)如图4为远距离输电示意图,发电机的输出电压U 1和输电线的总电阻r 、理想变压器匝数均不变,且n 1∶n 2=n 4∶n 3.当用户用电器的总功率增大时( )图4A.U 1∶U 2=U 4∶U 3B.用户的电压U 4增加C.输电线上的损失功率增大D.输电线上损耗的功率占总输送功率的比例增大[答案] ACD[解析] 根据U 1U 2=n 1n 2,U 3U 4=n 3n 4以及n 1∶n 2=n 4∶n 3,知U 1∶U 2=U 4∶U 3,故A 正确.用户用电器总功率增大时,输送功率变大,输电线上的电流增大,根据P 损=I 2r 知,输电线上损耗的功率增大,根据ΔU =Ir 知,输电线上的电压损失变大;发电机的输出电压U 1不变,则升压变压器的输出电压U 2不变,降压变压器的输入电压U 3变小,用户的电压U 4减小,故B 错误,C 正确.P 损P =⎝⎛⎭⎫P U 22r P =P U 22r ,输送电压U 2和线路电阻r 不变,所以损耗功率占总功率比例增大,故D 正确.4.(远距离输电损耗的计算)(2018·孝感高二期中)在远距离输电时,要考虑尽量减少输电线上的功率损失.有一个小型发电站,发电机输出的电功率为P =500kW ,当使用U =5kV 的电压输电时,测得安装在输电线起点和终点处的两只电能表一昼夜示数相差4800kW·h.(1)求输电线上的电流I 、输电线的总电阻r 和输电线上损失的电压U 损.(2)若想把损失功率控制为输送功率的1.6%,又不改变输电线,那么发电站应使用多高的电压向外输电?输电线上损失的电压是多少?[答案] (1)100A 20Ω 2000V (2)25kV 400V[解析] (1)输电线上损失的功率P 损=W 损t =480024kW =200kW 输电线上的电流I =P U=100A 由输电线上损失的功率P 损=I 2r得输电线的总电阻r =20Ω输电线上损失的电压U 损=Ir =2000V(2)由题意知损失功率P 损′=P ×1.6%=8kW由P 损′=I ′2r得输电线上的电流I ′=20A输送电压U ′=P I ′=25kV 输电线上损失的电压U 损′=I ′r =400V .5.(远距离高压输电的分析与计算)一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输给用户,已知发电机的输出功率为500kW ,路端电压为500V ,升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶5,两变压器间输电线的总电阻为1.5 Ω,降压变压器的输出电压为220 V ,不计变压器能量损耗,求:(1)升压变压器副线圈两端的电压;(2)输电导线上的功率损失及用户得到的功率;(3)降压变压器原、副线圈的匝数比.[答案] (1)2500V (2)60kW 440kW (3)10∶1[解析] 输电线路原理图如图所示(1)升压变压器副线圈两端的电压U 2=n 2U 1n 1=2500V. (2)输电导线上的电流I 2=P 2U 2=P 1U 2=200A 输电导线上的功率损失P 损=I 22r 线=60kW用户得到的功率P 用=P 1-P 损=440kW(3)输电导线上的电压ΔU =I 2r 线=300V降压变压器原线圈两端的电压U 3=U 2-ΔU =2200V降压变压器原、副线圈的匝数比为n 3n 4=U 3U 4=10∶1.。
山东省聊城市第四中学高中物理《电场》复习题2 新人教版选修31

1、关于电场强度的叙述,正确的是A 、沿着电场线的方向,场强越来越小B 、电场中某点的场强就是单位电量的电荷在该点所受的电场力C 、电势降落最快的方向就是场强的方向D 、负点电荷形成的电场,离点电荷越近,场强越大2、关于电势差的说法中,正确的是A 、两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时,电场力所做的功B 、1C 电荷从电场中一点移动到另一点,如果电场力做了1J 的功,这两点间的电势差就是1VC 、在两点间移动电荷时,电场力做功的多少跟这两点间的电势差无关D 、两点间的电势差的大小跟放入这两点的电荷的电量成反比3、如图所示,同心圆a 、b 和c 是某静电场中的三个等势面,它们的电势分别为ϕa 、ϕb 和ϕc ,ϕa >ϕb >ϕc ,一带正电的粒子射入电场中,其运动轨迹如实线KLMN 所示,由图可知A 、粒子从K 到L 的过程中,静电力做负功B 、粒子从L 到M 的过程中,静电力做负功C 、粒子从K 到L 的过程中,电势能增加D 、粒子从L 到M 的过程中,动能减小4、如图所示,A 、B 、C 三点都在匀强电场中,已知AC ⊥BC ,∠ABC =60°,BC =20 cm.