第一篇：物理：5.5《電能的輸送》教學(xué)設(shè)計(jì)(新人教版選修3-2)

《電能的輸送》教學(xué)設(shè)計(jì)

【教學(xué)目標(biāo)】

一、知識(shí)與技能

1．知道“便于遠(yuǎn)距離輸送”是電能的優(yōu)點(diǎn)。

2．知道電能輸送過程中有功率損失和電壓損失，理解降低這兩種損失的途徑。

3．知道輸電過程的幾個(gè)環(huán)節(jié)，并能夠畫出示意圖，根據(jù)示意圖會(huì)進(jìn)行簡單的計(jì)算。

4．了解電網(wǎng)供電的優(yōu)點(diǎn)。

5．了解輸電的新技術(shù)。

二、過程與方法

1．通過閱讀、思考與討論，提高學(xué)生分析解決實(shí)際問題的能力。

2．通過理論探究與演示實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究方法。

三、情感態(tài)度與價(jià)值觀

體會(huì)物理知識(shí)在生產(chǎn)、生活中的巨大作用，激發(fā)學(xué)生學(xué)好知識(shí)投身祖國建設(shè)的熱情。

【教學(xué)重點(diǎn)】

1．理解高壓輸電是減少功率損失和電壓損失的切實(shí)可行的措施。

2．輸電過程示意圖中各物理量之間的關(guān)系。

【教學(xué)難點(diǎn)】

1．區(qū)別輸電線上損失的功率和輸電功率；輸電線上損失的電壓和輸電電壓。

2．利用輸電過程示意圖進(jìn)行簡單的計(jì)算。

【教學(xué)方法】

自學(xué)、討論、交流、演示實(shí)驗(yàn)。

【教學(xué)過程】

一、學(xué)生自學(xué)

下發(fā)《學(xué)案》一份，學(xué)生根據(jù)《學(xué)案》上的問題有目的地閱讀課文并嘗試回答《學(xué)案》上的問題，期間老師可巡視指導(dǎo)，大約用時(shí)15分鐘。

《學(xué)案》內(nèi)容：

1．為什么存在遠(yuǎn)距離輸電問題？

2．輸送電能的基本要求是什么？

3．什么是輸電線上的功率損失？

4．減小輸電線上的功率損失有幾種途徑？這幾種途徑如何能夠?qū)崿F(xiàn)？哪一種更有效？哪一種切實(shí)可行？

5．除功率損失以外，輸電線上還有什么損失，用問題4中的減少功率損失的有效方法能有效減少這種損失嗎？

6．在實(shí)際輸電過程中，輸電電壓是不是越高越好呢？目前我國常用的遠(yuǎn)距離輸電電壓有哪幾種？

7．下圖為遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，輸電過程包括哪幾個(gè)部分？完成各物理量之間關(guān)系的填空。

（1）對(duì)于理想變壓器，。

（2）對(duì)于理想變壓器； ； ； ；。

（3）輸電線上損失的電壓U線=I線·R線。

輸電線上損失的功率P線=I線·R線= =。

2（4）由電路關(guān)系可得：I2=I線=I3；U2-=U3；P2-=P3。

（5）注意區(qū)別：

輸電電壓U2與輸電線上損失的電壓U線，二者關(guān)系為。

輸電功率P2與輸電線上損失的功率P線，二者關(guān)系為。

8．利用以上示意圖完成下列問題的計(jì)算。

在某次遠(yuǎn)距離輸電過程中，電廠發(fā)電機(jī)輸出的總功率為，輸電線路的總電阻為為，線路上損失的功率為輸送功率的，輸出電壓為，用戶得到的電壓，求升壓、降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比各是多少？

9．采用電網(wǎng)供電的優(yōu)點(diǎn)有什么？

二、討論、交流、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

請(qǐng)同學(xué)回答《學(xué)案》上的問題，并組織同學(xué)之間討論、交流，必要時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

1．在討論問題4時(shí)給出下面這個(gè)問題以體會(huì)增大橫截面積來減小電阻的不可行性：

把200 KW的電能用鋁導(dǎo)線輸送到10 km以外，使用110 V電壓輸電，導(dǎo)線上的功率損失達(dá)到10%，已知鋁的電阻率為

2．問題7的部分答案為：

（3）P線=I線·R線= U線·I線 = U線/R線

（4）U2-U線=U3；P2-P線=P3

22，則輸電線的直徑約為多大？（約為35 cm）

（5）輸電電壓U2與輸電線上損失的電壓U線的關(guān)系為U線=R線

輸電功率P2與輸電線上損失的功率P線的關(guān)系為P線=R線

3．問題7中 U2-U線=U3；P2-P線=P3這兩個(gè)關(guān)系對(duì)于學(xué)生而言較抽象，因此從理論層面上解釋以后，再用演示實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)中所用器材的電路圖如下：

電路正常工作后，用交流電壓表分別測(cè)出Uab和Ucd，讀出交流電流表的示數(shù)I，驗(yàn)證Uab2I2R1 =IUcd是否成立。

4．問題8的答案為

三、課堂總結(jié)

；，可以利用電壓之比，也可以利用電流之比。

1．理解在輸電功率一定的情況下，提高輸電電壓，可以減少輸電線上的功率損失和電壓損失。

2．輸電過程示意圖及各部分關(guān)系。

四、作業(yè)

1．閱讀教材P51，了解輸電的新技術(shù)。

2．教材P54 1．2．3．4．5．6。

第二篇：5.5《電能的輸送》教案1-新人教選修3-2.

