最新沪科版高中物理选修32第三章导学案.docx
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最新沪科版高中物理选修32第三章导学案
最新沪科版高中物理选修(3-2)第三章导学案
【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.知道降低输电损耗的两个途径。
3.了解电网供电的优点和意义。
【重点、难点】
重点:
找出影响远距离输电损失的因素,使学生理解高压输电可减少功率与电压损失。
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。
预习案
一.电能的输送
1.电能相比煤、石油等能源便于远距离输送
2.输送电能的基本要求:
______、________、_______。
二.输电线上的功率损失
1.任何输电线都有_______,存在功率损失。
设输电电流I,输电线电阻为R,则输电线上的功率损失为:
△P=_____________。
设输送的电功率为P,输电电压为U,输电线的总长度为l,横截面
积为S,电阻率为ρ,则输电电流为I=___________,输电电线电阻为R=___________,输电线上的功率损失可表示为:
△P=________________。
2.减少输电线上功率损失的方法
(1)减小输电线的电阻R:
①_
___
__________________②______________________③______________________
(2)减小输电电流I:
①______________________②______________________
采用____________________是减小输电线
上功率损失最有效、最经济的措施。
探究案
探究一、降低输电损耗的两个途径
1、输送电能的基本要求是什么?
2、远距离大功率输电面临的困难是什么?
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?
降低输电损耗的两个途径是什么?
4、如何减小输电线的电阻呢?
5、如何减小输电线中的电流呢?
阅读并回答教材45页“思考与讨论”中的问题。
6、以上两个途径中,哪一个对于降低输电线路的损耗更有效?
举例说明。
7、大型发电机发出的电压不符合远距离输电的要求,怎么办?
而到达目的地的电压也不符合用户的要求,怎么办?
8、目前,我国常用的远距离输电采用的电压有哪几种?
9、是不是输电电压越高越好?
为什么?
探究二、电网供电
采用电网供电的优点是什么?
训练案
题型一:
电能输送中损耗问题
1.远距离输送交流电都采用高压输电.我国正在研究用比330kV高得多的电压进行输电.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.可减小输电线上的能量损失
D.可加快输电的速度
2.如图所示为远距离高压输电的示意图.关于远距离输电,下列表述正确的是( ).
A.增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失
B.高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗
C.在输送电压一定时,输送的电功率越大,输电过程中的电能损失越小
D.高压输电必须综合考虑各种因素,不一定是电压越高越好
3.发电厂发电机的输出电压为U1,发电厂至学校的输电线电阻为R线,通过导线的电流为I,学校输入电压为U2,下列计算输电线损耗的式子中,正确的是( ).
A.
B.
C.I2R线D.I(U1-U2)
4.某发电站采用高压输电向外输送电能.若输送的总功率为P0,输电电压为U,输电导线的总电阻为R线.则下列说法正确的是( ).
A.输电线上的电流I=
B.
输电线上的电流I=
C.输电线上损失的功率P=
2·R线D.输电线上损失的功率P=
5.一个小水电站,输出的电功率为20kW,输电线总电阻为0.5Ω,如果先用400V电压输送,后又改用2000V电压输送,则输送电压提高后,输电导线上损失的电功率的变化情况是( ).
A.减少50WB.减少1200W
C.减少7.68×106WD.增大7.68×106W
题型二:
远距离输电
6.如图所示为远距离输电线路的示意图:
若发电机的输出电压不变,则下列叙述中正确的是( ).
A.升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关
B.输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定
C.当用户用电器的总电阻减小时,输电线上损失的功率增大
D.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
7.某小型水电站的电能输送示意图如图所示,发电机的输出电压为200V,输电线总电阻为r,升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2,降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器).要使额定电压为220V的用电器正常工作,则( ).
A.
>
B.
<
C.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
D.升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率
8.
某发电厂原来用电压为U1的交流电输电,后改用变压比为1∶50的升压器将电压升高为U2后输电,输送的电功率保持不变.若输电线路的电阻为R线,则下列说法中正确的是( ).
