參觀黃龍水力發(fā)電廠一、活動內(nèi)容參觀黃龍水力發(fā)電廠，了解發(fā)電的基本過程和我縣開發(fā)利用水資源的情況。二、活動目的（一）了解水力發(fā)電的基本過程，并懂得水力發(fā)電的基本原理。（二）了解遠距離輸電方式。啟發(fā)學(xué)生如何進行能源的開發(fā)和利用。（三）將學(xué)生從課本所學(xué)知識與實際結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)物理的興趣，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，提高學(xué)生運用知識解決實際問題的能力。三、活動準(zhǔn)備（一）圍繞電磁感應(yīng)、交流發(fā)電機、能的轉(zhuǎn)化等方面的知識結(jié)合教材進行復(fù)習(xí)。（二）事先與發(fā)電廠聯(lián)系參觀事宜。進行安全、紀(jì)律教育。四、活動過程（一）問題討論1.我們?nèi)绾文塬@得電能，目前我國獲得電能的主要方式有哪些?學(xué)生討論回答：獲得電能的方式有水力發(fā)電、火力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、核發(fā)電、太陽能發(fā)電、地?zé)崮芗俺毕馨l(fā)電等。我國獲得電源的主要方式是火力發(fā)電、水力發(fā)電，此外還有核發(fā)電。例如，在煤資源比較豐富的地方建有火力發(fā)電站。在長江已建成的葛洲壩水利樞紐工程，正在興建的三峽工程，它們都是靠水力發(fā)電的。大亞灣和秦山發(fā)電站都是靠核發(fā)電的。我縣是一個山區(qū)小縣，水利資源比較豐富，獲得電能主要是靠水力發(fā)電。以前以小水電而出名，目前有黃龍水系、百丈潭水系、云溪水系、左港水系，并且一個水系有幾個大水庫，有幾級發(fā)電站，且它們都位于高山地區(qū)。2.為什么發(fā)電站要建在高山地區(qū)，且一個水系有幾級電站?學(xué)生討論回答：因為那里水資源比較豐富，可以在高處修建水庫，儲存水的能量。當(dāng)水從高處往下流時，它的勢能轉(zhuǎn)化為動能，通過水輪機做功，將動能又轉(zhuǎn)化為電能。建幾級電站，是將水資源充分的利用。（二）參觀黃龍發(fā)電廠1.參觀馬井大壩和水庫及馬井電站，了解水庫的儲水量及大壩的落差，發(fā)電時水的流量。大壩上面僅有兩米多，下面有二十多米，為何上窄下寬，發(fā)電功率與流量落差有何關(guān)系?學(xué)生回答：由液體的壓強p＝ρgh可知，水越深壓強越大，底部壓力越大，因此大壩的下面寬上面窄；水的流量越大，落差越大，發(fā)電功率也越大。2.由發(fā)電廠技術(shù)人員介紹發(fā)電情況及一年發(fā)電量：黃龍水系有倒肘灣和馬井兩個水庫，共有四級電站(其中一級站已規(guī)劃但未建)一年發(fā)電量達2×1010kW·h。在汛期發(fā)電量大，枯水期發(fā)電量少，所發(fā)的電送到電網(wǎng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。在汛期網(wǎng)上需電量不大時，有相當(dāng)一部分水資源被浪費，沒有用來發(fā)電。發(fā)電廠的發(fā)電情況見下表：發(fā)電站名稱裝機容量臺×kW落差m流量m3／s年發(fā)電量104kW·h二級站1×10001051．06440三級站2×800891．18629四級站1×10001×800621．45610五級站2×800252．243303、參觀三級站，了解發(fā)電的基本過程（1）由技術(shù)人員講解水輪機的結(jié)構(gòu)、發(fā)電機的結(jié)構(gòu)及類型。為什么發(fā)電機要用旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機，而不采用旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機呢?