電能的輸送教學(xué)設(shè)計

《電能的輸送》教學(xué)設(shè)計課程名稱電能的輸送課時1學(xué)段學(xué)科物理選修3-2教材版本人教版作者王梓人學(xué)校哈爾濱市第十一中學(xué)校一、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。二、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ΔU。三、學(xué)情分析本節(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(yùn)用所學(xué)知識解決實際問題的能力。四、教學(xué)方法自學(xué)討論法、閱讀法、講解法。五、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)?？煽?，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？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ΔP=I2r.生3：根據(jù)功率損失的表達(dá)式ΔP=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=ρ，要減小輸電線的電阻r，可采用下述方法：①減小材料的電阻率ρ.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.②減小輸電線的長度l不可行，因為要保證輸電距離.③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ΔP=I22R用戶得到的功率為P用=P-ΔP.輸電線路上的電壓損失為：ΔU=I2R，則U3=U2-ΔU.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110kV、220kV、330kV，輸電干線采用500kV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(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5×W，輸出電壓為U=×V，假如輸電線的總電阻R=10Ω，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=380V.（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U∶U1=n1∶n2 I2∶I1=n1∶n2U2∶U用=n1′∶n2′ I3∶I2=n1′∶n2′U1=U損+U2P=P損+P用戶P損=I22·R解：I1==500AP損=5%P=5%×5×105W=×104WP損=I22RI2==50AI3===所以（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評通過