教學(xué)目標(biāo)

一、知識(shí)目標(biāo)

1、知道“便于遠(yuǎn)距離輸送”是電能的優(yōu)點(diǎn)之一．知道輸電的過程．了解遠(yuǎn)距離輸電的原理．

2、理解各個(gè)物理量的概念及相互關(guān)系．

3、充分理解 ； ；

中的物理量的對(duì)應(yīng)關(guān)系．

4、知道什么是輸電導(dǎo)線上的功率和電壓損失和如何減少功率和電壓損失.5、理解為什么遠(yuǎn)距離輸電要用高壓.二、能力目標(biāo)

1、培養(yǎng)學(xué)生的閱讀和自學(xué)能力．

2、通過例題板演使學(xué)生學(xué)會(huì)規(guī)范解題及解題后的思考．

3、通過遠(yuǎn)距離輸電原理分析，具體計(jì)算及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的過程，使學(xué)生學(xué)會(huì)分析解決實(shí)際問題的兩種基本方法：理論分析、計(jì)算和實(shí)驗(yàn)．

三、情感目標(biāo)

1、通過對(duì)我國遠(yuǎn)距離輸電掛圖展示，結(jié)合我國行政村村村通電報(bào)導(dǎo)及個(gè)別違法分子偷盜電線造成嚴(yán)重后果的現(xiàn)象的介紹，教育學(xué)生愛護(hù)公共設(shè)施，做一個(gè)合格公民．

2、教育學(xué)生節(jié)約用電，養(yǎng)成勤儉節(jié)約的好習(xí)慣．

教學(xué)建議

教材分析及相應(yīng)的教法建議

1、對(duì)于電路上的功率損失，可根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，引導(dǎo)學(xué)生自己從已有的直流電路知識(shí)出發(fā)，進(jìn)行分析，得出結(jié)論．

2、講解電路上的電壓損失，是本教材新增加的．目的是希望學(xué)生對(duì)輸電問題有更全面、更深人和更接近實(shí)際的認(rèn)識(shí)，知道影響輸電損失的因素不只一個(gè)，分析問題應(yīng)綜合考慮，抓住主要方面．但真正的實(shí)際問題比較復(fù)雜，教學(xué)中并不要求深人討論輸電中的這些實(shí)際問題，也不要求對(duì)輸電過程中感抗和容抗的影響進(jìn)行深入分析．教學(xué)中要注意掌握好分寸．

3、學(xué)生常常容易將導(dǎo)線上的電壓損失面 與輸電電壓混淆起來，甚至進(jìn)而得出錯(cuò)誤結(jié)論．可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論，澄清認(rèn)識(shí)．這里要注意，切不可單純由教師講解，而代替了學(xué)生的思考，否則會(huì)事倍功半，形快而實(shí)慢．

4、課本中講了從減少損失考慮，要求提高輸電電壓；又講了并不是輸電電壓越高越好．希望幫助學(xué)生科學(xué)地、全面地認(rèn)識(shí)問題，逐步樹立正確地分析問題、認(rèn)識(shí)問題的觀點(diǎn)和方法．

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)及解決辦法

1、重點(diǎn)：（l）理論分析如何減少輸電過程的電能損失．

（2）遠(yuǎn)距離輸電的原理．

2、難點(diǎn)：遠(yuǎn)距離輸電原理圖的理解．

3、疑點(diǎn)： ； ； 的對(duì)應(yīng)關(guān)系理解．

4、解決辦法

通過自學(xué)、教師講解例題分析、實(shí)驗(yàn)演示來逐步突破重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)．

教學(xué)設(shè)計(jì)方案

電能的輸送 教學(xué)目的：

1、了解電能輸送的過程．

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)際問題的能力．

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)際問題的能力．

教學(xué)難點(diǎn)：高壓輸電的道理．

教學(xué)用具：電能輸送過程的掛圖一幅（帶有透明膠），小黑板一塊（寫好題目）．

教學(xué)過程：

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，葛洲壩電站通過發(fā)電機(jī)把水的機(jī)械能為電能，發(fā)電功率可達(dá)271.5萬千瓦，這么多的電能當(dāng)然要輸?shù)接秒姷牡胤饺?，今天，我們就來學(xué)習(xí)輸送電能的有關(guān)知識(shí)．

二、進(jìn)行新課

1、輸送電能的過程

提問：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^電線輸送的．在教師的啟發(fā)下學(xué)生可以回答：是通過架設(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．

板書：第三節(jié) 電能的輸送

輸送電能的過程：發(fā)電站→升壓變壓器→高壓輸電線→ 降壓變壓器→用電單位．）

2、遠(yuǎn)距離輸電為什么要用高電壓？

提問：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：這個(gè)實(shí)際問題就是我們今天要討論的重點(diǎn)．

