高中物理選修3-2：《2.6電能的輸送》教學(xué)設(shè)計

1、2.6 電能的輸送 教學(xué)設(shè)計一、教材分析本節(jié)課是前面幾節(jié)知識的實(shí)際應(yīng)用， 通過本節(jié)的學(xué)習(xí)加強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。本節(jié)的知識目標(biāo)是知道降低輸電損耗的兩個途徑，理解掌握高壓輸電模型。本節(jié)能力目標(biāo)是通過思考、討論、閱讀，培養(yǎng)學(xué)生閱讀、分析、綜合和應(yīng)用能力。本節(jié)情感目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生遇到問題要認(rèn)真、全面分析的科學(xué)態(tài)度， 激發(fā)學(xué)生投身祖國建設(shè)的熱情。本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)是找出影響遠(yuǎn)距離輸電損失的因素， 使學(xué)生理解高壓輸電可減少功率與電壓損失。難點(diǎn)是理解高壓輸電原理，區(qū)別導(dǎo)線上的輸電電壓U和損失電壓AUlo二、教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能1知道“便于遠(yuǎn)距離輸送”是電能的優(yōu)點(diǎn)，知道輸電過程。2知道降低輸電

2、損耗的兩個途徑。3了解電網(wǎng)供電的優(yōu)點(diǎn)和意義。（二）過程與方法通過思考、討論、閱讀，培養(yǎng)學(xué)生閱讀、分析、綜合和應(yīng)用能力（三）情感、態(tài)度與價值觀1培養(yǎng)學(xué)生遇到問題要認(rèn)真、全面分析的科學(xué)態(tài)度。2介紹我國遠(yuǎn)距離輸電概況，激發(fā)學(xué)生投身祖國建設(shè)的熱情。三、教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)： 找出影響遠(yuǎn)距離輸電損失的因素， 使學(xué)生理解高壓輸電可減少功率與電壓損失。教學(xué)難點(diǎn)：理解高壓輸電原理，區(qū)別導(dǎo)線上的輸電電壓U和損失電壓A U。四、 教學(xué)方法： 自學(xué)討論法、閱讀法、講解法。五、教學(xué)流程六、教學(xué)過程：（一）引入新課師：人們常把各種形式的能 （如水流能、燃料化學(xué)能、核能）先轉(zhuǎn)化為電能再進(jìn)行傳輸， 這是因為電能可以通過電網(wǎng)來

3、傳輸，那么電能在由電廠傳輸給用戶過程中要考慮什么問題？這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)遠(yuǎn)距離輸電的知識，請同學(xué)們認(rèn)真仔細(xì)地閱讀教材，回答老師提出的下列問題（屏幕上打出）。生：閱讀并展開激烈的討論。（二）進(jìn)行新課1 .降低輸電損耗的兩個途徑師：輸送電能的基本要求是什么？生：輸送電能的基本要求是： 可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟(jì)。可靠，是指保證供電線路可靠地工作， 少有故障和停電。保質(zhì)， 就是保證電能的質(zhì)量，即電壓和頻率穩(wěn)定。經(jīng)濟(jì)是指輸電線路建造 和運(yùn)行的費(fèi)用低，電能損耗小。師：遠(yuǎn)距離大功率輸電面臨的困難是什么？生：在輸電線上有功率損失。師：輸電線上功率損失的原因是什么？功率損失的表達(dá)式是什么？降低輸電損耗的兩個 途徑是什么

4、？生1:由于輸電線有電阻，當(dāng)有電流流過輸電線時，有一部分電能轉(zhuǎn)化為電熱而損失掉 了。這是輸電線上功率損失的主要原因。生2：設(shè)輸電電流為I,輸電線的電阻為r,則功率損失為A P=I2r.生3:根據(jù)功率損失的表達(dá)式A P=I2r可知，要減少輸電線上的功率損失，有兩種方法： 其一是減小輸電線的電阻；其二是減小輸電電流。師：如何減小輸電線的電阻呢?生：根據(jù)電阻定律可知 r=p -L,要減小輸電線的電阻 r,可采用下述方法：S減小材料的電阻率 p .銀的電阻率最小，但價格昂貴，目前選用電阻率較小的銅或鋁 作輸電線.減小輸電線的長度l不可行，因為要彳證輸電距離 .增加導(dǎo)線的橫截面積，可適當(dāng)增大橫截面積。太

5、粗不可能，既不經(jīng)濟(jì)又架設(shè)困難。師：如何減小輸電線中的電流呢？閱讀并回答教材49頁“思考與討論”中的問題。生：在輸電功率一定的條件下，根據(jù)P=UI可知，要減小輸電線中的電流I,必須提高輸電電壓U ,這就是采用高壓輸電的道理。師：以上兩個途徑中，哪一個對于降低輸電線路的損耗更有效？舉例說明。生：采用高壓輸電。 在輸電電流一定的情況下，線路電阻減為原來的一半，線路中損耗,一,一，一1-、，的功率減為原來的 -O在線路電阻一定的情況下，電壓提高一倍，線路中的電流減為一半，2一，一一 1而損耗的功率減為原來的 -O4師：大型發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓不符合遠(yuǎn)距離輸電的要求，怎么辦？而到達(dá)目的地的電壓也不符合用戶的

