8.3-電能的獲得與輸送(課件)-九年級物理下冊(滬教版上海)

中物理第八章電能與磁滬教版物理（初中）第三節(jié)電能的獲得與輸送第二學(xué)期

今天我們的生活幾乎離不開電，電給我們帶來了光和熱，帶來了聲音和圖像，帶來了幾乎一切所需的舒適和方便，可以說電已成為現(xiàn)代人的生活必需品。1然而你可曾想過電能是怎樣獲得的嗎？思考課堂導(dǎo)入第三節(jié)電能的獲得與輸送今天我們一起學(xué)習(xí)：電能的獲得與輸送①世界上第一個發(fā)電器——伏打電堆一、電能的獲得伏打給拿破侖展示“伏打電堆”意大利物理學(xué)家——亞歷山德羅·朱塞佩·安東尼奧·安納塔西歐·伏打（即伏特）。1課堂活動伏打電堆是1800年3月20日意大利教授伏打發(fā)明的，是世界上第一個發(fā)電器，也就是電池組。1.電池伏打電堆開創(chuàng)了電學(xué)發(fā)展的新時代。伏打電堆是由多層銀和鋅疊合而成，其間隔有浸漬水的物質(zhì)，亦稱伏打電池。這是最早的化學(xué)電源，為電學(xué)研究提供了穩(wěn)定的容量較大的電源，成為電磁學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)。

電壓單位伏特即是以其名命名的。伏打電堆的主要構(gòu)造

現(xiàn)在我們用的紐扣電池、蓄電池、各種化學(xué)電池都是伏打電池的“后裔”。干電池中用氯化銨的糊狀物代替了鹽水，用石墨棒代替了銅板作為電池的正極，而外殼仍然用鋅皮作為電池的負(fù)極。②電池——伏打電池的“后裔”②電池——伏打電池的“后裔”電池工作時化學(xué)能電能

19世紀(jì)初法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律，這一發(fā)現(xiàn)找到了將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的途徑。這項發(fā)明和發(fā)現(xiàn)使人類大規(guī)模獲取電能成為可能。邁克爾·法拉第（1791～1867），世界著名的自學(xué)成才的科學(xué)家，英國物理學(xué)家、化學(xué)家、發(fā)明家，是發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的發(fā)明者。①邁克爾·法拉第的貢獻(xiàn)2.發(fā)電機(jī)②發(fā)電機(jī)原理——電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場里做切割磁感線運(yùn)動時，導(dǎo)體中就會產(chǎn)生電流，產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流。電磁感應(yīng)現(xiàn)象

產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：

閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線的運(yùn)動。動畫演示《產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件》視頻欣賞《電磁感應(yīng)現(xiàn)象》③發(fā)電機(jī)構(gòu)造線圈abcd銅環(huán)磁鐵電刷線圈abcd、銅環(huán)（2個）、電刷（2個）、磁鐵等。④發(fā)電機(jī)原理示意圖線圈abcd轉(zhuǎn)動時，切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流。銅環(huán)：兩個半銅環(huán)隨線圈一起轉(zhuǎn)動，與外部電路組成一閉合回路磁鐵：用來產(chǎn)生磁場電刷：感應(yīng)電流通過電刷流出動畫演示《發(fā)電機(jī)原理》發(fā)電機(jī)工作時，外部的機(jī)械力帶動導(dǎo)體線圈在磁場中轉(zhuǎn)動，并不斷切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流。機(jī)械能電能視頻欣賞《發(fā)電機(jī)原理》用核燃料代替石化燃料，利用核能進(jìn)行發(fā)電的電站稱為核電站。核電站用的燃料是鈾。用鈾制成的核燃料在“反應(yīng)堆”內(nèi)發(fā)生裂變而產(chǎn)生大量內(nèi)能，再用處于高壓下的水把內(nèi)能帶出，在蒸汽發(fā)生器內(nèi)產(chǎn)生蒸汽，蒸汽推動汽輪機(jī)帶著發(fā)電機(jī)一起旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生電能。核能水和水蒸氣的內(nèi)能發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械能電能3.核電站秦山核電站是由我國自己設(shè)計、建造、調(diào)試和運(yùn)營的中國第一座核電站。核電站工作示意圖水的機(jī)械能水輪機(jī)的機(jī)械能發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械能電能水力發(fā)電是利用水從高處流下推動水輪機(jī)轉(zhuǎn)動，推動發(fā)電機(jī)工作。4.水電站目前人們還在研究更多的利用各種資源發(fā)電的方法，如風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電等等。①風(fēng)力發(fā)電5.現(xiàn)代新能源發(fā)電②太陽能發(fā)電③地?zé)岚l(fā)電蓋瑟斯地?zé)崽锸悄壳笆澜缱畲蟮牡責(zé)崽?，位于美國加州舊金山北面約120公里處，儲集層蒸汽溫度最高達(dá)280℃。1988年，該地?zé)崽镫姀S的總裝機(jī)容量達(dá)到2043兆瓦，真正稱得上世界第一。②不可再生能源燃煤發(fā)電、燃油發(fā)電、核能發(fā)電。①可再生能源風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電。取之不盡用之不竭。6.可再生能源、不可再生能源