板書：（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，電阻大不能忽略．列舉課本上的一組數(shù)據(jù)．電流通過很長的導(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，如果能的電流是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)，必須減小導(dǎo)線發(fā)熱損失．

3、提問：如何減小導(dǎo)線發(fā)熱呢？

分析：由焦耳定律 輸電線電阻，減小發(fā)熱 ,有以下三種方法：一是減小輸電時(shí)間，二是減小，三是減小輸電電流 ．

4、提問：哪種方法更有效？

第一種方法等于停電，沒有實(shí)用價(jià)值．第二種方法從材料、長度、粗細(xì)三方面來說都有實(shí)際困難．適用的超導(dǎo)材料還沒有研究出來．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的四分之一．通過后面的學(xué)習(xí)，我們將會(huì)看到這種辦法了也是很有效的．

板書結(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：（B：輸電功率必須足夠大．）

5、提問：怎樣才能滿足上述兩個(gè)要求呢？

分析：根據(jù)公式 輸電電壓 ．，要使輸電電流 減小，而輸送功率

不變（足夠大），就必須提高板書：（高壓輸電可以保證在輸送功率不變，減小輸電電流來減小輸送電的電能損失．）

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？（一是為了安全，二是用電器只能用低電壓．）

板書：（3.變壓器能把交流電的電壓升高或降低）

三、引導(dǎo)學(xué)生看課本，了解我國輸電電壓，知道輸送電能的優(yōu)越性．

四、課堂小結(jié)：

輸電過程、高壓輸電的道理．

五、作業(yè)布置：

某電站發(fā)電功率約271.5萬千瓦，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？

探究活動(dòng)

考察附近的變電站，學(xué)習(xí)日常生活中的電學(xué)知識(shí)和用電常識(shí)．

了解變壓器的工作原理

調(diào)查生活中的有關(guān)電壓變換情況． 調(diào)查：

在電能的傳輸過程中，為了減小能量損耗而采用提高電壓的方法，可是在提高電壓后相應(yīng)的對(duì)一些設(shè)備的要求也會(huì)提高，請(qǐng)調(diào)查在高壓輸電和低壓輸電過程中的投入產(chǎn)出比．

第三篇：電能的輸送教學(xué)設(shè)計(jì)

《

電能的輸送 》

●本節(jié)教材分析

這節(jié)教材是學(xué)生前面所學(xué)知識(shí)綜合運(yùn)用解決實(shí)際問題的一個(gè)典型例子.通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，要注意培養(yǎng)和提高學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)分析、解決實(shí)際問題的能力.教材寫得比較詳細(xì)、通俗，可讓學(xué)生閱讀課本，然后提出一些問題引導(dǎo)學(xué)生思考、討論.在內(nèi)容的處理上，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

1.對(duì)于電路上的功率損失，可引導(dǎo)學(xué)生自己從已有的直流電路知識(shí)出發(fā)，進(jìn)行分析，得出結(jié)論.2.講解電路上的電壓損失，是本節(jié)教材新增加的.目的是希望學(xué)生對(duì)輸電問題有更全面、更深入和更接近實(shí)際的認(rèn)識(shí)，知道影響輸電損失的因素不只一個(gè)，分析問題應(yīng)綜合考慮，抓住主要方面.但真正的實(shí)際問題比較復(fù)雜，教學(xué)中并不要求深入討論輸電中的這些實(shí)際問題，也不要求對(duì)輸電過程中感抗和容抗的影響進(jìn)行深入分析.3.學(xué)生常常容易將導(dǎo)線上的電壓損失ΔU=U-U′與輸電電壓混淆起來，甚至進(jìn)而得出錯(cuò)誤結(jié)論.要通過具體的例子，可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論，澄清認(rèn)識(shí).要注意，切不可單純由教師講解，而代替了學(xué)生的思考，否則會(huì)事倍功半，似快而實(shí)慢.4.課本中講了從減少損失考慮，要求提高輸電電壓；又講了并不是輸電電壓越高越好.希望幫助學(xué)生科學(xué)地、全面地認(rèn)識(shí)問題，逐步樹立正確地分析問題、認(rèn)識(shí)問題的觀點(diǎn)和方法.節(jié)后設(shè)的閱讀材料《直流輸電》既可以開闊學(xué)生眼界，也可以增加知識(shí).●教學(xué)目標(biāo)

一、知識(shí)目標(biāo)

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.知道什么是輸電線上的功率損失和如何減少功率損失.3.知道什么是輸電導(dǎo)線上的電壓損失和如何減少電壓損失.4.理解遠(yuǎn)距離輸電要用高壓.二、技能目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生閱讀、分析、綜合和應(yīng)用能力.三、情感態(tài)度目標(biāo)

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.●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P與U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.●教學(xué)方法 自學(xué)討論法.●課時(shí)安排 1課時(shí) ●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?yàn)殡娔芸梢酝ㄟ^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(shí)，請(qǐng)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、新課教學(xué) 1.輸電線上的功率損失

