2012高考总复习物理教学案第62讲

2012高考总复习物理教学案第62讲内容摘要：

1、、教育目标1了解远距离输电的原理2理解 U 输、U 线、U 用、P 输、P 线、P 用、I 输、I 线、I 用 概念及相互关系。 二、重点、难点、疑点及解决办法1重点(1)理论分析如何减少输电过程的电能损失。 (2)远距离输电的原理。 2难点远距离输电原理图的理解。 3疑点4解决办法通过自学、教师讲解、例题分析、实验演示来逐步突破重点、难点、疑点。 三、教具准备(2 台)、 导线若干(其中两根阻值约与小电珠相等)、小电珠(25V、学生电源四、教学步骤1布置学生进行课前预习，并事先给出预习过程应解决的问题幻灯显示为什么要进行远距离输电。 输电过程主要考虑什么问题。 为什么输电过程有电能损失。 减少电能损失有什么 2、方法，各适用于什么情况。 在学生个别提问相互补充的基础上完整答案如下由于电站、电厂利用能源的特殊性，它发出的电常常要输送给距离甚远的用户。 在输电过程中输送效率的高低成了我们的首要问题，当然是效率越高越好。 由于输电导线有电阻，且又有电流通过，根据焦耳定律 Q电过程中必有一部分电能转化为内能，显然这种损耗越小，输送的效率就越高。 Q何减小输电时的 QAt 是要确保的，通过减少 t 来减少 Q 线是没有意义的。 a缩短 l 由于两地距离确定、没有实际意义。 b增大 S 受经济及架设条件限制只限短距离输电采用。 c减少 换用银那么也受经济条件约束，也是不现实的，效果也不明显。 若正在研究的超导材料能批量生产且价格 3、便宜，倒是可以采用。 C减少 与 正比因而若输送电功率一定，又因为 P 输 一小型水电站输出的电功率为 20电线总电阻为 5 如果发电机输出电压为 400V，且直接进行输电，输电导线上损失的电功率为多少。 若改为 2000V 电压输电，则输电导线上损失电功率又为多少。 用 2000V 输电时，这所使用升压变压器、降压变压器的原副线圈匝数比为多少。 P 线5005W=12500W P 线=005W500 输、U 线、U 用、P 输、P 线、P 用、I 输、I 线、I 用的关系I 输=I 线=I 用U 输=U 线+U 用P 输=P 线+P 用从本题的解答中你发现什么。 输电电压提高几倍。 输电线上电压损失为原 4、来几倍。 输电线上损失的电 能为原来的几倍。 欧姆定律使用时必须注意物理量的对应关系。 那如何将输电电压提高呢。 变压器。 用变压器提高电压输送电能，到达目的地后，必须用降压器使电压降低，以便供给用户。 画出输送示意图下示升压变压器输入电压用 出电压用 示，降压变压器输入电压用 出电压用 示，升压变压器输入电流用 出电流用 示，降压变压器输入电流用 出电流用 示，升压变压器的输入功率 出功率用 示，降压变压器的输入功率 出功率用 示，若是理想变压器则能得出这些物理量间是什么关系。 升压变压器副线圈输电导线、降压变压器组成一个回路，有以下关系5V=50V 不对。 因为 2000V 是发电厂的输出电压，不是输电导 5、线上的电压，输电导线上的电压为 U 线=I 线R 线=10550习 某发电机的输出电压为 户得到的电压为 电线电阻为R，通过输电线的电流强度为 I 则输电导线上损失的电功率A BC(2)I/R D(2)2/示幻灯并向学生介绍电路，然后演示。 甲图中灯泡很暗几乎不亮，而乙图较亮 这说明了什么问题说明提高输电电压后电能损失减少，下面请同学来看我们国家输电线路示意图。 挂出挂图师生共同对照挂图，了解我国输电情况五、总结、扩展2高压输电是远距离输电过程中减少电能损失的科学方法，那么 P 线=( 线)2R 3高压输电原理示意图六、板书设计远距离输电远距离输电示意图 线 线+ 线+ 三相交变电流一、他们不是同 6、时达到最大值（或为零）。 道零线、火线、线电压及相电压二、重点三相交流电的产生和输送方式三、难点三相交变电流及负载的连接四、教学过程（一）引入新课在前述的交流发电机模型中只有一组线圈，它送出来的是单相交流电。 在生产实际中应用的大多数是三相交流电，它由三相电动势供电。 