人教版高中物理選擇性必修第二冊(cè)《電能的輸送》教學(xué)設(shè)計(jì)

人教版高中物理選擇性必修第二冊(cè)《電能的輸送》教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)1.1知識(shí)目標(biāo)掌握電力系統(tǒng)的基本組成、輸電線(xiàn)路的基本結(jié)構(gòu)和隧道效應(yīng)的原理；理解導(dǎo)線(xiàn)的電阻、絕緣、電感和電容的影響；知道電導(dǎo)、電納、電抗的概念；了解變壓器原理及其應(yīng)用；了解高壓直流輸電與交流輸電的優(yōu)缺點(diǎn)。1.2能力目標(biāo)能夠通過(guò)計(jì)算確定傳統(tǒng)輸電線(xiàn)路的電流、電壓、損耗等；能夠分析變壓器的基本結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和工作原理；能夠提出高壓直流輸電的優(yōu)點(diǎn)并根據(jù)實(shí)例考慮交流輸電和直流輸電系統(tǒng)的選擇。1.3情感目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)技術(shù)思維；提高學(xué)生對(duì)電力工業(yè)的工作和應(yīng)用的興趣。二、教學(xué)內(nèi)容2.1電力系統(tǒng)的基本組成電力系統(tǒng)主要由發(fā)電廠(chǎng)、變電站和送電線(xiàn)路組成。發(fā)電廠(chǎng)是以燃煤、水、風(fēng)、核能等能源為原料，通過(guò)能量轉(zhuǎn)換裝置，將一種或幾種形式的能源轉(zhuǎn)化為電能的設(shè)備。變電站主要用于對(duì)發(fā)電廠(chǎng)輸出的電能進(jìn)行升壓或降壓、控制、分配和保護(hù)等作用。送電線(xiàn)路是將電力從發(fā)電站送到高壓、中壓和低壓用戶(hù)。2.2輸電線(xiàn)路的基本結(jié)構(gòu)和隧道效應(yīng)的原理輸電線(xiàn)路由導(dǎo)線(xiàn)、絕緣子、桿塔等構(gòu)成。導(dǎo)線(xiàn)是輸電電路中傳遞電能的導(dǎo)體，應(yīng)具有良好的導(dǎo)電性能、機(jī)械強(qiáng)度、耐腐蝕性和耐熱性。絕緣子用于將導(dǎo)線(xiàn)與桿塔等構(gòu)件隔離，以防止電線(xiàn)與構(gòu)件之間擊穿。桿塔是輸電線(xiàn)路的主要支撐結(jié)構(gòu)件。在輸電線(xiàn)路中，當(dāng)高電壓導(dǎo)線(xiàn)與公共物體形成電容器時(shí)，就會(huì)發(fā)生變形電流，即隧道效應(yīng)。這種效應(yīng)尤其嚴(yán)重，在輸電線(xiàn)路占據(jù)的地面以及其周?chē)写罅康膶?dǎo)電物體時(shí)。2.3導(dǎo)線(xiàn)的電阻、絕緣、電感和電容的影響導(dǎo)線(xiàn)的電阻會(huì)使得線(xiàn)路在運(yùn)行中產(chǎn)生一定的功率損耗，影響輸電的效率；絕緣可以保護(hù)導(dǎo)線(xiàn)、絕緣子等構(gòu)件不被電擊、擊穿；導(dǎo)線(xiàn)的電感和電容分別會(huì)使得輸電線(xiàn)路產(chǎn)生電感感應(yīng)和電容效應(yīng)，影響輸電線(xiàn)路中的電流、電壓和功率。2.4電導(dǎo)、電納、電抗的概念電導(dǎo)是指電流單位電壓下通過(guò)導(dǎo)體的電流強(qiáng)度，通常用電導(dǎo)率來(lái)衡量；電納是指電路耗電的能力，包括電阻和電抗的影響。其中，電阻實(shí)際上就是電導(dǎo)的倒數(shù)，而電抗是指在交流電路中，導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)對(duì)電流的阻礙作用，它受到電感和電容的影響。2.5變壓器原理及其應(yīng)用變壓器是一種用于變換交流電壓的電力設(shè)備，主要由兩個(gè)線(xiàn)圈組成。當(dāng)一個(gè)線(xiàn)圈中有電流通過(guò)時(shí)，會(huì)在另一個(gè)線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)電壓的升高或降低。變壓器可以實(shí)現(xiàn)電能在輸電與配電系統(tǒng)之間的互換，即升壓、降壓、變頻等。2.6高壓直流輸電與交流輸電的優(yōu)缺點(diǎn)高壓直流輸電和交流輸電各有優(yōu)缺點(diǎn)。由于直流電在輸電過(guò)程中不會(huì)發(fā)生電感感應(yīng)和電容效應(yīng)，從而降低了輸電線(xiàn)路的電阻、電感和電容。此外，高壓直流輸電可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程輸電和大容量輸電，具有技術(shù)創(chuàng)新和極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。三、教學(xué)方法3.1多媒體教學(xué)采用多媒體教學(xué)可以使得學(xué)生更加直觀地了解電力系統(tǒng)的基本組成、輸電線(xiàn)路的基本結(jié)構(gòu)和變壓器的原理等知識(shí)點(diǎn)，從而更好地理解和掌握相關(guān)知識(shí)。3.2課堂互動(dòng)通過(guò)課堂互動(dòng)，教師可以切實(shí)了解學(xué)生的掌握情況，及時(shí)針對(duì)學(xué)生的困難和問(wèn)題進(jìn)行解答，使學(xué)生更好地理解相關(guān)知識(shí)。3.3實(shí)驗(yàn)探究通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生可以更加直觀地感受電阻、電容、電感等對(duì)于電流、電壓和功率的影響，從而更好地理解相關(guān)知識(shí)，提高學(xué)習(xí)的興趣和積極性。四、教學(xué)過(guò)程4.1導(dǎo)入環(huán)節(jié)通過(guò)多媒體教學(xué)，向?qū)W生介紹電力系統(tǒng)的基本組成及其重要性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本章內(nèi)容的興趣。4.2講解與練習(xí)首先，通過(guò)多媒體教學(xué)，向?qū)W生詳細(xì)講解輸電線(xiàn)路的基本結(jié)構(gòu)和隧道效應(yīng)的原理，以及導(dǎo)線(xiàn)的電阻、絕緣、電感和電容對(duì)于輸電線(xiàn)路中的電流、電壓和功率的影響。其次，教師在黑板上講解電導(dǎo)、電納和電抗的概念，以及變壓器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，并提供實(shí)例進(jìn)行講解和練習(xí)，讓學(xué)生更好地掌握相關(guān)知識(shí)。4.3實(shí)驗(yàn)探究通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究的方式，讓學(xué)生更直觀地感受導(dǎo)線(xiàn)的電阻、絕緣、電感和電容等對(duì)于電路中的電流、電壓和功率的影響，從而更好地加深對(duì)于相關(guān)知識(shí)的理解。4.4總結(jié)與歸納通過(guò)課堂互動(dòng)的方式，教師和學(xué)生共同總結(jié)本章的主要知識(shí)點(diǎn)和難點(diǎn)，并提供習(xí)題進(jìn)行練習(xí)和回顧，以便學(xué)生更好地掌握和理解相關(guān)知識(shí)。五、教學(xué)評(píng)價(jià)通過(guò)學(xué)生的考試成