［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).可靠，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，電價(jià)低.［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和電壓損失.［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？如何減小輸電線上的電壓損失？

［生1］由于輸電線有電阻，當(dāng)有電流流過輸電線時(shí)，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線=ρ

1，要減小輸電線的電阻R線，可采用下述方法： S①減小材料的電阻率ρ.銀的電阻率最小，但價(jià)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?yàn)橐ＷC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？

［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.2.輸電線上的電壓損失

［師］在直流輸電時(shí)，輸電線上電壓損失的原因是什么？交流輸電呢？ ［生1］由于輸電線有電阻，電流在輸電線上有電壓損失.［生2］對(duì)交流輸電線路來說，既有電阻造成的電壓損失，也有感抗和容抗造成的電壓損失.［師］在不計(jì)感抗和容抗的條件下，電壓損失的表達(dá)式是什么？ ［生］電壓損失ΔU=U-U′=IR線

［師］如何減小電壓損失，保證輸電質(zhì)量呢？ ［生］根據(jù)電壓損失的表達(dá)式ΔU=IR

線

可知，要減少輸電線上的電壓損失，有兩種方法：其一是減小輸電線的電阻R線；其二是減少輸電電流.方法同減少功率損失.［師］為了減少功率損失和電壓損失，都需要采用高壓輸電，但并不是電壓越高越好.因?yàn)殡妷涸礁撸瑢?duì)輸電線絕緣的要求就越高，這樣不經(jīng)濟(jì).實(shí)際輸電時(shí)，要綜合考慮各種因素.3.幾種輸電模式

［師］常用的輸電模式有幾種？各是什么？

［生1］低壓輸電：輸電功率為100 kW以下，距離為幾百米以內(nèi)，一般采用220 V的電壓輸電.［生2］高壓輸電：輸電功率為幾千千瓦到幾萬千瓦，距離為幾十千米到幾百千米，一般采用35 kV或110 kV的電壓輸電.［生3］超高壓輸電：輸電功率為10萬千瓦以上，距離為幾百千米，必須采用220 kV或更高的電壓輸電.［師］我國遠(yuǎn)距離輸電采用的電壓有哪幾種？ ［生］有110 kV、220 kV、330 kV、500 kV.［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］用CAI課件展示我國遠(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.電壓損失為ΔU=I2R，則U3=U2-ΔU.4.例題分析

某交流發(fā)電機(jī)輸出功率為5×10.5 W，輸出電壓為U=1.0×10.3 V，假如輸電線的總電阻R=10 Ω，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=380 V.（1）畫出輸電線路的示意圖（下圖）.（標(biāo)明各部分的符號(hào)）

（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∶n2 I3∶I2=n1′∶n2′ U2∶U用=n1′∶n2′

U1=U損+U2 P=P損+P用戶 P損=I22·R 解：I1=

P=500 A UP損=5%P=5%×5×105 W=2.5×104 W P損=I22R I2=P損R=50 A I3=P用戶U用戶=P?P損U用戶4.75?105=

380所以'n1I2501??? n2I150010I34.75?10525??? 'I380?501n22n

1三、小結(jié)

通過本節(jié)學(xué)習(xí)，主要學(xué)習(xí)以下問題： 1.遠(yuǎn)距離輸電線路上，P損=I2R=

U損R2，其中（I=

P總U）.2.遠(yuǎn)距離高壓輸電中，P損和U損都能減少.3.交流和直流輸電有其各自的優(yōu)點(diǎn)和不足.4.電站輸出功率由用戶消耗功率決定.四、布置作業(yè)（略0

五、板書設(shè)計(jì)

六、本節(jié)優(yōu)化訓(xùn)練設(shè)計(jì)

1.單相交流發(fā)電機(jī)的路端電壓為220 V，輸出的電功率為4400 W，發(fā)電機(jī)到用戶單根輸電線的電阻為2 Ω，求

（1）用戶得到的電壓和電功率各是多少？

（2）如果用變壓比為1∶10的升壓變壓器升壓后向用戶輸電，用戶處再用變壓比為10∶1的降壓變壓器降壓后使用，那么用戶得到的實(shí)際電壓和電功率又是多少？

2.一條河的流量為Q=40 m3/s，落差為h=5 m.利用它發(fā)電，單相交流發(fā)電機(jī)效率η1=50%，輸出電壓U=400 V，輸電線總電阻R線=5 Ω，電線上允許損失的最大電功率為發(fā)電機(jī)輸出的電功率η2倍,η2=5%，用戶所需電壓為220 V，設(shè)計(jì)輸電線兩端變壓器的原、副線圈匝數(shù)比各是多少？

參考答案：

1.解析（1）不用變壓器，直接輸電時(shí)：

P送4.4?103干線中電流：I== A=20 A

220U送電線上損失的：U損=I·R線=20×2×2 V=80 V P損=I·U損=1600 W 用戶得到的：U戶=220 V-80 V=140 V P戶=P-P損=4400 W-1600 W=2800 W