因為旋轉(zhuǎn)電樞式的發(fā)電機轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的電流，經(jīng)過裸露的滑環(huán)電刷流到外電路，電壓過高，容易發(fā)生火花放電，可能燒毀電機，同時電樞所占空間受限制，匝數(shù)不多，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不大，用旋轉(zhuǎn)磁極式的發(fā)電機可以產(chǎn)生幾千到幾萬伏的電動勢，發(fā)電功率可達到幾十萬千瓦。（2）由技術(shù)人員講解發(fā)電的基本過程。水力發(fā)電的基本原理是水從高處往低處流，將勢能轉(zhuǎn)化為動能，從而推動水輪機帶著轉(zhuǎn)子線圈旋轉(zhuǎn)及勵磁發(fā)電機發(fā)電，勵磁發(fā)電機產(chǎn)生的直流電通過電刷滑環(huán)通入轉(zhuǎn)子線圈，轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生比較大的磁場，當(dāng)轉(zhuǎn)子線圈旋轉(zhuǎn)時，導(dǎo)致定子線圈中的磁通量發(fā)生變化，從而在定子線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。①為什么不用永磁體作轉(zhuǎn)子，而用電磁鐵作轉(zhuǎn)子。學(xué)生回答：因為電磁鐵作轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場較強，定子線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢較大。②定子線圈有幾相，它的連接方式如何，它產(chǎn)生的是幾相交流電且頻率多大，每相的電動勢多大?學(xué)生回答：定子線圈有黃綠紅三相線圈，它是采用Y連接，它產(chǎn)生的是三相交流電，頻率為50Hz，每相電動勢為6300V。（3）實地考察，發(fā)電機所產(chǎn)生的電能是如何輸送出去的。先由技術(shù)人員講解，然后讓學(xué)生將書本上所學(xué)的知識與實際對比，同時了解變壓器的輸電過程，升壓變壓器的連接方式。發(fā)電后，采用什么變壓器進行遠距離輸電，原副線圈的連接方式是怎樣的?輸電電壓為多少?為什么要用高壓輸電?學(xué)生回答：采用的是三相變壓器。它的原副線圈的連接方式都是用Y連接。輸電電壓為35000V。用此高壓進行遠距離輸電原因是輸電線上的電流較小，線路損耗功率較小。（4）電能送到用戶降壓后，用三相四線制的線路進行輸電，它有什么好處?此時，降壓變壓器的原副線圈分別采用什么方式連接?學(xué)生在老師的啟發(fā)下回答：采用三相四線制的線路輸電，可以提供兩種電壓，一是380V，二是220V。用戶的電動機內(nèi)的相電壓的額定值一般是380V，此時電動機內(nèi)的線圈用△連接，可獲得380V的相電壓。用戶照明的額定電壓是220V，在火線與零線間直接獲得220V的電壓。降壓變壓器的原線圈是Y接法，副線圈是Y接法。（5）當(dāng)三相異步電動機每相加380V的電壓時，它正常工作，它工作的基本原理是什么?學(xué)生回答：當(dāng)三相異步電動機的定子線圈中接380V的三相交流電時，它會產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，使轉(zhuǎn)子線圈切割磁力線，從而在轉(zhuǎn)子中有感應(yīng)電流，磁場又對轉(zhuǎn)子線圈有力矩的作用，從而使轉(zhuǎn)子線圈旋轉(zhuǎn)，電動機正常工作。教師引導(dǎo)學(xué)生比較左手定則和右手定則，讓學(xué)生清楚左手定則又叫電動機定則，判斷力的方向。右手定則又叫發(fā)電機定則，是判斷感應(yīng)電流方向的。（三）作業(yè)：每人寫一篇小論文或調(diào)查報告五、活動小結(jié)這次活動，采用課內(nèi)知識與課外知識相結(jié)合的形式。尤其是將高二所學(xué)的能的轉(zhuǎn)化和守恒、能源的開發(fā)和利用、磁場、電磁感應(yīng)、交流電等知識與生產(chǎn)實際相結(jié)合，激發(fā)了學(xué)生的求知欲，充分調(diào)動了學(xué)生的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)物理的興趣。同時在這次活動中學(xué)生針對水資源未充分利用及枯水期發(fā)電量少的問題，向廠方提了兩項建議，并得到采納。一是在發(fā)電廠附近興建工廠，如煉硅廠、煉礬廠、煉鐵廠，充分利