沪科版高中物理选修32第三章导学案.docx
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沪科版高中物理选修32第三章导学案
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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