2017-2018学年沪科版九年级物理（全一册）第18章（导）学案：18.3电能的输送

文档20172018学年沪科版九年级物理（全一册）第18章（导）学案：18.3电能的输送一、教学内容本节课的教学内容选自沪科版九年级物理（全一册）第18章第3节“电能的输送”。本节主要介绍电能的输送原理，包括电压、电流与电功率的关系，以及如何提高电能输送的效率。通过本节课的学习，使学生掌握电能输送的基本原理，能够计算电流做功的功率，并能够分析实际生活中的电能输送问题。二、教学目标1.理解电能输送的基本原理，掌握电压、电流与电功率的关系。2.能够计算电流做功的功率，并能够分析实际生活中的电能输送问题。3.培养学生的动手操作能力，提高学生分析问题和解决问题的能力。三、教学难点与重点重点：电能输送的基本原理，电压、电流与电功率的关系。难点：如何提高电能输送的效率，电流做功的功率计算。四、教具与学具准备教具：多媒体课件、黑板、粉笔、实验器材（电压源、电流表、电阻器等）。学具：教材、笔记本、实验报告单。五、教学过程1.实践情景引入：以家庭电路为例，让学生思考为什么家庭电路的电压是220V，而不是其他电压？2.知识讲解：讲解电能输送的基本原理，电压、电流与电功率的关系。3.例题讲解：举例讲解如何计算电流做功的功率，并分析实际生活中的电能输送问题。4.随堂练习：让学生运用所学知识，计算实验报告中给出的电能输送问题。5.动手实验：安排学生进行实验，测量电压、电流和功率，验证所学知识。6.课堂讨论：让学生分享实验心得，讨论如何提高电能输送的效率。8.课后作业：布置作业，让学生巩固所学知识。六、板书设计板书内容：电能输送的基本原理，电压、电流与电功率的关系。七、作业设计作业题目：电压（V）电流（A）电阻（Ω）220460110212答案：功率（W）功率（W）9600240电压（V）电流（A）电阻（Ω）220460110812八、课后反思及拓展延伸课后反思：本节课通过实践情景引入，使学生思考家庭电路电压的选择原因，激发了学生的学习兴趣。在知识讲解环节，通过例题讲解和随堂练习，使学生掌握了电能输送的基本原理和功率计算方法。动手实验环节，让学生亲自测量电压、电流和功率，增强了学生的动手操作能力。课堂讨论环节，让学生分享实验心得，讨论如何提高电能输送的效率，提高了学生的分析问题和解决问题的能力。拓展延伸：让学生进一步研究电能输送的损失，探讨如何减少电能损失，提高电能输送的效率。可以引导学生从电路设计、设备选型、线路敷设等方面进行研究，培养学生的创新意识和实践能力。重点和难点解析在上述教学设计中，我们需要重点关注“电能输送的效率”这一细节。电能输送的效率是衡量电能传输过程中能量损失的重要指标，它直接关系到电能的合理利用和能源节约。在现实生活中，提高电能输送效率具有重要意义，不仅可以减少能源浪费，降低电能成本，还能提高电力系统的稳定性和可靠性。一、电能输送效率的定义和计算电能输送效率是指电能输送过程中有用功与输入电能的比值。其计算公式为：\[\eta=\frac{W_{\text{有用}}}{W_{\text{输入}}}\times100\%\]其中，\(W_{\text{有用}}\)表示电能输送过程中实际转化为有用功的能量，\(W_{\text{输入}}\)表示输入的总电能。二、影响电能输送效率的因素1.电阻：电阻是导致电能损失的主要原因。根据欧姆定律，电流通过电阻时会产生热量，这部分热量即为电能的损失。电阻越小，电能损失越少，效率越高。2.电压：电压的高低直接影响电流的大小。在输送相同功率的情况下，电压越高，电流越小，电能损失随之减小。因此，高压输电可以提高电能输送效率。3.电流：电流越大，电能损失越大。电流的热效应导致电能转化为热能，从而造成损失。因此，减小电流可以降低电能损失。4.线路长度和敷设方式：线路长度越长，电阻越大，电能损失越多。同时，线路的敷设方式也会影响电能损失，如采用地下敷设可以减小电阻，降低电能损失。三、提高电能输送效率的措施1.