高中物理选修3-2：《2.6电能的输送》教学设计.pdf

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《 电能的输送 》教学设计

一、教材分析
本节课是前面几节知识的实际应用，通过本节的学习加强学生运用所学知识解决实际问
题的能力。本节的知识目标是知道降低输电损耗的两个途径，理解掌握高压输电模型。
本节能力目标是通过思考、讨论、阅读，培养学生阅读、分析、综合和应用能力。本节情感
目标是培养学生遇到问题要认真、全面分析的科学态度， 激发学生投身祖国建设的热情。
本节的教学重点是找出影响远距离输电损失的因素，使学生理解高压输电可减少功率与电压
损失。 难点是理解高压输电原理，区别导线上的输电电压 U 和损失电压 Δ U。
二、教学目标
（一）知识与技能
1．知道“便于远距离输送”是电能的优点，知道输电过程。
2．知道降低输电损耗的两个途径。
3．了解电网供电的优点和意义。
（二）过程与方法
通过思考、讨论、阅读，培养学生阅读、分析、综合和应用能力
（三）情感、态度与价值观
1．培养学生遇到问题要认真、全面分析的科学态度。
2．介绍我国远距离输电概况，激发学生投身祖国建设的热情。
三、教学重难点
教学重点：找出影响远距离输电损失的因素，使学生理解高压输电可减少功率与电压
损失。
教学难点：理解高压输电原理，区别导线上的输电电压 U 和损失电压Δ U。
四、教学方法：自学讨论法、阅读法、讲解法。
五、教学流程 : .
导 提 观 总 提 设 归 得
入 出 察 结 出 计 纳 出
新 问 实 规 问 实 总 结
课 题 验 律 题 验 结 论




六、教学过程：
（一）引入新课
师：人们常把各种形式的能（如水流能、燃料化学能、核能）先转化为电能再进行传输，
这是因为电能可以通过电网来传输，那么电能在由电厂传输给用户过程中要考虑什么问题？
这节课我们就来学习远距离输电的知识，请同学们认真仔细地阅读教材，回答老师提出的下
列问题（屏幕上打出）。
生：阅读并展开激烈的讨论。
（二）进行新课
1．降低输电损耗的两个途径
师：输送电能的基本要求是什么？
生：输送电能的基本要求是：可靠、保质、经济。可靠，是指保证供电线路可靠地工作，
少有故障和停电。保质，就是保证电能的质量，即电压和频率稳定。经济是指输电线路建造
和运行的费用低，电能损耗小。
师：远距离大功率输电面临的困难是什么？
生：在输电线上有功率损失。
师：输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？降低输电损耗的两个
途径是什么？
生 1：由于输电线有电阻，当有电流流过输电线时，有一部分电能转化为电热而损失掉
了。这是输电线上功率损失的主要原因。
生 2：设输电电流为 I，输电线的电阻为 r，则功率损失为Δ P=I2r.
生 3：根据功率损失的表达式Δ P=I2r 可知，要减少输电线上的功率损失，有两种方法：
其一是减小输电线的电阻；其二是减小输电电流。
师：如何减小输电线的电阻呢？ : .
l
生：根据电阻定律可知 r=ρ ，要减小输电线的电阻 r，可采用下述方法：
S
①减小材料的电阻率ρ .银的电阻率最小，但价格昂贵，目前选用电阻率较小的铜或铝
作输电线.
②减小输电线的长度 l 不可行，因为要保证输电距离.
③增加导线的横截面积，可适当增大横截面积。太粗不可能，既不经济又架设困难。
．．．．．．
师：如何减小输电线中的电流呢？阅读并回答教材 49 页“思考与讨论”中的问题。
生：在输电功率一定的条件下，根据 P=UI 可知，要减小输电线中的电流 I，必须提高
输电电压 U，这就是采用高压输电的道理。
师：以上两个途径中，哪一个对于降低输电线路的损耗更有效？举例说明。
生：采用高压输电。在输电电流一定的情况下，线路电阻减为原来的一半，线路中损耗
1
的功率减为原来的 。在线路电阻一定的情况下，电压提高一倍，线路中的电流减为一半，
2
1
而损耗的功率减为原来的 。
4
师：大型发电机发出的电压不符合远距离输电的要求，怎么办？而到达目的地的电压也
不符合用户的要求，怎么办？
生：在发电机处用升压变压器升高电压，在用户处用降压变压器降低电压.
师：投影片展示我国远距离高压输电情况及远距离高压输电的原理。如下图所示。

设发电机的输出功率为 P，则功率损失为Δ P=I 2R
2
用户得到的功率为 P =P-Δ P.
用
输电线路上的电压损失为：Δ U=I R，则 U =U -Δ U.
2 3 2
师：目前，我国常用的远距离输电采用的电压有哪几种？
生：有 110 kV、220 kV、330 kV，输电干线采用 500 kV 的超高压，西北电网正在建设
750kV 的线路。 : .
师：是不是输电电压越高越好？为什么？
生：不是。电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。实际输送电能
时，要综合考虑，如输送功率的大小、距离的远近、技术和经济要求等，要依照不同情况选
择合适的输电电压。
2．电网供电
师：采用电网供电的优点是什么？
生：可以在能源产地使用大容量发电机组，降低一次能源的输送成本，获得最大的经济
效益。同时，电网可以减少断电的风险，调剂不同地区电力供需平衡，保障供电质量。
3．例题精讲
（投影例题）
例 某交流发电机输出功率为 5× W，输出电压为 U=× V，假如输电线的
总电阻 R=10 Ω，在输电线上损失的电功率等于输电功率的 5%，用户使用电压 U=380 V.
（1）画出输电线路的示意图（下图）。（标明各部分的符号）
（2）所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少？（使用的变压器是理想变
压器）
解析：引导学生画出电路。

引导学生写出各部分关系式
U∶U =n ∶n I ∶I =n ∶n
1 1 2 2 1 1 2
U ∶U =n ′∶n ′ I ∶I =n ′∶n ′
2 用 1 2 3 2 1 2
U =U +U P=P +P P =I 2·R
1 损 2 损 用户 损 2
P
解：I = =500 A
1 U
P =5%P=5%×5×105 W=×104 W
损 : .
P =I 2R
损 2
P
I = 损 =50 A
2
R
P P  P 105
I = 用户 = 损 =
3
U U 380
用户 用户
n I 50 1
所以 1  2  
n I 500 10
2 1
n I 105 25
1  3  
n I 380 50 1
2 2
（三）课堂总结、点评
通过本节学习，主要学习以下问题：
1．降低输电损耗的两个途径：减小线路电阻和减小输电电流。减小输电电流是最有效
的途径。
U 2 P
远距离输电线路上，P =I2r= 损 ，其中（I= 总 ）。采用高压输电可以达到减小输电
损 r U
电流的目的。
2．电网供电的优点
课堂操作流程：
1、新课引入（3 分钟）
2、降低输电损耗的两个途径（12 分钟）
3、典型例题分析（12 分钟）
得出理想变压器原、副线圈两端的电压跟它们的匝数成正比的关系
4、学生总结（5 分钟）
5、完成课堂达标（5 分钟）





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