（2）用變壓器時(shí)，電路如圖所示.U1=10U=2200 V I線=P4400= A=2 A U12200U2=U1-I線R=2200 V-2×4 V=2192 V 所以U戶′=′U2=219.2 V 10P戶=P-I線2×R=4400 W-4×4 W=4384 W 2.解析：發(fā)電機(jī)將水機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，其中： P輸=η1ρQgh=50%×103×40×10×5 W=106 W 輸電線上損失： P損=η2P輸=5×104 W 輸電線上允許輸送的最大電流 I線=P損R線?5?104 A=100 A 5而不用變壓器直接輸送時(shí)，輸電線上電流大?。?I=P輸U(kuò)送106=2500 A?400100 A 為減少電能損失，必須是先升壓后降壓，輸電線路如圖所示.I1=P輸U(kuò)送=2500 A I2=P損R線=100 A I3=P?P損U戶95?1030.95?106 A= A ?22220

nI1所以1?2?

n2I125●備課資料

n1n2''?I3950?I22243 1求解輸電問題的思路

由于發(fā)電機(jī)本身的輸出電壓不可能提高，所以采用高壓輸電時(shí)，在發(fā)電站內(nèi)需用升壓變壓器升壓后再由輸電線輸出，到用電區(qū)再用降壓變壓器降到所需的電壓，在解答有關(guān)遠(yuǎn)距離輸電問題時(shí)，首先要將整個(gè)電路分成幾段進(jìn)行研究，找出跟各段電路相應(yīng)的物理量；然后利用變壓器工作原理和直流電路的基本定律分段列式，最后聯(lián)立求解，進(jìn)行計(jì)算.另外，還需注意以下幾點(diǎn)：

（1）因?yàn)檩旊娋嚯x不變，所以輸電線長度一定.（2）發(fā)電機(jī)的輸出功率通常認(rèn)為是恒定的.（3）輸電導(dǎo)線上的電能損失往往要求不能超過某一規(guī)定值.（4）記熟兩個(gè)基本公式：

電壓關(guān)系：U升=U降+ΔU=IR線 +U降 能量關(guān)系：P出=P損+P降=I2R線+IU降=IU升

●備課資料

汽油機(jī)點(diǎn)火裝置的工作原理

汽車中汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火裝置是利用感應(yīng)圈的原理制成的.感應(yīng)圈是互感現(xiàn)象的重要應(yīng)用之一.它實(shí)際上就是一個(gè)小功率的升壓變壓器.它能將十幾伏的直流低電壓變成數(shù)萬伏的高電壓，是科學(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用來取得高壓的一種電源設(shè)備.感應(yīng)圈的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，主體部分是在一個(gè)用許多薄硅鋼片疊合而成的直條形鐵芯上套有兩個(gè)線圈的變壓器，初級(jí)線圈繞在里層，次級(jí)線圈繞在外層，層間有良好絕緣，整個(gè)變壓器經(jīng)過絕緣處理后放進(jìn)膠木外套筒中，空隙處灌滿了很厚的一層石蠟.圖1 我們知道，恒定直流電是不能變壓的.但不斷的接通與切斷直流電路卻可以產(chǎn)生互感電動(dòng)勢(shì)，這表明斷續(xù)的脈動(dòng)直流電可以進(jìn)行電壓變換.這里通斷電流的機(jī)構(gòu)是采用一個(gè)最簡單的電磁式斷續(xù)器.當(dāng)螺旋調(diào)節(jié)器觸點(diǎn)Z與帶有鐵頭的彈簧片P接觸時(shí)，合上電源開關(guān)S，初級(jí)線圈中有直流電通過，于是鐵芯被磁化吸引彈簧片，但此時(shí)卻切斷了電路；鐵芯失去磁性便放開彈簧片，彈簧片又與觸點(diǎn)Z接觸，電路再度被接通.如此不斷的重復(fù)下去，低壓恒定直流電就變成了脈動(dòng)直流電.由于初級(jí)線圈自感作用的結(jié)果，電流不能突然增大，也不能突然減小，因而變成上升被阻攔，下降被拖延的脈動(dòng)直流.其波形如圖2（a）所示.圖中Δt1時(shí)間內(nèi)的曲線表示電路接通時(shí)，電流上升的情形，而Δt2時(shí)間內(nèi)的曲線則表示電路斷開時(shí)，電流下降的情形，我們知道，由于初級(jí)線圈電流的變化，在初級(jí)和次級(jí)線圈中都會(huì)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì).電流的變化率越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也就越高.由圖可見，由于電路斷開時(shí)電流的變化率比電路接通時(shí)電流的變化率要大得多，所以電路斷開時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也比接通時(shí)高得多.圖2（b）中畫出了次級(jí)的電動(dòng)勢(shì)e2的變化波形.由圖可見，在電路接通時(shí)（Δt1時(shí)間內(nèi)），感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)較小，而電路斷開時(shí)（Δt2時(shí)間內(nèi)），感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)上升至較大的數(shù)值.如果次級(jí)兩端點(diǎn)D、D′相距較近，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的正向與負(fù)向的值都可使DD′間的空氣擊穿而發(fā)生強(qiáng)烈的火花放電.這時(shí)，次級(jí)線圈中就有交變電流通過，其電流變化的規(guī)律與電動(dòng)勢(shì)變化的規(guī)律相同，仍如圖2（b）所示.但是如果D、D′相距較遠(yuǎn)，則當(dāng)電路接通時(shí)，次級(jí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)較小.不足以使空氣擊穿放電，此時(shí)次級(jí)線圈沒有電流通過；只有當(dāng)電路斷開時(shí)，由于次級(jí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)很大，DD′間的空氣被擊穿放電，次級(jí)線圈中才有電流通過.所以這時(shí)次級(jí)的電流是脈沖的直流電，如圖2（c）所示.圖2 由于初級(jí)線圈的自感系數(shù)較大，當(dāng)電路斷開時(shí)，電流的變化率又很大，所以此時(shí)可產(chǎn)生約幾百伏的自感電動(dòng)勢(shì)，比直流電源的電壓要高得多.而且，因?yàn)榇渭?jí)線圈的匝數(shù)N2約為初級(jí)線圈匝數(shù)N1的300倍左右，次級(jí)線圈的電壓將比初級(jí)線圈的電動(dòng)勢(shì)高約300倍，所以，次級(jí)線圈的電動(dòng)勢(shì)可以達(dá)到一萬伏乃至幾萬伏的高壓.因?yàn)閷W(xué)生已經(jīng)知道自感電動(dòng)勢(shì)的大小與電流的變化率有關(guān)，所以上述內(nèi)容可適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行補(bǔ)充，以利于學(xué)生理解自感及變壓器.