A.由公式I=
可知,提高电压后输电线上的电流降为原来的
B.由公式I=
可知,提高电压后输电线上的电流增为原来的50倍
C.由公式
P=
I2R线可知,提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的
D.由公式P=
可知,提高电压后输电线上的功率损耗增大为原来的2500倍
3.2变压器为什么能改变电压
【学习目标】
1.了解变压器的构造及工作原理。
2.掌握理想变压器的电压、电流与匝数间关系。
3.掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题。
【重点、难点】
1、变压器工作原理及工作规律。
2、理解副线圈两端的电压为交变电压。
3、推导变压器原副线圈电流与匝数关系。
4、掌握公式中各物理量所表示对象的含义。
预习案
1.变压器
(1)构造:
由和绕在铁芯上的两个线圈组成。
①原线圈:
与连接的线圈。
②副线圈:
与连接的线圈。
(2)变压器的工作原理:
变压器工作的基础是互感现象,电流通过原线圈时在铁芯中激发的磁场不仅穿过原线圈,也同时穿过副线圈,由于电流的大小、方向在不断变化,铁芯中的磁场也在不断变化,变化的磁场在副线圈中产生
(3)作用:
改变交变电流的电压,不改变交变电流的和。
2.电压与匝数的关系
(1)理想变压器:
没有的变压器。
(2)电压与匝数的关系:
理想变压器原、副线圈的电压之比,等于两个线圈的之比,即:
(3)两类变压器:
副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫变压器;副线圈的电压比原线圈电压高的变压器叫变压器。
探究案
探究一、变压器原理
1、思考与讨论,变压器的构造以及原理
探究二、变压器线圈两端的电压与匝数的关系
实验目的:
探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系
实验器材:
可拆变压器,学生电源,多用电表,导线若干
实验步骤:
(1)按图示电路连接电路
(2)原线圈接低压交流电源6V,保持原线圈匝数n1不变,分别取副线圈匝数n2=
n1,n1,2n1,用多用电表交流电压档分别测出副线圈两端的电压,记入表格。
(3)原线圈接低压交流电源6V,保持副线圈匝数n2不变,分别取原线圈匝数n1=
n2,n2,2n2,用多用电表交流电压档分别测出副线圈两端的电压,记入表格。
U1=6V
实验次数
1
2
3
4
5
6
原线圈匝数n1
n1
n1
n1
n2
n2
n2
副线圈匝数n2
n1
n1
2n1
n2
n2
2n2
副线圈输出电压U2
结论
(4)总结实验现象,得出结论。
注意事项:
(1)连接好电路后,同组同学分别独立检查,然后由老师确认,电路连接无误才能接通电源。
(2)注意人身安全。
只能用低压交流电源,电源电压不能超过12V
(3)使用多用电表交流电压档测电压时,先用最大量程测试,然后再用适当的挡位进行测量。
探究三、理想变压器原线圈的输入功率与副线圈的输出功率关系
训练案
题型一:
变压器
的工作原理
1.关于理想变压器的工作原理,以下说法正确的是( ).
A.通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变
B.穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等
C.穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势
D.原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈
2.理想变压器在正常工作时,原、副线圈中一定相同的物理量是( ).
A.每匝线圈中磁通量的变化率
B.交变电流的频率
C.原线圈的输入功率和副线圈的输出功率
D.原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势
3.对理想变压器作出的判断正确的是( )
A.高压线圈匝数多、电流大、导线粗
B.低压线圈匝数少、电流小、导线细
C.高压线圈匝数多、电流大、导线细
D.低压线圈匝数少、电流大、导线粗
题型二:
变压器的基本规律
4.一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,原线圈输入电压的变化规律如图甲所示,副线圈所接电路如图乙所示,P为滑动变阻器的触头.下列说法正确的是( ).
A.副线圈输出电压的频率为50Hz
B.副线圈输出电压的有效值为31V
C.P向右移动时,原、副线圈的电流比减小
D.P向右移动时,变压器的输入功率增加
5.一台理想变压器从10kV的线路中降压并提供200A的负载电流.已知两个线圈的匝数比为40∶1,则变压器原线圈的电流、输出电压及输出功率是( ).
A.5A,250V,50kW
B.5A,10kV,50kW
C.200
A,250V,50kW
D.200A,10kV,2×103kW
6.理想变压器正常工作时,原、副线圈中的电流为I1、I2,电压为U1、U2,功率为P1、P2,关于它们之间的关系,下列说法中正确的是( ).
