2019-2020年高中物理 電能的輸送1教案 人教版第二冊(cè).doc

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2019-2020年高中物理 電能的輸送1教案 人教版第二冊(cè) 一、教學(xué)目的： 1．了解電能輸送的過(guò)程。 2．知道高壓輸電的道理。 3．培養(yǎng)學(xué)生把物理規(guī)律應(yīng)用于實(shí)際的能力和用公式分析實(shí)際問(wèn)題的能力。 二、教學(xué)重點(diǎn)：培養(yǎng)學(xué)生把物理規(guī)律應(yīng)用于實(shí)際的能力和用公式分析實(shí)際問(wèn)題的能力。 三、教學(xué)難點(diǎn)：傳輸電路中電功率轉(zhuǎn)化及電損耗的計(jì)算。 四、教學(xué)方法：討論，講解 五、教學(xué)過(guò)程： （一）引入新課 講述：前面我們學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象和發(fā)電機(jī)，通過(guò)發(fā)電機(jī)我們可以大量地生產(chǎn)電能。比如，葛洲壩電站通過(guò)發(fā)電機(jī)把水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電功率可達(dá)271.5萬(wàn)千瓦，這么多的電能當(dāng)然要輸送到用電的地方去，今天，我們就來(lái)學(xué)習(xí)輸送電能的有關(guān)知識(shí)。 （二）進(jìn)行新課 1．輸送電能的過(guò)程 提問(wèn)：發(fā)電站發(fā)出的電能是怎樣輸送到遠(yuǎn)方的呢？如：葛洲壩電站發(fā)出的電是怎樣輸?shù)轿錆h、上海等地的呢？很多學(xué)生憑生活經(jīng)驗(yàn)?zāi)芑卮穑菏峭ㄟ^(guò)電線輸送的。在教師的啟發(fā)下學(xué)生可以回答：是通過(guò)架設(shè)很高的、很粗的高壓電線輸送的。 出示：電能輸送掛圖，并結(jié)合學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)作介紹。 2．遠(yuǎn)距離輸電為什么要用高電壓？ 提問(wèn)：為什么遠(yuǎn)距離輸電要用高電壓呢？學(xué)生思考片刻之后，教師說(shuō)：這個(gè)實(shí)際問(wèn)題就是我們今天要討論的重點(diǎn)。 板書(shū)：（高壓輸電的道理） 分析討論的思路是：輸電 導(dǎo)線（電阻） 發(fā)熱 損失電能 減小損失 講解：輸電要用導(dǎo)線，導(dǎo)線當(dāng)然有電阻，如果導(dǎo)線很短，電阻很小可忽略，而遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，導(dǎo)線很長(zhǎng)，電阻大不能忽略。列舉課本上的一組數(shù)據(jù)。電流通過(guò)很長(zhǎng)的導(dǎo)線要發(fā)出大量的熱，請(qǐng)學(xué)生計(jì)算：河南平頂山至湖北武昌的高壓輸電線電阻約400歐，如果輸電線的電流是1安，每秒鐘導(dǎo)線發(fā)熱多少？學(xué)生計(jì)算之后，教師講述：這些熱都散失到大氣中，白白損失了電能。所以，輸電時(shí)，必須要盡量減小導(dǎo)線發(fā)熱損失。 提問(wèn)：如何減小導(dǎo)線發(fā)熱呢？ 分析：由焦耳定律Q＝I2Rt，減小發(fā)熱Q有以下三種方法：一是減小輸電時(shí)間t，二是減小輸電線電阻R，三是減小輸電電流I。 提問(wèn)：第一種方法等于停電，沒(méi)有實(shí)際價(jià)值。第二種方法從材料、長(zhǎng)度、粗細(xì)三方面來(lái)說(shuō)都有實(shí)際困難。適用的超導(dǎo)材料還沒(méi)有研究出來(lái)。排除了前面兩種方法，就只能考慮第三種方法了。從焦耳定律公式可以看出。