第四篇：《電能的輸送》教學(xué)設(shè)計(jì)

2.7電能的輸送

一．教學(xué)目標(biāo)

1.知識(shí)與技能

（1）了解遠(yuǎn)距離輸電的意義。

（2）理解遠(yuǎn)距離輸電中的輸電損耗及解決方案。（3）理解遠(yuǎn)距離輸電的模型并能進(jìn)行計(jì)算。2.過程與方法

培養(yǎng)學(xué)生的閱讀和分析能力． 3.情感、態(tài)度與價(jià)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)生建設(shè)祖國的熱情。

二．教學(xué)重難點(diǎn)

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)際問題的能力． 難點(diǎn)：高壓輸電的道理．

三．教學(xué)用具：多媒體課件、黑板． 四．教學(xué)過程

（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)，通過發(fā)電機(jī)我們可以大量地生產(chǎn)電能．比如，三峽電站通過發(fā)電機(jī)把水的機(jī)械能為電能，發(fā)電功率可達(dá)271.5萬千瓦，這么多的電能當(dāng)然要輸?shù)接秒姷牡胤饺?，發(fā)電站發(fā)出的電能是怎樣輸送到遠(yuǎn)方的呢？今天，我們就來學(xué)習(xí)輸送電能的有關(guān)知識(shí)．

（二）教學(xué)探究

一、讓學(xué)生閱讀課本，然后引導(dǎo)學(xué)生把導(dǎo)學(xué)案上“知識(shí)體系梳理”部分的空填上。1.輸送電能的基本要求是 可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟(jì)

22.設(shè)輸電電流為I，輸電線電阻為r,則輸電線上的功率損失為P損?Ir.輸電線上損失的電壓為U損＝Ir.據(jù)此，可以有兩個(gè)途徑來減少輸電損失。一個(gè)途徑是 減小輸電線上的電阻R，另一個(gè)途徑是 減小輸電電流.3.遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，提高輸電 電壓，是減少電能損失的行之有效的辦法

4.采用電網(wǎng)供電的優(yōu)點(diǎn)：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(shí)，電網(wǎng)可以減少 斷電 的風(fēng)險(xiǎn)，調(diào)劑不同地區(qū)電力供需平衡，保障供電質(zhì)量。

二、讓學(xué)生分組討論導(dǎo)學(xué)案上“基礎(chǔ)學(xué)習(xí)交流”部分的三個(gè)主題內(nèi)容，然后每組請(qǐng)一學(xué)生回答，教師點(diǎn)評(píng)總結(jié)?；A(chǔ)學(xué)習(xí)交流

主題1：輸送電能的基本要求

問題:(1)輸送電能的基本要求是什么？

（2）遠(yuǎn)距離大功率輸電面臨的困難是什么？原因是什么？如何解決？

課件展示結(jié)論：(1)可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟(jì)（2）由于輸電線長，電阻大，當(dāng)電流通過輸電線時(shí)，產(chǎn)生熱量Q，損失一部分電能，同時(shí)輸電線上有電壓降，故又損失一部分電壓.主題2：降低輸電損耗的兩個(gè)途徑

問題：（1）輸電線上的功率損失和電壓損失跟哪些因素有關(guān)？怎樣計(jì)算？

（2）降低輸電損耗的兩個(gè)途徑是什么？

（3）遠(yuǎn)距離輸電時(shí)減少電能損失的最行之有效的辦法是什么？

2課件展示結(jié)論：（1）P損?Ir U損＝Ir（2）降低輸電損耗的兩個(gè)途徑：①減少導(dǎo)線電阻R。②減小輸電線中的電流。（3）提高輸電電壓（高壓輸電），是減少電能損失的行之有效的辦法

