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電能的輸送教案示例
電能的輸送教案示例
(一)教學(xué)目的
1.了解電能輸送過程。
2.知道高壓輸電的道理。
3.培養(yǎng)學(xué)生運用物理規(guī)律和公式分析實際問題的能力。
(二)教具
1.電能輸送過程的掛圖一幅(帶有透明膠)。
2.小黑板一塊(抄有題目)。
(三)教學(xué)過程
1.引入新課
講述:前面我們學(xué)習了電磁感應(yīng)現(xiàn)象和發(fā)電機,通過發(fā)電機我們可以大量地生產(chǎn)電能。比如,葛洲壩電站通過發(fā)電機把水的機械能轉(zhuǎn)化為電能,發(fā)電功率可達271.5萬千瓦,這么多的電能當然要輸?shù)接秒姷牡胤饺,今天,我們就來學(xué)習輸送電能的有關(guān)知識。
板書:〈第三節(jié)電能的輸送〉
2.進行新課
(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?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)驗作介紹。
板書:〈1.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)遠距離輸電為什么要用高電壓?
提問:為什么遠距離輸電要用高電壓呢?學(xué)生思考片刻之后,教師說:這個實際問題就是我們今天討論的重點。
板書:〈2.高壓輸電的道理〉
分析和討論的思路是: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)線當然有電阻,如果導(dǎo)線很短,電阻很小可忽略,而遠距離輸電時,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,請學(xué)生計算:河南平頂山至湖北武昌的高壓輸電線電阻約400歐,如果通的電流是1安,每秒鐘導(dǎo)線發(fā)熱多少?學(xué)生計算之后,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,必須設(shè)法減小導(dǎo)線發(fā)熱損失。
提問: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:一是減小輸電時間t,二是減小輸電線電阻R,三是減小輸電電流I。
提問:哪種方法能被實際使用呢?
討論:第一種方法等于停電,沒有實際價值。第二種方法從材料、長度、粗細三方面來說都有實際困難。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Q=I2Rt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,我們將會看到這種辦法也是很可行的。
板書結(jié)論:〈①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,才有實際意義。
板書:〈②輸電功率必須足夠大!
提問:怎樣才能滿足上述兩個要求呢?
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。
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!
(3)變壓器能把交流電的電壓升高(或降低)
講解:在發(fā)電站都要安裝用來升壓的變壓器,實現(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,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〉
(4)引導(dǎo)學(xué)生看課本的最后兩個自然段,了解我國輸電電壓,知道輸送電能的優(yōu)越性。
3.小結(jié):輸電過程、高壓輸電的道理。
4.作業(yè):出示小黑板上的題目。
葛洲壩電站發(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?如果輸電線電阻是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)說明:
1.本節(jié)是應(yīng)用物理規(guī)律和公式分析實際問題,采用討論式的教學(xué)方式較好。
2.對于高壓輸電,學(xué)生可能會提出這樣的問題:高壓輸電時電壓很高,怎么會使電流減小呢?這不與歐姆定律矛盾嗎?如果學(xué)生提出這樣的問題,教師可作如下解釋:變壓器并不遵循歐姆定律工作,它的工作原理要到高中以后再學(xué)習。
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