魯科版選修32 電能的遠(yuǎn)距離傳輸 第1課時 教案.docVIP

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)知識的實際應(yīng)用，通過本節(jié)的學(xué)習(xí)加強(qiáng)學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。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u。 2、 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，知道輸電過程。2知道降低輸電損耗的兩個途徑。3了解電網(wǎng)供電的優(yōu)點和意義。（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 教學(xué)重點：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：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u。4、 教學(xué)方法：自學(xué)討論法、閱讀法、講解法。5、 教學(xué)流程導(dǎo)入新課提出問題觀察實驗總結(jié)規(guī)律提出問題設(shè)計實驗歸納總結(jié)得出結(jié)論六、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行的費用低，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？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p=i2r.生3：根據(jù)功率損失的表達(dá)式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=，要減小輸電線的電阻r，可采用下述方法：減小材料的電阻率.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，因為要保證輸電距離.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，線路中損耗的功率減為原來的。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，而損耗的功率減為原來的。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：u=i2r，則u3=u2-u.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)費用越高。實際輸送電能時，要綜合考慮，如輸送功率的大小、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510.5 w，輸出電壓為u=1.010.3 v，假如輸電線的總電阻r=10 ，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？（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uu1=n1n2i2i1=n1n2u2u用=n1n2i3i2=n1n2u1=u損+u2 p=p損+p用戶 p損=i22r解：i1=500 ap損=5%p=5%5105 w=2.5104 wp損=i22ri2=50 ai3=所以（三）課堂總結(jié)、點評通過本節(jié)學(xué)習(xí)，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。遠(yuǎn)距離輸電線路上，p損=i2r=，其中（i=）。采用高壓輸電可以達(dá)到減小輸電電流的目的。2電網(wǎng)供電的優(yōu)點課堂操作流程： 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。 、理解采用高壓輸電的原因，認(rèn)識高壓輸電的局限性 3、了解電網(wǎng)供電的優(yōu)點和意義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，；，。（2）對于理想變壓器； ； ； ； 。（3）輸電線上損失的電壓 輸電線上損失的功率= = 。（4）由電路關(guān)系可得：；- = ；- = 。（5）注意區(qū)別：輸電電壓與輸電線上損失的電壓，二者關(guān)系為 。例題分析輸電功率與輸電線上損失的功率，二者關(guān)系為 。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，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()apbpcp用p dp用p(1)二、遠(yuǎn)距離輸電