2020-2021学年高中物理-第五章-交变电流-5-电能的输送(1)教案-新人教版选修3-2.doc

2020-2021学年高中物理 第五章 交变电流 5 电能的输送（1）教案 新人教版选修3-22020-2021学年高中物理 第五章 交变电流 5 电能的输送（1）教案 新人教版选修3-2年级：姓名：- 8 -电能的输送教材分析本节内容是人教版普通高中课程标准实验教科书物理 选修3-2第五章交变电流的第5节，是学生综合运用前面所学知识解决实际问题的一个典型例子。课程设计力求将理论分析与实验验证相结合，使学生理解高压输电原理，培养和提高学生运用物理知识综合分析、解决实际问题的能力，动手能力和合作探究的能力。教材写得比较详细、通俗，可让学生阅读课本，然后提出一些问题引导学生思考、讨论。在内容的处理上，应注意以下几个方面：1对于电路上的功率损失，可引导学生自己从已有的直流电路知识出发，进行分析，得出结论。2学生常常容易将导线上的电压损失U损U输U用与输电电压混淆起来，甚至进而得出错误结论。要通过具体的例子，可引导学生进行讨论，澄清认识。这样可达到事半功倍的效果。要注意，切不可单纯由教师讲解，而代替了学生的思考。3讲解电路上的电压损失，是本节教材新增加的。目的是希望学生对输电问题有更全面、更深入和更接近实际的认识，知道影响输电损失的因素不止一个，分析问题应综合考虑，抓住主要方面。但真正的实际问题比较复杂，教学中并不要求深入讨论输电中的这些实际问题，也不要求对输电过程中感抗和容抗的影响进行深入分析。4课本中讲了从减少损失考虑，要求提高输电电压；又讲了并不是输电电压越高越好。希望帮助学生科学地、全面地认识问题，逐步树立正确地分析问题、认识问题的观点和方法。节后设的阅读材料直流输电既可以开阔学生眼界，也可以增加知识。教学目标1、知识与技能（1）知道“便于远距离输送”是电能的优点，知道输电过程，了解远距离输电的原理。（2）知道什么是输电线上的功率损失和如何减少功率损失。（3）理解远距离输电要用高压。理解高压输电过程中电压、电流及功率的关系，能够正确分析相关问题及电网输电过程。2、过程与方法（1）让学生体验理论分析与实验探究远距离高压输电的过程与方法。（2）培养学生阅读、分析、综合和应用能力。（3）通过远距离输电原理分析，具体计算及实验验证的过程，使学生学会分析解决实际问题的两种基本方法：理论分析、计算和实验。3、情感、态度与价值观（1）通过分析降低输电损耗的途径，引导学生全面地、辩证地看问题；培养学生遇到问题要认真、全面分析的科学态度。（2）通过分析讨论及模拟实验激发学生求知欲望，提高学生学习物理的兴趣。（3）介绍我国远距离输电概况，激发学生投身祖国建设的热情。（4）教育学生节约用电，养成勤俭节约的好习惯。（5）通过对未来输电技术的展望，激发学生对科学技术的探究热情。教学重点：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P与U损失。教学难点：理解高压输电原理，区别导线上的输电电压U输和损失电压U损。教学方法：合作交流法。教学用具：多媒体课件、视频材料、学生电源、电阻定律演示仪、小灯座（带小灯泡）、导线、可拆变压器(2台)、投影仪。课时安排：1课时教学过程：一、情景引入师：播放美丽的城市夜景。引导学生思考，现代的城市越来越离不开电能，而电能哪里来呢？展现不同类型的发电厂图片，说明为了合理的利用资源，发电厂要建在靠近能源的地方，电厂到用户，这就要输电。在实际工程中，电能的输送又有哪些优点和基本要求呢？请阅读教材45页13自然段，勾画出对输电要求的关键词。生：阅读并展开激烈的讨论。二、新课教学1电能输送的优点的基本要求师：电能输送的优点是什么？生：电能通过输电线就可以输送到远方相对于煤炭、石油等能源的输送需要大量的交通运载工具来说，“方便和节约”是它突出的优点。师：远距离输送电能的基本要求是什么？生：输送电能的基本要求是：可靠、保质、经济。可靠，是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。保质，就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。经济是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小，电价低。2远距离输电面临的问题师：要想探索电能的输送，我们就从电路图的设计开始，请你要所发的练习单上设计电站把电能直接输送给用户的电路图。（提示：用电站代替电源，用户代替用电器）生：设计电路图，可相互讨论后再设计。师：这位同学请按照你的设计上去安装输电电路，其它同学交流彼此的设计。老师再用展示平台展示其它同学的设计图。3、降低输电损耗的途径师：既然同学们发现远距离输电面临电能损失问题，我们可以采取什么途径降低输电损耗呢？生：减小I，减小R线。师：这正是减小输电损耗的两个途径。那么，如何减小输电线的电阻呢？师：首先，我们来分析减小输电线电阻。根据电阻定律，我们可以从几方面考虑呢？这些方面是否都可行呢？