資源簡介

3.4 電能的輸送 ---教學評大單元分課時教學設計
課 題 人教版高中物理·選擇性必修·第二冊 第三章第4節 電能的輸送
課 型 新授課 復習課□ 試卷講評課□ 其他課□
授課班級 授課時間
教學內容分析 課標要求： 了解發電機和電動機工作過程中的能量轉化。認識電磁學在人類生活和社會發展中的作用。 教材分析： 本節內容是電磁感應和交變電流知識在生產生活中的實際應用。教材首先通過“問題”欄目，從能量角度提出“遠距離輸電中，如何減少電能的損耗”的問題，引發學生思考。接著從能量損耗的表達式分析減少能量損耗的兩種方法，并分析得到降低電流能更有效的減少能耗。從降低電流方法提出提高輸電電壓的解決方法。
學情分析 知識儲備：學生已經學習了焦耳定律、變壓器等內容，知道導線具有電阻，產生焦耳熱，知道電能損耗。 能力基礎：在實際生活中學生已經知道高壓輸電概念，但還不理解為什么采用高壓輸電可以降低能量損耗。 思維能力：要在學生已學知識的基礎上設置合適的問題引導學生自主分析推理，得到降低能量損耗的方法，設計遠距離輸電的物理模型。
核心素養 物理觀念∶了解提高輸電電壓是降低遠距離輸電損耗的有效途徑，會用相關知識解釋實際的輸電問題。 科學思維∶經歷建立遠距離輸電模型的過程，體會建立理想模型的思維方法。 科學探究：理解工程技術要兼顧科學、技術、經濟等多種因素，知道電網供電是遠距離輸電的重要發展。 科學態度與責任∶了解我國遠距離輸電概括，激發學生投身祖國建設的熱情。
教學準備 可拆變壓器、萬用表、導線、學生電源、小燈泡、多媒體課件。
活動設計
教學內容 教師活動 學生活動 評價任務
環節一：導入新課
小組討論預習： 問題：電能從電廠轉移到用戶，需要什么設備？ 巡視課本預習完成情況 小組討論預習結果 通過預習回答問題。 （1）表揚預習完成良好的同學； （2）鼓勵學生努力學習。
展示學習目標
功率損失的原因 功率損失大小的計算 高壓輸電線路的分析與計算 讓學生 明確學習目標，做到帶目標學習；根據目標，學生自主判斷學習情況
情境導入
閱讀教材63-65頁，思考并回答 （1）輸送電能的基本要求是什么？ 可靠 ；保質 ；經濟。 （2）降低輸電損耗有哪兩個途徑？ 減小電流；減小電阻。 學生分組討論交流。 聽學生的回答情況，評價。
環節二：新課教學 活動一：1、探究變壓器構造
功率損失的原因 功率損失大小的計算 （3）減少損耗的方法 引導學生總結 [特別提醒] (1)輸送功率是指高壓輸電線起始端輸出的功率，損失功率是輸電線上消耗的功率。 (2)無論從減少輸電線路上的功率損失，還是減少電壓損失來看，都要求提高輸電電壓，以減小輸電電流。 (3)發電站的輸送功率取決于用戶消耗的功率，不是由發電站輸出的功率決定用戶和線路消耗的功率。 輸電導線有電阻，電流通過電阻時，電能必有一部分轉化為內能而損失掉。 ΔP＝I2R，I為輸電線路上的電流，R為線路電阻； ΔP＝，ΔU為輸電線路上損失的電壓，R為線路電阻； ΔP＝ΔUI，ΔU為輸電線路上損失的電壓，I為線路上的電流； ΔP＝()2ρ，P為輸送電功率，U為輸電電壓，ρ為電阻率，L為輸電線的總長度，S為橫截面積。 據P損＝I2R可知，減小輸電線路上功率損失的方法主要有兩種： ①減小輸電線的電阻R，據R＝ρ· a．減小輸電線長度L：由于輸電距離一定，所以在實際中不可能用減小L來減小R b．減小電阻率ρ：目前一般用電阻率較小的銅或鋁作導線材料 c．增大導線的橫截面積S：這要多耗費金屬材料，增加成本，同時給輸電線的架設帶來很大的困難 ②減小輸電電流I，據I＝ a．減小輸送功率P：在實際中不能以用戶少用或不用電來達到減少損耗的目的 b．提高輸電電壓U：在輸送功率P一定，輸電線電阻R一定的條件下，輸電電壓提高到原來的n倍，據P損＝2·R知，輸電線上的功率損耗將降為原來的 根據以上分析知，采用高壓輸電是減小輸電線上功率損耗最有效、最經濟的措施。 從完成情況和書寫情況等方面進行評價。