把一个电量q =10-5C 的正电荷从A 移到B ,静电力做功为零;从B 移到C ,静电力做功为31073.1-⨯-J ,则该匀强电场的场强大小和方向是A 、865 V/m ,垂直AC 向左B 、865 V/m ,垂直AC 向右C 、1000 V/m ,垂直AB 斜向上D 、1000 V/m ,垂直A B 斜向下5、一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P 点,如图所示,以E 表示两极板间的场强,U 表示电容器的电压,W 表示正电荷在P 点的电势能。
若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,则A 、U 变小,E 不变B 、E 变大,W 变大C 、U 变小,W 不变D 、U 不变,W 不变6、如图所示电路中,122C C =,122R R =,忽略电源电阻,下列说法中正确的是①开关K 处于断开状态,电容2C 的电量大于1C 的电量;②开关处于断开状态,电容1C 的电量大于2C 的电量;③开关处于接通状态,电容2C 的电量大于1C 的电量;④开关处于接通状态,电容1C 的电量大于2C 的电量。
人教版高二物理选修3-2:5.5《电能的输送》导学案设计(word无答案)

第五章 第5节《电能的输送》导学案班级: 组别: 组名: 姓名:【学习目标】:1、知道“便于远距离输送”是电能的优点,知道输电过程。
2、掌握什么是输电线上的功率损失和如何减少功率损失。
(重点、难点)3、掌握什么是输电导线上的电压损失和如何减少电压损失。
(重点、难点)4、理解远距离输电要用高压,会设计电能输送的示意图,并理解电压损耗和能量损耗的关系。
(难点)【学习方法】:讨论、讲解、探究【知识链接】:1、电阻定律=R ,电功率P 电= ,热功率P 热= 。
2、理想变压器原副线圈的电压之比=21U U ,电流之比=21I I . 【学习过程】:前面我们学习了电磁感应现象和发电机,通过发电机我们可以大量地生产电能。
比如,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,这些电能主要输送到华中、华东地区。
今天,我们就来学习电能的输送有关知识。
知识点一: 降低输电损耗的两个途径下图为从发电厂到用户,电能的输送示意图。
1、请在图中恰当的位置标出所给的物理量:输电线路中的输送电流为线I ,两条输电线的总电阻为线R ,输P 为发电厂输出的功率,线P 为输电线路中损失的功率,用P 为用户接受到的功率,输U 为发电厂的输送电压,线U 为输电线路中损失的电压。
2、输电线路中损失的功率线P = 。
3、有几种途径降低输电损失?每种情况具体怎么操作?4、在输电电流一定的情况下,如果线路的电阻减为原来的一半,线路上损失的功率将减为原来的 ;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 。
5、通过计算你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效?6、若发电厂输送的电功率为输P ,用户得到的功率为用P ,线路中损耗的功率为线P ,则它们应当满足什么关系?知识点二:高压输电的原因问题一、若发电厂输送的电功率为输P ,输送电压为输U ,则输送电流线I = , 输电线总电阻为R ,则线路中损耗的功率线P = 。
5电能的输送-人教版选修3-2教案

5 电能的输送-人教版选修3-2教案一、教学目标1.理解电能输送的重要性和实现的原理。
2.了解高压输电的优点。
3.掌握高压输电的基本原理和电力线的构造。
4.会应用欧姆定律、功率公式、电流时延等知识,计算电力线的电阻、电压、电流和功率等物理量。
二、教学重难点1.掌握高压输电的基本原理。
2.掌握电力线的构造和其物理量的计算。
3.了解高压输电的优点。
三、教学过程3.1 导入环节出示高压电线塔的图片并让学生阐述电线塔的作用,培养学生对高压输电的认知,并通过情景化引导学生,让学生先感性理解高压输电的必要性。
3.2 呈现问题、引出话题引导学生思考:在远距离输电的时候,我们应该需要怎样的办法?引导学生思考:输送电能的过程中有那些问题。
通过问题引出话题,引导学生认识高压输电与探究的重要性。
