高二物理選修3-2第五章交變電流第五節電能的輸送教學目標：1.了解從變電站到用戶的輸電過程。知道遠距離輸電時應用高壓電的原理。2.引導學生積極主動探究，發現問題，解決問題，在學習知識的同時獲得一定的成就感。教學重點：理論分析如何減少輸電過程的電能損失，理解遠距離輸電的原理。教學難點：遠距離輸電原理圖的理解及相關題型的計算。教學過程：一、導入新課、板書課題回顧：變壓器構造、工作原理、能量轉化、功率關系、匝數與電壓的關系。導入：生活中的變壓器我們已經了解了，那變壓器輸送的電路情況是如何的？這節主要研究電能的輸送。二、出示目標、明確任務1.理解從變電站到用戶的輸電過程。2.掌握遠距離輸電時應用高壓電的原理。三、學生自學、獨立思考閱讀課本45-47頁內容，找到書中的知識點、重點、困惑點四、自學指導、緊扣教材1.閱讀課本45-46頁前三段和降低輸電損耗的兩個途徑部分①閱讀降低輸電損耗的兩個途徑部分前四段，解決為什么輸電由損耗？降低輸電的損耗有哪些？②嘗試解決思考與討論中的問題③目前我國常見的遠距離輸電電壓有哪些規格？是不是輸電電壓越高越好？2.閱讀課本46-47頁電網供電部分①遠距離輸電要經歷哪些基本環節？②什么是電網？③電網供電有哪些優勢？五、自學展示、精講點撥1.①因為電流通過輸電導線會發熱消耗電能所以輸電會有損耗。根據可知一個途徑是減小輸電線的電阻。在輸電距離一定的情況下，為了減小電阻，應當選用電阻率小的金屬材料，例如銅、鋁來制造輸電線。此外，還要盡可能增加導線的橫截面積。但是，導線橫截面積的增加是有一定限度的。過粗的導線會耗費太多的金屬材料，而且輸電線太重、太粗也給鋪設工作帶來困難。另一個途徑是減小輸電導線中的電流。②③目前我國遠距離送電采用的電壓有110kV、220kV、330kV，輸電干線已經采用500kV的超高壓，西北電網的電壓甚至達到750kV。輸電電壓也不是越高越好。電壓越高，對輸電線路絕緣性能的要求就越高，線路修建費用就會增多。輸電電壓越高，變壓器上的電壓也越高，對變壓器的要求也相應提高。2.①一般發電機組輸出的電壓在十千伏上下，不符合遠距離送電的要求。因此，要在發電站內用升壓變壓器，升壓到幾百千伏后再向遠距離送電。到達數百千米甚至數千千米之外的用電區之后，先在“一次高壓變電站”降到一百千伏左右，在更接近用戶的地點再由“二次變電站”降到十千伏左右。然后，一部分電能送往大量用電的工業用戶，另一部分經過低壓變電站降到220V/380V，送給其他用戶。②現在世界各國都不采用一個電廠與一批用戶的“一對一”的供電方式，而是通過網狀的輸電線、變電站，將許多電廠和廣大用戶連接起來，形成全國性或地區性的輸電網絡，這就是電網。③一次能源產地使用大容量的發電機組，降低一次能源的運輸成本，獲得最大的經濟效益。電網可以減少斷電的風險，調濟不同地區電力供需的平衡，保障供電的質量。使用電網，可以根據火電、水電、核電的特點，合理地調度電力，這就使得電氣化社會的主要能源—電力的供應更加可靠，質量更高。精講一、輸電線上的功率損失：設輸電功率P，輸入給用電設備的功率為，輸電線上的功率損失為，則有。減少功率損失：（1）減小輸電線的電阻。（2）減小輸電電流。如何減少輸電線的電阻：由可知（1）減少材料的電阻率ρ（鋁或銅，金銀最好但不可行）。（2）減少輸電線的長度L(不可行)。（3）增加導線的橫截面積S。1.輸電導線上的功率損失分析：（1）減小導線的電阻可減小損失功率，但有限。（2）減小輸送電流可大大減小損失功率，在線路和輸送功率不變時，可提高輸送電壓以減小輸送電流。（3）在輸送功率和線路一定時，線路損失功率與輸送電壓的二次方成反比，即：二、輸電線上的電壓損失發電廠的輸送電壓U，用電設備兩端電壓U′。輸電導線電阻兩端的電壓△U：三、遠距離輸電示意圖一定要畫出遠距離輸電的示意圖來，包括發電機、兩臺變壓器、輸電線等效電阻和負載電阻。并按照規范在圖中標出相應的物理量符號。一般設兩個變壓器的初、次級線圈的匝數分別為，相應的電壓、電流、功率也應該采用相應的符號來表示。從圖中應該看出功率之間的關系是：。電壓之間的關系是：。電流之間的關系是：。可見其中電流之間的關系最簡單，中只要知道一個，另兩個總和它相等。因此求輸電線上的電流往往是這類問題的突破口。輸電線上的功率損失和電壓損失也是需要特別注意的。分析和計算時都必須用，而不能用。特別重要的是要會分析輸電線上的功率損失，由此得出結論：⑴減少輸電線功率損失的途徑是提高輸電電壓或增大輸電導線的橫截面積。兩者相比，當然選擇前者。⑵若輸電線功率損失已經確定，那么升高輸電電壓能減小輸電線截面積，從而節約大量金屬材料和架設電線所需的鋼材和水泥，還能少占用土地。需要引起注意的是課本上強調：輸電線上的電壓損失，除了與輸電線的電阻有關，還與感抗和容抗有關。當輸電線路電壓較高、導線截面積較大時，電抗造成的電壓損失比電阻造成的還要大。常用的幾種輸電模式：1、低壓輸電輸電功率為100kw以下，距離為幾百米以內，一般采用220V的電壓輸電2、高壓輸電輸電功率為幾千千瓦以下，距離為幾十千米到幾百千米，一般采用35kV或110k