電不能從自然界直接開采和獲取，它必須從其它能源轉(zhuǎn)化而來，所以稱為二次能源。轉(zhuǎn)化7.電能是二次能源人類大量使用電能主要?dú)w功于物理學(xué)上兩項劃時代的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造:一是18世紀(jì)中期到19世紀(jì)發(fā)明的熱機(jī)；二是19世紀(jì)英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)規(guī)律。電能最終要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、光能、化學(xué)能、內(nèi)能、聲波或電磁波的能量，才能為我們利用。二、電能的輸送1.電能的一個優(yōu)點(diǎn)是便于轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化內(nèi)能機(jī)械能化學(xué)能光能電能┈┈┈┈通過用電器轉(zhuǎn)化內(nèi)能光能電能轉(zhuǎn)化光能聲能電能

電能的轉(zhuǎn)化實(shí)例轉(zhuǎn)化機(jī)械能電能轉(zhuǎn)化內(nèi)能電能發(fā)電站發(fā)出的電能是怎樣輸送到遠(yuǎn)方的呢？

電能是通過架設(shè)很高的、很粗的高壓電線輸送的。輸送電壓可達(dá)數(shù)百千伏。2.電能的另一個優(yōu)點(diǎn)是便于輸送和分配。發(fā)電站升壓變壓器高壓輸電線路①電能的輸送：遠(yuǎn)距離輸電示意圖一次降壓變壓器二次降壓變壓器普通用戶

家庭用電的電壓是220V，然而高壓輸電線上的電壓通常都有幾十萬伏、幾百萬伏。

導(dǎo)體是有一定電阻的，由于輸電線長，電阻大，當(dāng)電流通過輸電線時，產(chǎn)生熱量Q，損失一部分電能。②為什么要用高壓來輸電呢？③如何減少電能損失?輸電線的發(fā)熱功率損耗P損等于通過輸電線的電流I與輸電線上的電壓U線的乘積，P損=U線I。根據(jù)歐姆定律，輸電線上的電壓U線等于輸電線上的電流I與輸電線電阻R的乘積，U線=IR，所以P損=I2R，由于輸電線電阻R是一定的，所以只能減小電流。提高輸電電壓，是減少電能在輸送線路上損失的有效的辦法，所以遠(yuǎn)距離輸電用高壓。

P損=U線IU線=IRP損=I2R因?yàn)榘l(fā)電站輸出的電功率是一定的，根據(jù)P=UI，要減小輸出電流，必須升高輸出電壓。是不是輸電電壓越高越好?電壓越高，對輸電線路和變壓器的要求越高，建設(shè)費(fèi)用越高。所以輸電電壓也不會無限高。我國常用的遠(yuǎn)距離輸電采用的電壓有110kV、220kV、330kV，輸電干線采用500kV的超高壓，西北電網(wǎng)達(dá)到750kV。三、家庭電路

1.組成：由進(jìn)戶線、電能表、總開關(guān)、保險裝置、用電器、導(dǎo)線等組成。2．保險裝置——總斷路器、支路斷路器

現(xiàn)在新建居民樓電路中的保險裝置一般采用空氣開關(guān)，空氣開關(guān)安裝在電能表后，當(dāng)電路中的電流過大時，空氣開關(guān)自動斷開，切斷電路，俗稱跳閘。課堂練習(xí)1.電能的優(yōu)點(diǎn)是①_____________________，②_______________________。

2.遠(yuǎn)距離輸電需要___________(選填“高壓輸電”或“低壓輸電”),目的是減少輸電線上的____________。

便于輸送和分配是便于轉(zhuǎn)化

電能損耗高壓輸電

3.一節(jié)新干電池的電壓為

伏，家庭電路中測量所用電能的儀表是

表；遠(yuǎn)方發(fā)電站通過

輸電線路將電能輸送至用電區(qū)（選填“高壓”或“低壓”）。1.5電能高壓

4.遠(yuǎn)距離輸送交變電流都采用高壓輸電。我國西北電網(wǎng)正在建設(shè)750kV線路。采用高壓輸電的優(yōu)點(diǎn)是（

）

A．可節(jié)省輸電線的銅材料

B．可根據(jù)需要調(diào)節(jié)交流電的頻率

C．可減少輸電線上的能量損耗

D．可加快輸電的速