主題3：遠(yuǎn)距離輸電模型

問題：（1）大型發(fā)電站發(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？

（2）畫出遠(yuǎn)距離高壓輸電的原理圖，分析基本關(guān)系：（教師引導(dǎo)，學(xué)生自己推導(dǎo)得出關(guān)系式）

I1P1FU1n1I2rP2n2U2線UI3P33n3I4P4n4U4R用

1?P2① 功率關(guān)系： PP3?P4n2I1P4?P1?P線U3n3I4??U4n4I3② 電壓電流關(guān)系： U1?n1?I2

③ 輸電電流： U2U2?U線?U3I2?I3?I線PUPI線＝2?3?線U2U3r線2P線＝I線R線④ 輸電線上損失的電功率和電壓：

三、例題分析

U線＝I線R線課件展示題目，請(qǐng)學(xué)生到黑板上演算解答，教師補(bǔ)充點(diǎn)評(píng)。

例

1、一小型發(fā)電站通過升壓、降壓變壓器把電能輸給用戶。已知發(fā)電機(jī)的輸出功率是500kW，端電壓為500V，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1:5，兩變壓器間輸電線的總電阻為1.5Ω，降壓變壓器的輸出電壓為220V，不計(jì)變壓器的損耗。求：（1）升壓變壓器的副線圈兩端電壓；（2）輸電導(dǎo)線上的功率損失；（3）降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比；（4）用戶得到的功率。

例題2學(xué)生自己練習(xí)，鞏固教學(xué)效果。

例

2、某交流發(fā)電機(jī)輸出功率為5×10 W，輸出電壓為U=1.0×10V，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=380 V.（1）畫出輸電線路的示意圖（標(biāo)明各部分的符號(hào)）

（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）

5四、課堂小結(jié)：

輸電過程電壓、功率損失的計(jì)算、遠(yuǎn)距離高壓輸電的原理圖，記住幾個(gè)基本關(guān)系

五、作業(yè)布置

教材“問題與練習(xí)”1、3、5題

第五篇：八年級(jí)物理電能教學(xué)設(shè)計(jì)

八年級(jí)物理《電能》教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教學(xué)目標(biāo)：

1、知識(shí)與技能

（1）了解電能的各種來源與應(yīng)用；（2）知道電能的單位；（3）會(huì)使用家庭電能表。

2、過程與方法

（1）通過調(diào)查、查閱資料收集電能的各種來源和各種應(yīng)用的知識(shí)，學(xué)習(xí)收集和處理信息的方法；體驗(yàn)電能可以轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。

（2）通過小組的討論與交流，課堂踴躍發(fā)言，了解電能對(duì)促進(jìn)人類社會(huì)進(jìn)步與發(fā)展的重要作用。

3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀

（1）初步認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展具有巨大的促進(jìn)作用；（2）培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的求知欲，使學(xué)生樂于探究日常生產(chǎn)生活中所包含的物理學(xué)知識(shí)，提高學(xué)習(xí)物理的興趣。

二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：

1、認(rèn)識(shí)電能及電源和用電器工作過程中能量的轉(zhuǎn)化情況。

2、學(xué)生對(duì)電能的理解及電能表的相關(guān)知識(shí)。

三、教學(xué)設(shè)計(jì)思路教學(xué)流程：

（一）創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課。

能源是人類社會(huì)發(fā)展進(jìn)步的重要資源之一。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國對(duì)能源的需求日益增長。電能在現(xiàn)代社會(huì)的生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用，我們的生活已離不開電能。教師播放關(guān)于能源的多媒體資料。那么這些電是從哪里來的？（激趣引思，啟發(fā)談話）這節(jié)課我們就一起來學(xué)習(xí)第八章《電功率》的第一節(jié)：電能。

二）探究新知

1、電能

結(jié)合生活中有關(guān)能的概念，使學(xué)生形成初步的能的概念。引導(dǎo)學(xué)生分析電能的來源。引導(dǎo)學(xué)生分析電流經(jīng)過用電器消耗電能的過程。

（1）電能的來源

觀察章首頁，說一說。你知道這是什么嗎？

風(fēng)車田的風(fēng)車是用來發(fā)電的，哪位同學(xué)能簡要地回答風(fēng)車發(fā)出的電是由什么能轉(zhuǎn)化來的？風(fēng)力發(fā)電有什么好處？

除了我們剛才了解的風(fēng)力發(fā)電外，同學(xué)們還知道什么可以發(fā)電？師利用多媒體播放相關(guān)信息。（火力發(fā)電，是用煤來發(fā)電的；水力發(fā)電，例如三峽工程就可以發(fā)電。一些小水電站也都是利用水力發(fā)電的。核電站，我們國家有大亞灣核電站和秦山核電站。太陽能發(fā)電，潮汐也能發(fā)電，地?zé)?、有些廢料垃圾還能發(fā)電。同學(xué)們，可能還有許多尚未開發(fā)的新能源能變成電能，等待著同學(xué)們，利用你們的智慧，利用你們努力學(xué)習(xí)掌握的知識(shí)去開發(fā)、利用，為人類造福。）（2）電能的利用。