A.I1由I2决定B.U2与负载有关
C.P1由P2决定D.以上说法都不正确
题型三:
变压器的应用
7.在绕制变压器时,某人将2个线圈误绕在如图所示的变压器铁芯的左右两个臂上,当通以交流电时,每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈,而另一半则通过中间的臂,已知线圈1和2的匝数比为2∶1,在不接负载的情况下( ).
A.当线圈1输入电压为220V时,线圈2输出电压为110V
B.当线圈1输入电压为220V时,线圈2输出电压为55V
C.当线圈2输入电压为110V时,线圈1输出电压为220V
D.当线圈2输入电压为110V时,线圈1输出电压为110V
9.理想变压器原、副线圈匝数比
=
原线圈接在有效值为200V的正弦交流电源上,当原线圈电流方向如图所示,大小逐渐减小到零的时刻,副线圈a、b两端( ).
A.a、b间电势差为100
V,a端电势较高
B.a、b间电势差为100
V,b端电势较高
C.a、b间电势差为
V,b端电势较高
D.a、b间电势差为零
3.3电能的开发与利用
【学习目标】
1.了解能源与人类生存和社会发展的关系.
2.知道什么是能源及其分类.
3.知道可持续发展的重大意义.
【重点、难点】
1.了解我国及世界各国电能的开发利用的现状及前景
2.了解我国及世界各国电能的开发利用的现状及前景
预习案
1.电能——能源家族的天子骄子
能源的利用能力和能源工业的水平,反映了一个国家的综合实力.近几年来,有关能源的话题在人们的生活中不断出现:
石油价格的飞涨,世界各国对石油输出国的依赖,OPEC在国际舞台上举足轻重的地位,各个国家投巨资研究开发新能源,世界范围内的大气、水土等环境污染……所有这些,无不提醒人们要重视能源问题.
(1)电能与其它形式的能量容易______
(2)电能可以___
_____产生,便于______和________,易于___
___和______。
(3)电能的转化效率高,热机和电动机分别是把________和_______转化为__________的动力机械,热机的效率比较低,电动机的效率比较高,电能是人类迄今为止应用最广泛、最方便的二次能源。
2.我国和世界各国电能开发利用的现状
(1)世界现状:
世界各国的发电形式有_________、_________、_________、_________和_________,
其中以_________和_________为主。
(2)我国现状:
我国主要以_________发电为主,目前火力发电量约占全国总发电量的_________。
火力发电不利的因素是:
_________,消耗的是——能源,不可再生。
水力发电量占总发电量的_________。
水利发电几乎没有污染,且可再生,我国的水利资源丰富,可大力发展。
3.电能的开发与利用的前景
新能源有:
_______、_______、_______、_______、_______、_______等等。
比较而言,太阳能是最为理想的能源,卫生干净无公害。
核能备受争议,成本高和核污染是核电站的致命弱点。
探究案
探究一、常规能源的发展趋势
探究二、新能源的开发势在必得(举例说明那些新能源可开发利用)
探究三、正在使用的或正在研究中的产生电能的方式有哪些?
这些发电方式中能量是如何转化的?
(从网上和图书馆收集资料)
提高案
1.关于能源,以下说法中不正确的是()
A.煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能
B.柴草燃烧时释放的能量是生物能
C.核能和地热能来自地球自身
D.潮汐能来源于月球引力做功
2.太阳能是清洁的新能源,为了环保,我们要减少使用像煤炭这样的常规能源而大力开发新能源。
划分下列能源的类别,把编号填入相应的表格。
(1)石油
(2)地热能(3)核能(4)天然气(5)风能(6)潮汐能
类别
编号
新能源
常规能源
3.电能的主要优点是:
_________,_________,_____________.
4.目前世界各国发电
的形式有:
_________,_____________,_____________,_____________.
5.下列叙述正确的是()
A.电能是二次能源B.水力是二次能源
C.天然气是一次能源D.焦炉气是一次能源
6.某地的平均风速为5m/s,已知空气密度是1.2kg/m3,有一风车,它的车叶转动时可形成半径为12m的圆面,如果这个风车能将此圆内10%的气流的动能转变为电能,则该风车带动的发电机功率是多大?
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