高中二年级上学期物理《电能的输送》教学设计

《3.4电能的输送》教学设计一、教材分析《电能的输送》是《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》选择性必修第二册模块中“电磁感应及其应用”主题下的内容。课程标准要求为：知道远距离输电时通常采用高压输电的原因。《普通高中物理课程标准(2017年版)解读》对课程标准的解读为：本节内容是电磁感应和交变电流知识在生产生活中的实际应用。教材首先通过“问题”栏目，从能量角度提出“远距离输电中，如何减少电能的损耗”的问题，引发学生思考。接着从能量损耗的表达式分析减少能量损耗的两种方法，并分析得到降低电流能更有效的减少能耗。从降低电流方法提出提高输电电压的解决方法。本节微课的内容是降低电能消耗的两种途径。希望帮助学生科学地、全面地认识问题，逐步树立正确地分析问题、认识问题的观点和方法。二、学情分析学生已经学习了焦耳定律、变压器等内容，知道导线具有电阻，产生焦耳热，知道电能损耗。在实际生活中学生已经知道高压输电概念，但还不理解为什么采用高压输电可以降低能量损耗。输配电过程在初中物理中已经有一个大致的了解，这里要求在初中基础上对输配电有更深的了解。三、教学目标与核心素养①物理观念：了解电能的输送过程中电压与功率都存在着必然的损耗。②科学思维：知道降低输电损耗的两个途径要从控制输电电阻，提高输电电压作为出发点来进行研究，提升根据理论公式指导实际的思维能力。③科学探究：培养学生运用物理规律和公式分析解决实际问题的能力。④科学态度与责任：养成利用理论公式知道实际的学习态度，通过对课本拓展知识的学习了解电能输送技术的发展历史，不断提升理论结合实际解决问题的能力。四、教学重难点【教学重点】降低电能消耗的两种途径。【教学难点】降低电能消耗的两种途径。五、教学过程例如西气东输这样的工程，我们需要将电从西部远距离输送到东部，在这个过程中必然会有很大的能量损耗，我们如何才能减少输送过程中的能量损耗呢？首先，我们需要思考什么可能导致电能损耗我们知道在运输过程中，电线是有电阻的，所以会存在能量损耗，输电线上损失的功率应当等于通过这个公式我们可以知道减少损失功率，可以通过减小输电线的电阻和减小输电导线中的电流。首先我们看一看如何可以减小输电线的电阻。通过电阻定律R=PL/S可以知道电阻大小与电阻率，长度，横截面积有关。在输送距离一定的情况下，我们无法减小L,为了减小电阻，应当选用电阻率小的金属材料，且在经济的情况下，我们可以选用铜、铝来制造输电线。此外，还要尽可能增加导线的横截面积。但是，导线横截面积的增加是有一定限度的。过粗的导线会耗费太多的金属。另一个途径是减小输电导线中的电流。为此，我们一起来思考一下这个问题1.在输电电流一定的情况下，如果线路的电阻减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一?在线路电阻一定的情况下，如果输电电流减为原来的一半线路上损失的功率减为原来的几分之一?2.通过第2步的两项计算，你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效?3.怎样计算用户消耗的功率P?4.在保证用户的电功率的前提下，怎样才能减小输电电流？根据公式：，如果将电阻减为原来的一半，那么损失的功率也为原来的一半如果将电流减为原来的一半，那么功率将变为原来的1/4.所以我们不难发现，减小电流对降低功率损耗更有效。要想在用户得到的功率不变的前提下降低电流I，那就要提高输送电压U。远距离输电时，为了降低输电线路中的损耗，就要减小输电电流；为了减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高输电电压。现代远距离输电的电压都很高。目前我国远距离输电采用的