今天的人們，已經(jīng)離不開電了。無論走到哪里，都可以看見電能在工作。請(qǐng)同學(xué)們說一說你知道的用電的地方有哪些，電能是怎樣工作的？

〖師〗觀察課本圖8.1-2，并結(jié)合生活實(shí)際，談?wù)勲姵洚?dāng)一個(gè)什么角色?！緦W(xué)生1】電能讓電燈泡發(fā)光，電能通過燈泡轉(zhuǎn)化成了光能。電能還能轉(zhuǎn)變成熱能。如電飯鍋、電爐、電熱水器……。

【學(xué)生2】電風(fēng)扇通電轉(zhuǎn)動(dòng)。

【演示】電動(dòng)玩具車裝上電池，合上開關(guān)，電動(dòng)玩具車會(huì)運(yùn)動(dòng)起來。電能還能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能。如電風(fēng)扇、電動(dòng)車。

【師】電能又轉(zhuǎn)化為我們需要的能量。人們可以把許多形式的能轉(zhuǎn)化為電能，反過來電能又可以轉(zhuǎn)化成許多形式的能，如熱能、機(jī)械能、化學(xué)能。下圖總結(jié)了各種能量與電能間的轉(zhuǎn)化情況，請(qǐng)你再舉一些例子加以說明。

〖思想教育〗隨著我們生活水平的不斷提高，用電的領(lǐng)域會(huì)越來越多，電對(duì)我們的作用也會(huì)越來越重要。所以，我們?cè)诖罅﹂_發(fā)無污染、低能耗的電力資源的同時(shí)，一定要養(yǎng)成節(jié)約用電的好習(xí)慣。

2、電能的單位

提出問題，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)教材相關(guān)內(nèi)容。⑴電能的單位是什么？

⑵電能表銘牌上的各種標(biāo)注是什么含義？ ⑶電能表怎么讀數(shù)？

（學(xué)生閱讀思考，充分利用教材資源，培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力、提取信息的能力和自學(xué)能力。）師：請(qǐng)同學(xué)們回答剛才提出的三個(gè)問題。電能的單位是什么？電能的不同單位是怎樣換算的？

生答：電能的單位有：度、千瓦時(shí)和焦耳，其中千瓦時(shí)和度是一樣的，它是千瓦時(shí)的學(xué)名，其符號(hào)是：kW·h，焦耳是物理學(xué)中最常用的能量的單位，簡稱焦，符號(hào)是J。它們的換算關(guān)系是：1 kW·h＝3．6×106J。

你知道一度電能的作用嗎？

學(xué)生回答后師利用多媒體出示教材上相關(guān)內(nèi)容。讓學(xué)生說一說看過以后你有什么想法？

從以上的這些數(shù)據(jù)，大家知道一度電在我們生活生產(chǎn)中的作用，也應(yīng)該明白我們

在生活中應(yīng)該節(jié)約每一度電。《電能》教學(xué)反思

本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)電能的概念，知道電能的來源及用電器工作過程中，能量的轉(zhuǎn)化情況。

本節(jié)課教學(xué)充分體現(xiàn)了“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的基本理念。

（一）引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。通過課前調(diào)查、查閱資料收集電能的各種來源和各種應(yīng)用的知識(shí)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)收集和處理信息。在課堂上有些知識(shí)比如：電能的單位、電能表的使用等知識(shí)點(diǎn)布置學(xué)生自學(xué)，有利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)。

（二）教會(huì)學(xué)生交流合作。通過小組的討論與交流，課堂踴躍發(fā)言，讓學(xué)生了解電能對(duì)促進(jìn)人類社會(huì)進(jìn)步與發(fā)展的重要作用。

（三）激發(fā)學(xué)生探索創(chuàng)新意識(shí)。

在整個(gè)教學(xué)過程中，我注意突出“自主、協(xié)作、創(chuàng)新”的教育教學(xué)理念，讓學(xué)生在自主、協(xié)作中發(fā)現(xiàn)，在探究中創(chuàng)新，充分發(fā)揮學(xué)生的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性。

（四）采用多媒體教學(xué)手段。

本課教學(xué)采用多媒體課件在屏上顯示為主、黑板上書寫為輔的展示方法，以形象直觀的圖形和動(dòng)態(tài)文字，顯示重要的物理知識(shí)，對(duì)學(xué)生產(chǎn)生感觀上的刺激，以加強(qiáng)他們對(duì)知識(shí)的理解。如教學(xué)中利用多媒體教學(xué)課件使學(xué)生直觀的認(rèn)識(shí)到電能的廣泛來源和應(yīng)用。

教學(xué)中不足之處：教學(xué)要從學(xué)生的學(xué)情出發(fā)，要尊重學(xué)生的個(gè)別差異。這一點(diǎn)仍重視不夠。表現(xiàn)在課堂探究沒能照顧差生，練習(xí)的設(shè)計(jì)沒有梯度，不能使各個(gè)層面的學(xué)生能力都得到培養(yǎng)。