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1、-人教版高中物理选修3-2第五章 第5节电能的输送导学案-第 7 页课时22 第5节 电能的输送适用年级： 高二 ，所需课时： 1课时 概述 这是一节介绍物理知识的常识课。在学习了“电能的获得”后，通过阅读课文，查阅课文中的插图，以及观察高压输电的模型等方法，让学生知道发电机发出的电能是怎么样通过电网传递到远距离的千家万户，知道确保电网的安全和稳定运行是现代社会的重要保障。三维学习目标 (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
2、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。重点与难点重点：设计电能输送的示意图，并理解输电过程中的电压损耗和能量损耗的关系。难点：输电过程中要保证输送功率不变，理解输电过程中的电压损耗和能量损耗的关系。教学方法学生自主学习，讨论分析，教师讲授。预期的学习成果1.知道减少输电损失的方法。2.会计算电能输送过程中的功率损失和电压损失。3.能说出输电过程的几个环节，
3、并能画出示意图。4.能运用输电示意图进行简单计算。所需教学材料和资源 (在此列出学习过程中所需的各种支持资源)具备上网及投影功能的多媒体教室或网络教室评价设计1.通过预习检查，检测目标1的达成2.通过习题2的回答，检测目标2的达成3.通过习题的回答，检测目标3、4的达成 教学过程 (一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。（二）、创设情境，导入新课 人们常把各种形式能（如水流能、燃料化学能、原子能）先转化为电能再进行传输，这是因为电能可以通过电网来传输.那么电能在由电厂传输给用户过程中要考虑什么问题？请同学们带着下列问题看书，然后再回答.1.为什么
4、要远距离输电？电站建在资源丰富的地区，距离用户远，故需远距离输电.2.输送电能的基本要求是什么？（1）可靠，是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电。（2）保质，就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。（3）经济，是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小。3.为什么输电线上有电能损失？ 由于输电线有电阻，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的主要原因。（三）、自主、合作、探究 在输电线上有电能损失正是远距离大功率输电面临的主要困难，下面我们重点讨论怎样在输电过程中减少电能的损失。一、降低输电损耗的两个途径情景设疑 合作研讨 假定输电线路中的电流是I，输
5、电电压为U，两条导线的总电阻是r，在图5.5-1中，导线的电阻集中画为一个电阻r.rIU图5.5-1发电厂用户1、怎样计算输电线路损失的功率？I2r（参考教材第46页，思考与讨论，与你得出的结论比较） 明确电压损失2、据此，减少输电线上损失的电功率可以有两个途径，分别是：（1）减小输电线的电阻（2）减小输电电流3、在输电电流一定的情况下，如果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？1/2在输电电阻一定的情况下，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？1/44、通过第3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？减小输电电流5、如何减
6、小输电线的电阻呢？由电阻定律知 r =（1）、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.（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，既不经济又架设困难。6、如何减小输电电流呢？通过导线的电流I=P/U（1）、减小输送功率P：在实际中不能以用户少用或不用电来达到减少损耗的目的。（2）、提高输电电压U：在输送功率P一定，输电线电阻R一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，输电线上的功率损失降为原来的1/n2倍。对比后结论：采用高压输电是减小输电线上功率损失最有效、最经济的措施。7、输电电压
7、是不是越高越好？不是。电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。实际输送电能时，要综合考虑，如输送功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，要依照不同情况选择合适的输电电压。8、我国采用的输电电压有哪几种？有110 kV、220 kV、330 kV，输电干线采用500 kV的超高压，西北电网正在建设750kV的线路。二、电网供电 9、大型发电机发出的电压在10kV上下，不符合远距离输电的要求，怎么办？而到达目的地的电压也不符合用户的要求，怎么办？ 在发电机处用升压变压器升高电压，在用户处用降压变压器降低电压.我国远距离高压输电情况及远距离高压输电的原理。如下图所示。引导学生得出远距
8、离输电过程中的基本关系：U1U2=n1n2 I2I1=n1n2U3U4=n3n4 I3I4=n4n3U2=U+U3 P1=P+P3 P=I22R10、采用电网供电的优点是什么？可以在能源产地使用大容量发电机组，降低一次能源的输送成本，获得最大的经济效益。同时，电网可以减少断电的风险，调剂不同地区电力供需平衡，保障供电质量。使用电网，可以根据火电、水电、核电的特点，合理的调度电力，这就使得电气化社会的主要能源电力的供应更加可靠，质量更高。（四）反思总结教师组织学生反思总结本节课的主要内容：通过本节学习，主要学习以下问题：1降低输电损耗的两个途径：减小线路电阻和减小输电电流。减小输电电流是最有效的
9、途径。远距离输电线路上，P=I2r=，其中（I=）。采用高压输电可以达到减小输电电流的目的。2电网供电的优点反思：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【反馈练习、巩固落实】A组（巩固基础）（ D ）1在远距离输电过程中，为减少输电线路上的电能损失，可采用的最佳方法是 A使输电线粗一些B减短输电线长度C减少通电时间 D采用高压输电（ B ）2.远距离输电采用高压输电，“高压”是指下列各项中的哪个电压A.发电机两端输出的电压 B.升压变压器输出端的电压C.输电导线上的电压 D.降压变
10、压器输出端的电压（ BC ）3.远距离输送一定功率的交流电，若输送电压升高为原来的n倍，关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是A.输电线上电功率损失是原来的 B输电线上电功率损失是原来的C输电线上电压损失是原来的 D输电线上的电压损失是原来的B组（中等难度）（ B ）4输电线的电阻为r,输送的电功率为P，输电电压为U，则用户得到的功率为（ B ）5.某水电站，用总电阻为5的输电线给940km外的用户送电，其输出电功率是3106kW。现用500kV电压输电，则下列说法正确的是()A输电线上输送的电流大小为1105AB输电线上损失电压为30kVC该输电系统的输电效率为95%D若改用10kV电压输
11、电，则输电线上损失的功率为4.5108kWC组（较高难度）（选作题）6某学校配有一套校内备用供电系统，如图所示，用一台内阻为1的发电机向全校22个教室（每个教室有“220V，40W”的白炽灯6盏）供电，如果输电线的总电阻R是4，升压变压器和降压变压器（都认为是理想变压器）的匝数比分别是1：4和4：1，则发电机的输出功率应是多大？发电机的电动势是多大？输电效率是多少？ 发电机的输出功率：P出=nP灯+R而I2= 所以，P出=22640+4=5425WE=U1+I1r，r为发电机内阻，U1=U2U2=4U3+I2R=4220+64=904V；I1=4I2 所以，E=+461=250V=97%小结：
12、 电能输送问题一般离不开升、降压变压器，这时除用变压器的电压比或电流比公式外，最好画出电能输送示意图，这样便于分析问题和解决问题。输电线上流过的电流(输送电流)I送，对有升、降变压器电能输送问题的情况，有以下几种求法：，其中，“U升副”为最后一个升压变压器的次极线圈电压，也即电能输送电压。课后作业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1、2、3、5题。教学评价可评价的学习要素1.学生的参与度评价方法：教师现场评价评价指标：能否积极讨论并回答老师提出的问题。2. 能否正确写出下列内容（1）减少输电损失的方法。（2）输电损失功率和损失电压的计算。（3）远距离高压输电示意图及各物理量之间的关系评价方法：学生互评评价指标：书写是否正确3.习题的解答评价方法：教师现场评价，学生互评。评价指标：（1）各选项正误的判断。（2）判断的依据。