提高输电电压：高压输电可以减小电流，降低电能损失。目前，超高压和特高压输电技术已经得到广泛应用。2.优化线路设计：合理选择线路材料和截面积，减小电阻。采用地下敷设可以降低线路电阻，减少电能损失。3.改进输电技术：采用交流输电和直流输电技术，可以提高电能输送效率。例如，采用高压直流输电（HVDC）技术，可以实现远距离大功率输电，降低电能损失。4.电力系统调度：通过电力系统调度，合理分配电力资源，优化发电、输电和用电环节，提高电能利用效率。5.节能减排：鼓励节能产品和技术的应用，减少终端用电设备的电能消耗，从而降低电能输送过程中的损失。四、实例分析以我国为例，我国电力系统采用了大量的超高压和特高压输电线路，以提高电能输送效率。例如，我国已经建设了多条特高压输电线路，如“皖电东送”、“南疆线”等，这些线路的建成投运，大大提高了电能输送效率，降低了电能损失。我国还积极开展电力系统调度优化研究，推进智能电网建设，实现电力资源的合理配置和高效利用。在终端用电环节，我国大力推广节能技术，如节能灯具、高效家电等，降低终端用电设备的电能消耗。提高电能输送效率是实现能源节约和可持续发展的重要途径。通过对电能输送过程中损失的分析，采取相应的措施，可以有效提高电能输送效率，为我国电力系统的发展和能源节约作出贡献。继续五、教学过程（细节补充和说明）1.实践情景引入：以家庭电路为例，让学生思考为什么家庭电路的电压是220V，而不是其他电压？引导学生关注电压与电能输送的关系。2.知识讲解：讲解电能输送的基本原理，电压、电流与电功率的关系。详细解释电压、电流与电功率之间的数学关系，以及如何通过改变电压、电流来提高电能输送效率。3.例题讲解：举例讲解如何计算电流做功的功率，并分析实际生活中的电能输送问题。通过具体的例题，让学生理解电能输送效率的计算方法，以及如何分析实际问题。4.随堂练习：让学生运用所学知识，计算实验报告中给出的电能输送问题。通过实际问题的计算，加深学生对电能输送效率的理解。5.动手实验：安排学生进行实验，测量电压、电流和功率，验证所学知识。在实验过程中，引导学生关注实验数据的准确性，以及如何通过实验结果来分析电能输送效率。6.课堂讨论：让学生分享实验心得，讨论如何提高电能输送的效率。引导学生从理论和实践两个角度来思考电能输送效率的提高方法。8.课后作业：布置作业，让学生巩固所学知识。作业题目应紧密结合实际，让学生能够将所学知识应用到实际问题中。六、板书设计（细节补充和说明）板书内容：电能输送的基本原理，电压、电流与电功率的关系。在板书设计中，应当突出电压、电流与电功率之间的关系，以及如何通过改变电压、电流来提高电能输送效率。可以使用图表、公式等形式，清晰地展示电能输送的基本原理和计算方法。七、作业设计（细节补充和说明）题目1：假设有一条长度为100公里的输电线路，电阻为0.1欧姆，输电电压为220kV。求该输电线路的电能损失百分比。答案：计算输电线路的电流：\[I=\frac{P}{U}=\frac{100\times10^6\text{W}}{220\times10^3\text{V}}\approx454.5\text{A}\]然后计算电能损失：\[W_{\text{损失}}=I^2RL=(454.5\text{A})^2\times0.1\text{Ω}\times100\text{km}\approx20.8\times10^6\text{J}\]计算电能损失百分比：\[\eta=\frac{W_{\text{损失}}}{W_{\text{输入}}}\times100\%=\frac{20.8\times10^6\text{J}}{100\times10^6\text{J}}\times100\%\approx20.8\%\]题目2：有一台电动机，其输入功率为10kW，效率为80%。求该电动机的输出功率和电能损失。答案：计算电动机的输出功率：\[P_{\text{输出}}=P_{\text{输入}}\eta=