6、要求，怎么辦？生：在發(fā)電機(jī)處用升壓變壓器升高電壓，在用戶處用降壓變壓器降低電壓師：投影片展示我國遠(yuǎn)距離高壓輸電情況及遠(yuǎn)距離高壓輸電的原理。如下圖所示。設(shè)發(fā)電機(jī)的輸出功率為 P,則功率損失為A P=I22R用戶得到的功率為 P用=P-P.輸電線路上的電壓損失為：AU=LR,則U3=U2-AU.師：目前，我國常用的遠(yuǎn)距離輸電采用的電壓有哪幾種？生：有110 kV、220 kV、330 kV ,輸電干線采用 500 kV的超高壓，西北電網(wǎng)正在建設(shè) 750kV的線路。師：是不是輸電電壓越高越好？為什么?生：不是。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。實(shí)際輸送電能 時，要綜合考慮，如輸送

7、功率的大小、距離的遠(yuǎn)近、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要求等，要依照不同情況選 擇合適的輸電電壓。2 .電網(wǎng)供電師：采用電網(wǎng)供電的優(yōu)點(diǎn)是什么？生：可以在能源產(chǎn)地使用大容量發(fā)電機(jī)組，降低一次能源的輸送成本，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。同時，電網(wǎng)可以減少斷電的風(fēng)險，調(diào)劑不同地區(qū)電力供需平衡，保障供電質(zhì)量。3 .例題精講（投影例題）例 某交流發(fā)電機(jī)輸出功率為 5X10.5 W,輸出電壓為U=1.0X 10.3 V,假如輸電線的 總電阻R=10 Q,在輸電線上損失的電功率等于輸電功率的5%,用戶使用電壓 U=380 V.（1）畫出輸電線路的示意圖（下圖）。（標(biāo)明各部分的符號）（2）所用升壓和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是多少？

8、（使用的變壓器是理想變 壓器）解析：引導(dǎo)學(xué)生畫出電路。引導(dǎo)學(xué)生寫出各部分關(guān)系式I2 : Ii=ni : n2I3 : I2=ni' : n2U : Ui=ni ： n2U2 : U 用=十'：n2'Ui=U 損+U2P=P 損+P 用戶P 損=I22 . R解：Ii= ' =500 AUP 損=5% P=5% X 5 X 105 W=2.5 X 104 WP 損=I22R層：=50 A,P用戶P P損 4.75 105I3=U用戶U用戶380所以n1 空 包 1n2 I150010ni I34.7510525n2 I2380501（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評通過本節(jié)學(xué)習(xí)

9、，主要學(xué)習(xí)以下問題：1 .降低輸電損耗的兩個途徑：減小線路電阻和減小輸電電流。減小輸電電流是最有效 的途徑。2遠(yuǎn)距離輸電線路上，P損=I2r=,，其中（I=P邑）。采用高壓輸電可以達(dá)到減小輸電rU電流的目的。2 .電網(wǎng)供電的優(yōu)點(diǎn)課堂操作流程：1、新課引入（3分鐘）2、降低輸電損耗的兩個途徑（12分鐘）3、典型例題分析（12分鐘）得出理想變壓器原、副線圈兩端的電壓跟它們的匝數(shù)成正比的關(guān)系4、學(xué)生總結(jié)（5分鐘）5、完成課堂達(dá)標(biāo)（5分鐘）瀘州老窖天府中學(xué)物理學(xué)習(xí)指導(dǎo)書姓名班級 內(nèi)容：2.6 變壓器學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解輸電導(dǎo)線電能損失的主要原因，知道減少輸電損失的兩個途徑2、理解采用高壓輸電的原因，認(rèn)識高

10、壓輸電的局限性3、了解電網(wǎng)供電的優(yōu)點(diǎn)和意義4、會求解輸電線上的電壓損失，功率損失等問題自主學(xué)習(xí) 填一填：1、輸送線路中能量損耗的主要原因是 ,計算能 量損耗的功率式為;2、降低輸送線路中的能量損耗的最佳方法是 ：3、在輸送距離和輸送功率不變的情況下，輸送電壓提高10倍，線路中損耗降低 倍。探究互動4、下圖為遠(yuǎn)距離輸電的示意圖， 輸電過程包括哪幾個部分？完成各物理量之間關(guān)系的填空。(1)對于理想變壓器外巧，X ； 4%，久(2)對于理想變壓器 %二口& ;舄二;月二 顯二月.月 月(3)輸電線上損失的電壓 4 I線FRI輸電線上損失的功率(4)由電路關(guān)系可得：I2 I 線 I3； U2-= U3； P2 -= P3 o(5)注意區(qū)別：輸電電壓U2與輸電線上損失的電壓 U線，二者關(guān)系為 。輸電功率P2與輸電線上損失的功率 A ,二者關(guān)系為 。c 例題分析一、輸電線路上的功率損失【例1】在遠(yuǎn)距離輸電時，輸送的電功率為P,輸電電壓為U,所用導(dǎo)線電 阻率為P,橫截面積為S,總長度為L,輸電線上損失的電功率為 P',用戶得 到的電功率為P用，則P'、P用的關(guān)系式正確的是()B.P，:跳LD. P 用=P(1-C. P用 = P U2S22 t二、遠(yuǎn)距離