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2019-2020年高中物理 2.7遠(yuǎn)距離輸電教案 粵教版選修3-2 一、教學(xué)目標(biāo) 1．了解遠(yuǎn)距離輸電的原理 2．理解U輸、U線、U用、P輸、P線、P用、I輸、I線、I用 概念及相互關(guān)系。 二、重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)及解決辦法 1．重點(diǎn) (1)理論分析如何減少輸電過(guò)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(guò)自學(xué)、教師講解、例題分析、實(shí)驗(yàn)演示來(lái)逐步突破重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)。 三、教具準(zhǔn)備 可拆式變壓器(2臺(tái))、 導(dǎo)線若干(其中兩根阻值約與小電珠相等)、小電珠(2．5V、0.3A)、學(xué)生電源 四、教學(xué)步驟 1．布置學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，并事先給出預(yù)習(xí)過(guò)程應(yīng)解決的問(wèn)題 幻燈顯示 ①為什么要進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電？ ②輸電過(guò)程主要考慮什么問(wèn)題？ ③為什么輸電過(guò)程有電能損失？ ④減少電能損失有什么方法，各適用于什么情況？ 在學(xué)生個(gè)別提問(wèn)相互補(bǔ)充的基礎(chǔ)上完整答案如下 ①由于電站、電廠利用能源的特殊性，它發(fā)出的電常常要輸送給距離甚遠(yuǎn)的用戶。 ②在輸電過(guò)程中輸送效率的高低成了我們的首要問(wèn)題，當(dāng)然是效率越高越好。 ③由于輸電導(dǎo)線有電阻，且又有電流通過(guò)，根據(jù)焦耳定律Q＝I2Rt輸電過(guò)程中必有一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，顯然這種損耗越小，輸送的效率就越高。 ④Q＝I2Rt如何減小輸電時(shí)的Q． A．t是要確保的，通過(guò)減少t來(lái)減少Q(mào)線是沒(méi)有意義的。 a．縮短l由于兩地距離確定、沒(méi)有實(shí)際意義。 b．增大S 受經(jīng)濟(jì)及架設(shè)條件限制只限短距離輸電采用。 c．減少ρ換用銀那么也受經(jīng)濟(jì)條件約束，也是不現(xiàn)實(shí)的，效果也不明顯。若正在研究的超導(dǎo)材料能批量生產(chǎn)且價(jià)格便宜，倒是可以采用。 C．減少IQ 與I2成正比因而若輸送電功率一定，又因?yàn)? 所以可采用提高電壓來(lái)減少電流I輸 幻燈顯示 例 一小型水電站輸出的電功率為20KW，輸電線總電阻為5Ω如果發(fā)電機(jī)輸出電壓為400V，且直接進(jìn)行輸電，輸電導(dǎo)線上損失的電功率為多少？ 若改為xxV電壓輸電，則輸電導(dǎo)線上損失電功率又為多少？ 用xxV輸電時(shí)，這所使用升壓變壓器、降壓變壓器的原副線圈匝數(shù)比為多少？ P線＝I12R＝25005W=12500W P線=I2R2＝1005W＝500W 教師講解時(shí)要求學(xué)生必須畫出輸電示意圖如下 分析U輸、U線、U用、P輸、P線、P用、I輸、I線、I用的關(guān)系 I輸=I線=I用 U輸=U線+U用 P輸=P線+P用 從本題的解答中你發(fā)現(xiàn)什么？ 輸電電壓提高幾倍？輸電線上電壓損失為原來(lái)幾倍？輸電線上損失的電 能為原來(lái)的幾倍？ 電壓提高了5倍，輸電線上損失的電壓減為原來(lái)的1/5電線上的損失，電功率減為原來(lái)的1/25 強(qiáng)調(diào)①歐姆定律使用時(shí)必須注意物理量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 那如何將輸電電壓提高呢？ 變壓器。 用變壓器提高電壓輸送電能，到達(dá)目的地后，必須用降壓器使電壓降低，以便供給用戶。 畫出輸送示意圖下示 升壓變壓器輸入電壓用U1輸出電壓用U2表示， 降壓變壓器輸入電壓用U3輸出電壓用U4表示， 升壓變壓器輸入電流用I1輸出電流用I2表示， 降壓變壓器輸入電流用I3輸出電流用I4表示， 升壓變壓器的輸入功率P1輸出功率用P2表示， 降壓變壓器的輸入功率P3輸出功率用P4表示， 若是理想變壓器則能得出這些物理量間是什么關(guān)系？ 升壓變壓器副線圈輸電導(dǎo)線、降壓變壓器組成一個(gè)回路，有以下關(guān)系 練習(xí) 某發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U1，用戶得到的電壓為U2，輸電線電阻為R，通過(guò)輸電線的電流強(qiáng)度為I則輸電導(dǎo)線上損失的電功率 A．I2R B．U12/R C．(U1－U2)I/R D．(U1－U2)2/R 接下來(lái)請(qǐng)同學(xué)們注意觀察演示實(shí)驗(yàn)并表達(dá)觀察所得到的現(xiàn)象。 出示幻燈并向?qū)W生介紹電路，然后演示。 甲圖中燈泡很暗幾乎不亮，而乙圖較亮 這說(shuō)明了什么問(wèn)題 說(shuō)明提高輸電電壓后電能損失減少 從上述分析及實(shí)驗(yàn)演示我們知道提高輸電電壓是進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電切實(shí)可行的辦法，下面請(qǐng)同學(xué)來(lái)看我們國(guó)家輸電線路示意圖。 掛出掛圖 師生共同對(duì)照掛圖，了解我國(guó)輸電情況 五、總結(jié)、擴(kuò)展 2．高壓輸電是遠(yuǎn)距離輸電過(guò)程中減少電能損失的科學(xué)方法，那么P線=(P線/U線)2R 3．高壓輸電原理示意圖 六、板書設(shè)計(jì) 遠(yuǎn)距離輸電 2．遠(yuǎn)距離輸電示意圖 I2＝I線＝I3 U2＝U線+U3 P2＝P線+P3