2.課堂練習：教材67頁第4題
引導學生閱讀題目分析過程。 挑選學生到黑板上完成任務。 解析：設輸送的電功率為P，輸電電壓為U，送電距離為L，導線橫截面積為S，電阻率為ρ。則每根導線損失的電功率P損＝I2R。 由于P＝UI，R＝ρ，所以P損＝()2·ρ＝， 現在，輸送電功率P相同，導線電阻率ρ和長度L也相同。在輸電電壓U和導線橫截面積S不同時，如果要求導線上損失的電功率相同，則應有US1＝US2 所以＝＝()2＝()2＝2500。 可見，要滿足題中所設要求用220V電壓輸電時，導線的橫截面積是11kV輸電時的2500倍。 根據學生完成情況總結并給與肯定。 展示完成正確且書寫完美的同學成果。
活動二：高壓輸電線路的分析與計算
（1）.輸送過程圖
輸電過程 對高壓輸電(輸送回路)中幾個電壓的理解 減小輸電線路上電壓損失的方法 （5）基本關系式 電路被劃分為三個獨立的回路，每個回路均可以應用閉合電路歐姆定律，串、并聯電路規律，而變壓器的電壓、電流、功率關系是聯系不同回路的橋梁。輸送電壓：輸電線始端電壓，如圖中的U2。 用戶電壓：最終用戶得到的電壓，如圖中的U4。 損失電壓：輸電線始端電壓與末端電壓的差值(ΔU＝U2－U3＝I2R)，形成的原因是輸電導線有電阻，電流通過輸電線時，會在線路上產生電勢降落，致使輸電線路末端的電壓比起始端電壓要低，這就是輸電線上的電壓損失。 根據ΔU＝IR可知有兩種： 減小輸電線路的電阻。)減小輸電電流I，即提高輸電電壓。 功率關系P1＝P2，P3＝P4，P2＝P線＋P3 電壓、電流關系 ＝＝，＝＝ U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I線 輸電電流：I線＝＝＝ 輸電導線上損耗的電功率：P線＝I線ΔU＝IR線＝2R線 學生記錄并討論 學生記錄筆記 評價學生討論結果 引導學生互相學習
活動三：探究理想變壓器模型
創設情境：變壓器實際的作用就是把原線圈的能量耦合到副線圈。把收音機放在變壓器旁邊可以聽到”吱吱” 聲。 變壓器工作一段時間后，讓學生觸摸鐵芯和線圈。 理想變壓器的特點：①線圈沒有電阻怠②無磁通量漏失③鐵芯不發熱。 (1) n2>n1，U2 >U1 一升壓變壓器。 (2) n2環節三：課堂練習 閱讀：66頁輸電技術的發展
思考：為什么要研究直流輸電 目前我國研究進展如何？ 引導學生閱讀 學生閱讀討論 評價學生閱讀討論過程及結果。
環節四：課堂小結
本節課堂學到了什么？ 引導學生小結 小組討論，總結本節課得失 評價學生總結結果
環節五：作業設計
練習與應用 “練習與應用”第3題、第5題。 指導學生完成練習，面批練習。 按要求完成練習。 從完成情況和書寫情況等方面進行評價。
主板書設計
3.4 電能的輸送 降低輸電損耗的途徑 ①減小輸電線電阻 ②減小輸電線電流 遠距離輸電模型 U2=U3+I2R線 I2=I3 Pi=U1I1 =P2=U2I2 P線=I22R線 U損=I2R線 P3=U3I3=P4=U4I4 1.互感 2.能量轉化：電能→磁場能→電能 電壓、電流和功率規律 電壓： 功率：P入=P出 電流：
教學反思

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