3.3 知识讲解1.高压输电的优点对比低压输电,高压输电具有如下优点:(1)输送远距离的电能损耗小:电阻的损耗与电流平方成正比,而电流的大小则与电压成反比。
因此,远距离输电时,采用高压输电,可以使电流变小,从而减小电阻损耗,节省能源。
(2)降低电力线数量:采用高压输电,可以把电送到更远的地方,一个变电站可以提供大量的电,降低了电力线的数量,减轻了环境的污染。
(3)抵抗电力波不稳定:在许多地区,电能的需求量是变化的,采用高压输电可以有效地平抑电力波动,保证电能的稳定输送。
2.电力线的构造电力线由电线、支架、导线绝缘子、钢丝绳和附件等组成。
其中,导线绝缘子的主要作用是将导线和支架隔离开来,同时起到较强的支撑作用。
3.电力线的电阻、电压、电流和功率等物理量的计算(1)电阻:通过电线的材质、长度、直径等计算。
(2)电压:电线输电时,单独一条导线会有电势降,因此计算其电势差。
(3)电流:根据欧姆定律,可以计算出电流大小。
(4)功率:通过功率公式可以计算电力线的功率。
3.4 实验环节1.制作数字电路实验板,进行实验,考察学生对电流时延的掌握。
人教版高中物理选修【3-2】《交流电习题》学案(含答案)

高中物理人教版选修3-2课后训练:5.5 电能的输送 word版含解析

第五章 第5节一、选择题1.(多选)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 答案 AC解析 设输电功率为P ,输电电压为U ,输电线的电阻为R ,则输电线上损失的功率为P 损=(P U )2R ,若P 、R 一定,则P 损∝1U 2,采用高压输电可以减少输电线上的电功率损失;若P 损、P 一定,则R ∝U 2,又R =ρL S ,ρ、L 一定时输电导线的横截面积S ∝1U 2,采用高压输电可使输电导线的横截面积大大减小,从而节省输电线的材料。
故选项A 、C 正确。
2.(多选)在远距离输电时,若输电功率为P ,输电电压为U ,所用导线电阻率为ρ,横截面积为S ,总长度为L ,输电线上损失的电功率为P ′,用户得到的电功率为P 用,则下列关系式中正确的是( )A .P ′=U 2SρLB .P ′=P 2ρLU 2SC .P 用=P -U 2SρLD .P 用=P (1-PρLU 2S)答案 BD解析 输电线电阻R =ρL S ,输电电流I =PU输电线上损失的功率P ′=I 2R =(P U )2ρL S =P 2ρLU 2S用户得到的电功率P 用=P -P ′=P (1-PρLU 2S )所以选项B 、D 正确。
3.(多选)某发电厂原来用11 kV 的交变电压输电,后来改用升压变压器将电压升到220 kV 输电,输送的电功率都是P 。
若输电线路的电阻为R ,则下列说法中正确的是( )A .根据公式I =P U ,提高电压后输电线上的电流降为原来的120B .根据公式I =UR ,提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍C .根据公式P 损=I 2R =P 2U 2R ,提高电压后输电线上的功率损失减为原来的1400D .根据公式P =U 2R ,提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的400倍答案 AC解析 输电线上电流为I =P U ,也可以用I =ΔUR 来表示,其中ΔU 为输电线上电阻R 两端的电压,而不是输送电压,故A 正确,B 错误;输电线上的功率损失为P 损=I 2R =P 2U 2R ,C 正确;如果用P 损=U 2R,则U 应为R 上的分压ΔU ,故D 错误。
山东省聊城市第四中学高中物理 2.2 电动势学案 新人教版选修3

2.2电动势一、电源的作用:复习:1. 上节课中,电源能够不断地将电子从A搬运到B,电源的作用是:①②2.电源P在把电子从A搬运到B的过程中,电子的电势能(填“增加”或“减少”)了,从能量的角度看,电源发挥的作用是:为电路提供了。
3.自然界中的能量是守恒的,电源为电路提供了电能,必然会有其他形式的能量减少,从能量转化和守恒的角度,你认为电源是把能转化为电能的装置。
(二)进行新课1、电源1.用导线将电源连成最简单的电路,电路由哪几部分组成?2.导线中的电场是什么电场?电流是怎样形成的?特点如何?为什么?3.自由电子在导线中定向运动,电场力做什么功?电子的电势能如何变化?这个过程中消耗了能. 这些能又是哪里来的呢?4.电源是如何把其他形式能转化为电能的呢?在电源内部也存在电场,电场方向也是从极指向极。
