《电能的输送》教学设计

　　【教学目标】

 

　　一、知识与技能

 

　　1．知道“便于远距离输送”是电能的优点。

 

　　2．知道电能输送过程中有功率损失和电压损失，理解降低这两种损失的途径。

 

　　3．知道输电过程的几个环节，并能够画出示意图，根据示意图会进行简单的计算。

 

　　4．了解电网供电的优点。

 

　　5．了解输电的新技术。

 

　　二、过程与方法

 

　　1．通过阅读、思考与讨论，提高学生分析解决实际问题的能力。

 

　　2．通过理论探究与演示实验验证相结合，培养学生的科学研究方法。

 

　　三、情感态度与价值观

 

　　体会物理知识在生产、生活中的巨大作用，激发学生学好知识投身祖国建设的热情。

 

　　【教学重点】

 

　　1．理解高压输电是减少功率损失和电压损失的切实可行的措施。

 

　　2．输电过程示意图中各物理量之间的关系。

 

　　【教学难点】

 

　　1．区别输电线上损失的功率和输电功率；输电线上损失的电压和输电电压。

 

　　2．利用输电过程示意图进行简单的计算。

 

　　【教学方法】

 

　　自学、讨论、交流、演示实验。

 

　　【教学过程】

 

　　一、学生自学

 

　　下发《学案》一份，学生根据《学案》上的问题有目的地阅读课文并尝试回答《学案》上的问题，期间老师可巡视指导，大约用时15分钟。

 

　　《学案》内容：

 

　　1．为什么存在远距离输电问题？

 

　　2．输送电能的基本要求是什么？

 

　　3．什么是输电线上的功率损失？

 

　　4．减小输电线上的功率损失有几种途径？这几种途径如何能够实现？哪一种更有效？哪一种切实可行？

 

　　5．除功率损失以外，输电线上还有什么损失，用问题4中的减少功率损失的有效方法能有效减少这种损失吗？

 

　　6．在实际输电过程中，输电电压是不是越高越好呢？目前我国常用的远距离输电电压有哪几种？

 

　　7．下图为远距离输电的示意图，输电过程包括哪几个部分？完成各物理量之间关系的填空。

 

 

　　（1）对于理想变压器，；，。

 

　　（2）对于理想变压器；    ；    ；     ；；   。

 

　　（3）输电线上损失的电压U_线=I_线·R_线。

 

　　输电线上损失的功率P_线=I_线²·R_线=      =      。

 

　　（4）由电路关系可得：I₂=I_线=I₃；U₂-   =U₃；P₂-   =P₃。

 

　　（5）注意区别：

 

　　输电电压U₂与输电线上损失的电压U_线，二者关系为         。

 

　　输电功率P₂与输电线上损失的功率P_线，二者关系为         。

 

　　8．利用以上示意图完成下列问题的计算。

 

　　在某次远距离输电过程中，电厂发电机输出的总功率为，输出电压为，输电线路的总电阻为，线路上损失的功率为输送功率的，用户得到的电压为，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比各是多少？

 

　　9．采用电网供电的优点有什么？

 

　　二、讨论、交流、实验验证

 

　　请同学回答《学案》上的问题，并组织同学之间讨论、交流，必要时进行实验验证。

 

　　1．在讨论问题4时给出下面这个问题以体会增大横截面积来减小电阻的不可行性：

 

　　把200 KW的电能用铝导线输送到10 km以外，使用110 V电压输电，导线上的功率损失达到10%，已知铝的电阻率为，则输电线的直径约为多大？（约为35 cm）

 

　　2．问题7的部分答案为：

 

　　（3）P_线=I_线²·R_线= U_线·I_线 = U_线²/R_线

 

　　（4）U₂-U_线=U₃；P₂- P_线=P₃

 

　　（5）输电电压U₂与输电线上损失的电压U_线的关系为U_线=R_线

　　输电功率P₂与输电线上损失的功率P_线的关系为P_线=R_线

 

　　3．问题7中 U₂-U_线=U₃；P₂- P_线=P₃这两个关系对于学生而言较抽象，因此从理论层面上解释以后，再用演示实验验证，实验中所用器材的电路图如下：

 

 

　　电路正常工作后，用交流电压表分别测出U_ab和U_cd，读出交流电流表的示数I，验证U_ab - 2IR₁ =U_cd和IU_ab - 2I²R₁ =IU_cd是否成立。

 

　　4．问题8的答案为；，可以利用电压之比，也可以利用电流之比。

 

　　三、课堂总结

 

　　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．输电过程示意图及各部分关系。

 

　　四、作业

 

　　1．阅读教材P₅₁ ，了解输电的新技术。

 

　　2．教材P₅₄ 1．2．3．4．5．6。