第三種辦法是很有效的：電流減小一半，損失的電能就降為原來(lái)的四分之一。通過(guò)后面的學(xué)習(xí)，我們將會(huì)看到這種辦法也是可行的。 板書(shū)結(jié)論：（A：要減小電能的損失，必須減小輸電電流。） 講解：另一方面，輸電就是要輸送電能，輸送的功率必須足夠大，才有實(shí)際意義。 板書(shū)：（B：輸電功率必須足夠大。） 提問(wèn)：怎樣才能滿足上述兩個(gè)要求呢？ 分析：根據(jù)公式P＝UI，要使輸電電流I減小，而輸送功率P不變（足夠大），就必須提高輸電電壓U。 【例】一小型水電站輸出的電功率為20KW，輸電線總電阻為5Ω，如果發(fā)電機(jī)輸出電壓為400V，且直接進(jìn)行輸電，輸電導(dǎo)線上損失的電功率為多少？ 若改為xxV電壓輸電，則輸電導(dǎo)線上損失電功率又為多少？ 用xxV輸電時(shí)，所使用的升壓變壓器、降壓變壓器的原副線圈匝數(shù)比為多少？ P=U1I1 I1=A=50A P線＝I12R＝25005W=12500W　 P=U2I2 I2=A=10A P線=I22R2＝1005W＝500W 教師講解時(shí)要求學(xué)生必須畫(huà)出輸電示意圖如下 分析U輸、U線、U用、P輸、P線、P用、I輸、I線、I用的關(guān)系 I輸=I線=I用　　U輸=U線+U用　　P輸=P線+P用 從本題的解答中你發(fā)現(xiàn)什么？ 答：輸電電壓提高幾倍？輸電線上電壓損失為原來(lái)幾倍？輸電線上損失的電能為原來(lái)的幾倍？ 電壓提高了5倍，輸電線上損失的電壓降為原來(lái)的五分之一，電線上的損失功率降為原來(lái)的二十五分之一。 結(jié)論：高壓輸電可以保證在輸送功率不變的情況下，減小輸電電流來(lái)減小輸電的電能損失。 3．變壓器能把交流電的電壓升高（或降低） 講解：在發(fā)電站都要安裝用來(lái)升壓的變壓器，實(shí)現(xiàn)高壓輸電。但是我們用戶使用的是低壓電，所以在用戶附近又要安裝降壓的變壓器。 討論：高壓電輸?shù)接秒妳^(qū)附近時(shí)，為什么要把電壓降下來(lái)？（一是為了安全，二是用電器只能用低電壓。） 4．引導(dǎo)學(xué)生看課本的最后兩個(gè)自然段，了解我國(guó)輸電電壓，知道高壓輸送電能的優(yōu)越性。 （三）鞏固練習(xí) 1．發(fā)電機(jī)的輸出電壓為220伏，輸出功率為44千瓦，每條輸電線電阻為0.2歐，求用戶得到的電壓和電功率各是多少？如果發(fā)電站先用變壓比為1：10的升壓變壓器將電壓升高，經(jīng)同樣輸電線路后，再經(jīng)過(guò)10：1的降壓變壓器降壓后供給用戶，則用戶得到的電壓和電功率又各是多少？ 2．輸送4.0106W的電能，若發(fā)電機(jī)輸出電壓為xxV，先用變壓器升壓后應(yīng)用截面積為4.25㎝2的銅導(dǎo)線，把電能送到400KM遠(yuǎn)處，線路損失的功率為5.0105W。（銅的電阻率為1.710-8Ωm） （1）應(yīng)選用匝數(shù)比為多少的升壓變壓器？ （2）在用電區(qū)使用降壓變壓器，其原線圈兩端的電壓為多少？ 3．葛洲壩電站發(fā)電功率約271.5萬(wàn)千瓦，如果用1000伏的電壓輸電，輸電電流是多少？如果輸電電阻是200歐，每秒鐘導(dǎo)線發(fā)熱損失的電能是多少？如果采用100千伏的高壓輸電呢？ （四）課堂小結(jié)：: 1.輸電導(dǎo)線的功率損失分析 （1）減小電阻(受條件制約) （2）高電壓輸電(應(yīng)用廣泛) （3）P損=P2R線/U2送 2．簡(jiǎn)單輸送電路的計(jì)算和步驟 （1）畫(huà)出供電圖 （2）以變壓器鐵心為界線分各個(gè)回路,各回路可獨(dú)立運(yùn)用歐姆定律分析. 各回路間通過(guò)線圈匝數(shù)比與電壓比賀電流比的關(guān)系,總共率不變等聯(lián)系. （五）作業(yè)布置：1．227頁(yè)練習(xí)四（1）、（3）、（4）、（5）　2．思考227頁(yè)練習(xí)四（2）題