高中二年級上學期物理《電能的輸送》教學設計

《3.4電能的輸送》教學設計一、教材分析《電能的輸送》是《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》選擇性必修第二冊模塊中“電磁感應及其應用”主題下的內容。課程標準要求為：知道遠距離輸電時通常采用高壓輸電的原因。《普通高中物理課程標準(2017年版)解讀》對課程標準的解讀為：本節(jié)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(fā)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。本節(jié)微課的內容是降低電能消耗的兩種途徑。希望幫助學生科學地、全面地認識問題，逐步樹立正確地分析問題、認識問題的觀點和方法。二、學情分析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。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。輸配電過程在初中物理中已經有一個大致的了解，這里要求在初中基礎上對輸配電有更深的了解。三、教學目標與核心素養(yǎng)①物理觀念：了解電能的輸送過程中電壓與功率都存在著必然的損耗。②科學思維：知道降低輸電損耗的兩個途徑要從控制輸電電阻，提高輸電電壓作為出發(fā)點來進行研究，提升根據(jù)理論公式指導實際的思維能力。③科學探究：培養(yǎng)學生運用物理規(guī)律和公式分析解決實際問題的能力。④科學態(tài)度與責任：養(yǎng)成利用理論公式知道實際的學習態(tài)度，通過對課本拓展知識的學習了解電能輸送技術的發(fā)展歷史，不斷提升理論結合實際解決問題的能力。四、教學重難點【教學重點】降低電能消耗的兩種途徑?！窘虒W難點】降低電能消耗的兩種途徑。五、教學過程例如西氣東輸這樣的工程，我們需要將電從西部遠距離輸送到東部，在這個過程中必然會有很大的能量損耗，我們如何才能減少輸送過程中的能量損耗呢？首先，我們需要思考什么可能導致電能損耗我們知道在運輸過程中，電線是有電阻的，所以會存在能量損耗，輸電線上損失的功率應當?shù)扔谕ㄟ^這個公式我們可以知道減少損失功率，可以通過減小輸電線的電阻和減小輸電導線中的電流。首先我們看一看如何可以減小輸電線的電阻。通過電阻定律R=PL/S可以知道電阻大小與電阻率，長度，橫截面積有關。在輸送距離一定的情況下，我們無法減小L,為了減小電阻，應當選用電阻率小的金屬材料，且在經濟的情況下，我們可以選用銅、鋁來制造輸電線。此外，還要盡可能增加導線的橫截面積。但是，導線橫截面積的增加是有一定限度的。過粗的導線會耗費太多的金屬。另一個途徑是減小輸電導線中的電流。為此，我們一起來思考一下這個問題1.在輸電電流一定的情況下，如果線路的電阻減為原來的一半，線路上損失的功率減為原來的幾分之一?在線路電阻一定的情況下，如果輸電電流減為原來的一半線路上損失的功率減為原來的幾分之一?2.通過第2步的兩項計算，你認為哪個途徑對于降低輸電線路的損耗更為有效?3.怎樣計算用戶消耗的功率P?4.在保證用戶的電功率的前提下，怎樣才能減小輸電電流？根據(jù)公式：，如果將電阻減為原來的一半，那么損失的功率也為原來的一半如果將電流減為原來的一半，那么功率將變?yōu)樵瓉淼?/4.所以我們不難發(fā)現(xiàn)，減小電流對降低功率損耗更有效。要想在用戶得到的功率不變的前提下降低電流I，那就要提高輸送電壓U。遠距離輸電時，為了降低輸電線路中的損耗，就要減小輸電電流；為了減小輸電電流，同時又要保證向用戶提供一定的電功率，就要提高輸電電壓?，F(xiàn)代遠距離輸電的電壓都很高。目前我國遠距離輸電采用的