根据电荷守恒定律,电源必须把自由电子不断地从极搬运到极,电场力对自由电子做功,阻碍它的运动,这就需要有“非静电力”作用于电子,充当动力,它就相当于“搬运工”,满足形成持续电流的需要。
这个“非静电力”是电源提供的。
也就是说,电源通过非静电力做功,使电荷的电势能增加了。
即:电源是通过做功把能转化为能的装置。
5.干电池、手摇发电机都可以做电源,这些电源中的非静电力相同吗?所起的作用相同吗?干电池中的非静电力是作用,手摇发电机的非静电力是作用,前者把能转化为电能,后者把能转化为电能。
非静电力不同,但从能量转化的角度看,他们所起的作用是的(填“相同”或“不同”),即.手电筒、家用照明电灯、汽车上的照明电灯等,亮度不同。
表明他们把其他形式能转化为电能的本领是不同的,在物理学上,该如何描述电源的这种本领呢2、电动势静电力对电荷做功的表达式:,可见,它与电荷的数量有关,不能用做功多少来反映做功的本领。
静电力把相同数量的电荷从电源的一个极搬运到另一极,做功越多,电荷获得的电势能就越多,可以用静电力做功与电荷量的比值来反映静电力做功的本领。
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高压输电(二)
一、课前复习
1.减少电路中电能损失的方法有:(1)减少_____来减少电能损失;(2)____来减少电能的损失。
2.高压输电的优点:
(1)从能量的角度:___________________________
(2)从电压的角度:___________________________
3.输电时的输送电压U ,输电线上损失的电压ΔU 与输电用户端得到的电压U ´的关系为:_________________
二、课堂导学
1.看课本45页图5.5-3,根据输电过程意图画出输电过程的线路图
思考:
1. 设发电站的发电电压为U 0,功率为P ,则升压变压器的原线圈得到的电压U 1=__
___(因为发电站到升压变压器的距离很近,可忽略线路的电阻)
2. 设升压变压器的原、副线的匝数比为n 1:n 2,则输电电压为______,如果输电
线的电阻为R ,发电站所发的电能全部输送(即输送功率为P ),则输电线的上的电流为_______,输电线上损失的功率为______,输电线上损失的电压为_______。
3. 设降压变压器原、副线的匝数比为n 3:n 4,则降压器得到电压为_____,用户得
到的电压为________,得到的功率为_____
4.把以上物理量标在上图中
升压变压器 降压变压器 输电线
例题1:
某水电站发电机的输出功率为100KW,发电机的电压为250V。
通过升压变压器升压后向远处输电,输电线总电阻为8Ω,在用户端用降压变器把电压降为220V,要求在输电线上损失的功率控制为5KW(即用户得到的功率为95KW。
1.画出输电过程的电路图,并把对应的物理量标在图上
2.降压变压器输出的电流是多少?输电线上通过的电流是多少?
3.输电线上损失的电压是多少?升压变压器输出的电压是多少?
4.两个变压器的匝数比各应等于多少?
三、达标测试
1.水电站向小山村输电,输送电功率为50KW,若以1100V送电,线路上损失10KW;若以3300V送电,线路损失可降至__________ KW.当用3300V送电时,为使电压降至我国规定的生活用电电压,不计线路损失,山村中降压变压器初次级线圈匝数比为____________.
2.发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户,如果升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器。
(1)画出上述输电全过程的线路图。
(2)若发电机的输出功率是100 kW,输出电压是250 V,升压变压器的原、副线圈的匝数比为1∶25,求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流;
(3)若输电导线中的电功率损失为输入功率的4%,求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压;
(4)计算降压变压器的输出功率。
总结:
1.高压输电的电路图
2.高压输电的物理量的关系:
能量关系:______________________________电压关系:______________________________。