电能的输送教学设计Word文档格式.docx

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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。

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：

播放三峡水电站的新闻。

同学们想去探索三峡电站发出的清洁能源是怎样点亮半个中国的吗？

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1—3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

电能输送的优点是什么？

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。

远距离输送电能的基本要求是什么？

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

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）

设计电路图，可相互讨论后再设计。

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。

（1）实验探究输电损耗

实验器材（如图）：

学生电源、电阻定律演示仪（使用其中的镍铬丝）、小灯座（带灯泡）

（实验指导）用学生电源输出4V至6V的交流电表示电站，用电阻定律演示仪中的两根镍铬丝做输电线，通过导线将小灯泡接入电路。

一名同学拿稳小灯泡，另一名同学从电流输入端沿导线选择不同的几个位置，直至导线另一端，代替距离电站远近不同的用户。

请大家观察灯泡亮度的变化。

你们观察到什么现象呢？

随着输电线长度的增长，用户家的小灯泡逐渐变暗。

为什么距离电站远近不同的用户待遇不一样呢？

如果你是工程师，通过刚才的模拟实验，你认为为什么会出现这种现象呢？

远距离大功率输电面临的问题是什么呢？

输电线上有电阻，在输电线上有功率损失和电压损失。

当有电流流过输电线时，有一部分电能转化为电热而损失掉了，这是输电线上功率损失和电压损失的主要原因。

线路越长，电能损失越大，小灯泡获得的电能也就越少。

回答得非常好。

我们将电站输出来的电压、功率用U输、P输表示，输电线电流为I，输电线总电阻为R线，用户得到的电压、功率用U用、P用来表示，输电线损失的电压、功率用U损、P损来表示，那输电线上损失的电压、电功率如何计算呢？

、

同学们归纳得非常好，如果某天晚自习时突然停电，学校立即发电，你将怎样计算学校发电机房到教室的输电线的功率损失呢？

请看题：

例1.在某天晚自习时，突然停电。

我校发电机的输出电压为U输,发电机至教室的输电线电阻为R线,通过导线的电流为I,教室的输入电压为U用,下列4个计算输电线功率损耗的式子中，正确的有哪些（）

A、B、C、D、

3、降低输电损耗的途径

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？

减小I，减小R线。

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？

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？

根据电阻定律可知R线＝ρ

，要减小输电线的电阻R线，可采用下述方法：

①减小材料的电阻率ρ。

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。

②减小输电线的长度L不可行，因为要保证输电距离。

③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。

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？

?

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

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。

先升压，经输电线后再降压

用到什么设备呢？

升压变压器和降压变压器

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）。

（设疑激趣）让学生搭建电路，用自制的高压输电演示器（电路如图）模拟高压输电过程，给小灯泡供电。

并与之前的演示实验进行对比小灯泡的亮度。

可以明显地并观察到实验现象──经高压输电的灯泡比常压输电时亮的多。

从而得出结论：

高压输电降低了输电损耗。

5．真实的远距离高压输电

常用的输电模式有几种？

各是什么？

低压输电：

输电功率为100kW以下，距离为几百米以内，一般采用220V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35kV或110kV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220kV或更高的电压输电。

我国远距离输电采用的电压有哪几种？

有110kV、220kV、330kV、500kV。

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

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。

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！

7．例题分析

例2.输送4400kW的电功率,采用110kV高压输电,输电导线中的电流是多少？

如果用110V电压,输电导线中的电流是多少？

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I

3．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。