高二物理電能的輸送教案設計

　　第1課時

　　一、教學目的：

　　1.瞭解電能輸送的過程。

　　2.知道高壓輸電的道理。

　　3.培養學生把物理規律應用於實際的能力和用公式分析實際問題的能力。

　　二、教學重點：培養學生把物理規律應用於實際的能力和用公式分析實際問題的能力。

　　三、教學難點：傳輸電路中電功率轉化及電損耗的計算。

　　四、教學方法：討論，講解

　　五、教學過程：

　　(一)引入新課

　　講述：前面我們學習了電磁感應現象和發電機，透過發電機我們可以大量地生產電能。比如，葛洲壩電站透過發電機把水的機械能轉化為電能，發電功率可達271.5萬千瓦，這麼多的電能當然要輸送到用電的地方去，今天，我們就來學習輸送電能的有關知識。

　　(二)進行新課

　　1.輸送電能的過程

　　提問：發電站發出的電能是怎樣輸送到遠方的'呢?如：葛洲壩電站發出的電是怎樣輸到武漢、上海等地的呢?很多學生憑生活經驗能回答：是透過電線輸送的。在教師的啟發下學生可以回答：是透過架設很高的、很粗的高壓電線輸送的。

　　出示：電能輸送掛圖，並結合學生生活經驗作介紹。

　　2.遠距離輸電為什麼要用高電壓?

　　提問：為什麼遠距離輸電要用高電壓呢?學生思考片刻之後，教師說：這個實際問題就是我們今天要討論的重點。

　　板書：(高壓輸電的道理)

　　分析討論的思路是：輸電導線(電阻) 發熱損失電能減小損失

　　講解：輸電要用導線，導線當然有電阻，如果導線很短，電阻很小可忽略，而遠距離輸電時，導線很長，電阻大不能忽略。列舉課本上的一組資料。電流透過很長的導線要發出大量的熱，請學生計算：河南平頂山至湖北武昌的高壓輸電線電阻約400歐，如果輸電線的電流是1安，每秒鐘導線發熱多少?學生計算之後，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，必須要儘量減小導線發熱損失。

　　提問：如何減小導線發熱呢?

　　分析：由焦耳定律Q=I2Rt，減小發熱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：第一種方法等於停電，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。通過後面的學習，我們將會看到這種辦法也是可行的。

　　板書結論：(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，才有實際意義。

　　板書：(B：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5，如果發電機輸出電壓為400V，且直接進行輸電，輸電導線上損失的電功率為多少?

　　若改為2000V電壓輸電，則輸電導線上損失電功率又為多少?

　　用2000V輸電時，所使用的升壓變壓器、降壓變壓器的原副線圈匝數比為多少?

　　P=U1I1 I1= A=50A

　　P線=I12R=25005W=12500W

　　P=U2I2 I2= A=10A P線=I22R2=1005W=500W

　　教師講解時要求學生必須畫出輸電示意圖如下