这三个交变电动势产生于三个同时转动的互成 1200 角的线圈，因而频率相同，最大值相同而相位依次差 1200，将它们用数学式表达出来，便是 A= = t120 0） C= t240 0）（二）新课教学在交流发电机内部三个线圈中产生的这三个电动势，怎样与外电路连接以达到供电的目的呢。 显然，最容易想象的方法便是三个线圈分别单独地与负载连接 7、，如图所示的那样。 这样，每一相线圈就如同一个独立的电源，三相交流发电机就相当于同时供电的三个独立的电源，。 然而，这样供电共需 6 根输电线，显得不经济，与单相发电机供电没什么两样。 所以，在实际应用中通常采用一些特殊的连接法家对外供电。 这个连接法包括电源线圈的连接和负载的连接。 下面我们就分别来讨论其中一些有关问题。 三箱电源的连接1、线圈的星形连接（Y 接法）在实际应用中，三相发电机的三组线圈常照图加以连接。 这钟接法叫星形连接。 从每组线圈始端 A、B、 C 引出输电线叫相线（或叫火线），每相线圈的末端 X、Y 、，叫中住点。 从中性点引进的输电线叫中线（因它常接地，又叫零线）。 每根线圈两端点之间的电 8、压叫相电压，用 U 相 表示，每两根相线之间的电压叫线电压，用 U 线 表示。 从图中可看出在星形接法中，U 相 U 线 ，它们之间的数量关系如何呢。 我们用初等数学的方法来计算一下。 设 Y、个线圈的相电压分别为 B、U C。 由于三个线圈完全对称，三个相电压的频率、最大值也都是一样的，相应依次差 1200，若取初相为零，则它们的变化规律可记为t120 0）t 2400）从图中来看，U A 表达了 A 端与中注点 O 之间的电势差，U B 表达了 B 端与中性点 O 之间的电势差。 因此，当我们将从 A 和 B 引出的相线之间的电压设为 ，便有AU BU CU 任一时刻AU B= U t 120 0） 9、= 31/2t30 0）结果我们看到线电压 是一个正弦交变电压，不过它与 较，相位超前了 300，线电压的最大值则是相电压最大值的 31/2 倍。 计算 得结果，与此相似。 在生产实际中，我们常用有效值来描述交流电电压与电流，理所当然线电压的有效值也是相电压有效值的 31/2 倍，常记为 U 线 =31/2 U 相由干线电压、相电压不等，三相电源来取这一个接法后，对外可提供两种不同电压。 在生产实际中，相电压通常为 220 伏，适合于照，线电压为 380W，适合于动力机机械使用。 2、线圈的三角形接法（接法）也可以将三相线圈首尾相连接成三角形，用三根导线向外送电，具体按法如图所示。 这种按法叫三角形接法 10、。 从图中可看出，在接法中，相线间的线电压就是每根线圈的相电压通常记为U 线 = U 相由于线电压、相电压相同，这种接发只输出一种电压。 三相负载的接法负载以什么方式接在三相电源的供电线路中去呢。 一般来说也有两种连接方式，即负载的星形按法和三角形接。 法。 1、负载的星形接法如图所示，将三个负载 1、2、3 的一端接在一点 O/上，将这点与三相电源的中性点 O 接通，三个负载的另一端分别与三根相线 A、B、C 连接。 这种技法就是负载星形接法。 在这种接法中，很明显看到三个回路公用一条中线。 因此这种送电方式叫三相四线制。 负载以这种方式接通三相电源后，加在每个负载上的电压就是相电压，回路中使有了电流。 在每相 11、负载中流过的电流叫相电流。 在相线上流过的电流称之为线电流。 从图中不难看出对每个独立的回路，线电流等于相电流，得记为：I 线 = I 相 不同回路之间，如果负载 1、 2、 3 不相等，那么相电流各不相等，线电流也各不相等。 假如三相负载是相对称的例如是三个等值的电阻或是三个相同的线圈，在这种情况下三个相电流的最大值和频率相同，位相依次差 1200。 如果设负载 1、，2、3 中相电流分别为 i1、i 2、i 3，并取 相为零，则t120 0）t240 0）在三相四线制电由于中线是三个回路电流的公共回路，流过中线的电流应该是三个相电流的总和。 因此，在任一时刻，中线中的电流i= i1i 2i 3= t 120 0）I t240 0）=0这个结果的意思是说中性线中没有电流流过即 O 点和 O/点的电势相同。 既然这样，中性线形同虚设，可以去除不用，负载与电源的连接就可采用图所示的形式。 这个送电形式因为少一根输电线，叫三根三线制。