生：根据电阻定律可知R线，要减小输电线的电阻R线，可采用下述方法：减小材料的电阻率。银的电阻率最小，但价格昂贵，目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线。减小输电线的长度L不可行，因为要保证输电距离。增加导线的横截面积，可适当增大横截面积。太粗不可能，既不经济架设又困难。师：下面我们分析如何减小输电电流。思考与讨论：设输电电压为U，输电电流为I，线路总电阻为R线。（1）怎样计算输电线路损失的功率？（2）在输电电流一定的情况下，如何线路的电阻减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一？在线路电阻一定的情况下，如果输电电流减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一？（3）通过第2步的两项计算，你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效？（4）怎样计算用户消耗的功率？（5）在保证用户电功率的前提下，怎样才能减小输电电流？生：通过分析以上问题得出，为了减少功率损失和电压损失，在保证一定输送功率的前提下，可以通过提高输电电压来减小输电电流。但并不是电压越高越好。因为电压越高，对输电线绝缘的要求就越高，费用也越高。实际输电时，要综合考虑各种因素。4、设计高压输电的原理图师：大家分析得很好！找到了生活中为什么用高压输电的原因。我们用什么可获得高压呢？这些途径可行吗？请你在上面的电路图的基础上设计高压输电的原理图，并用模拟电路来验证。生：先升压，经输电线后再降压师：用到什么设备呢？生：升压变压器和降压变压器师：请大家画出高压输电的原理图。（引导学生交流讨论，一起画出高压输电的原理简图）。5真实的远距离高压输电师：常用的输电模式有几种？各是什么？生：低压输电：输电功率为100 kW以下，距离为几百米以内，一般采用220 V的电压输电。高压输电：输电功率为几千千瓦到几万千瓦，距离为几十千米到几百千米，一般采用35 kV或110 kV的电压输电。超高压输电：输电功率为10万千瓦以上，距离为几百千米，必须采用220 kV或更高的电压输电。师：我国远距离输电采用的电压有哪几种？生：有110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。师：实际的远距离输电线路复杂多了，我们可以通过网络视频 了解真实版的远距离输电过程。6了解电网供电及其优点师：电能的输送是一个系统工程，为保证电能输送的可靠、保质、经济，人们设计建造了电网，采用电网供电。课后请同学们去认识一下电网输电的过程，了解电网供电的优点。7了解未来的输电技术通过视频播放超导输电和微波输电技术结束语：通过我们今天的努力，我们发现了电能输送过程中的问题，找到了解决问题的途径使用高压交流输电模式。在实际生活中，我们只有这种模式吗？存在直流输电模式吧？在交流输电过程中，除了电能损失之外，还面临哪些问题？城市的运转需要强大的电力，一旦出现固障该怎么办？这些都是值得我们继续攀登的问题。利用你们的智慧，利用你们所学的知识去为人类点亮更多的光明之路吧！例题分析 2014年2月初低温雨雪冰冻造成我国东部部分地区停电，为消除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰若在正常供电时，高压线上送电电压为U，电流为I，热耗功率为P；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9P，则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)()A输电电流为3IB输电电流为9IC输电电压为3U D输电电压为U/3三、课堂小结通过本节学习，主要学习以下问题：1理解在输电功率一定的情况下，提高输电电压，可以减少输电线上的功率损失和电压损失。2远距离输电线路上，P损I2R，其中I。3远距离输电中，采用高压输电P损和U损都能减少。4电站输出功率由用户消耗功率决定。5学习建构物理模型，节约用电，养成勤俭节约的好习惯。 四、布置作业1阅读教材“科学漫步”和“STS”栏目中的文章。2书面完成P50“问题与练习”第3、4、5题；思考并回答第1、2题。五、板书设计电能的输送1电能的输送的基本要求可靠、保质、经济2降低输电损耗的两个途径（1）减小输电线的电阻R线（2）减小输电线的电流I3电网供电（1）什么是电网（2）电网供电的优点4、高压输电模型六、课后延伸通过本节学习，利用今天所学知识去探索以下问题：1存在直流输电吗？2交流输电还面临哪些问题？3大面积停电引发的思考？七、教学反思1. 在本节课的教学设计上能体现出课改精神，重在过程，重在发现，而不是象以前只重结论。 2. 采用探究式教学法。体现了学生的主体地位。让学生主动参与其中而不是被动接受教师的结论。 3. 最后的实验设计能令学生深刻意识到高压输电的效果。 4. 老师教态自然，语音、语速等有待加强练习。 5. 时间控制上有待改进，有点前松后紧。