3.3 电能的开发与利用 教学设计-2022-2023学年高二下学期物理沪教版选修3-2

章节 第3章 课时数 2 主备人 高华 课题 3.3电能的开发与利用 2023. 第1课时 执行时间 教学设计序号 心 启 授课类型 新授 授课方法 发，探 究， 教具 希沃课 件 答 课标要求 知道远距离输电时通常采用高压输电的原因 教学 1.了解电能的优点、开发利用的现状及前景，了解新能源 目标 分析 2.了解各种能源的特点以及和电能的转化关系。 教学重点 熟悉远距离输电原理图，理解各物理量间的关系。 教学难点 理解各物理量间的关系，并学习相关物理量的计算。 教学过程设计（含学法指导内容） 二次备 教学内容 学生活动 课 创设问题情境： 电能在现代生活中不可或缺，那么 阅读课本P76-79,分享学 电能有哪些优势？我国电能开发 生对电能的认识。 利用现状怎样？与世界各国有怎 样的差距？ 教学过程设计（含学法指导内容） 教学内容 学生活动 二次备 1/6 课 探索开发新结论： 情景一： 通过课件中的图片，了解电 电能，为什么是能源家族的天之骄子？ 能的优势。 情景二： 通过视频，了解我国电能开 我国与世界各国电能开发利用的现状 发与利用的现状，以及我国 怎样？电能开发与利用的前景怎样？ 电能开发与利用的优势和不 足。 情景三： 远距离输电采用先升压再降压，在输送 熟悉远距离输电原理图，理 过程中，功率、电压、电流之间有什么 解各物理量之间的关系。 关系？ 教学过程设计（含学法指导内容） 教学内容 学生活动 二次备 课 总结概括新结论： 1.能量转化过程： (1)大多将各种能量转化为内能，在 推动汽轮机带动发电机发电，经几次转 化，效率低。 (2)新的发电方式，化学能直接转化 了解能源转化过程 为电能。如燃料电池，目前效率可达40% 60%,若实现热电联供，燃料总利用率 可达80%以上。 2.变压器不能改变直流（恒定电流）电 压。 3.变压器不能改变交变电流的频率。 4远距离输电原理 2/6 (1)功率关系： P1=P2,P3=P4,P2=PR+P3 (2)电压关系： =n.=压，U,=U+U U:n2U n (3)电流关系： 上=业=，12=1，=1 12n’14n 5. 高压输电电路的解题步骤： (1)画出供电示意图： (2)以变压器铁心为界，分出各个回路， 各回路可独立运用欧姆定律分析： (3)各回路间通过线圈匝数比与电压比 和电流比的关系，总功率不变等联系。 巩固应用： 例1、发电厂输出的交流电压为22KV, 输送功率为2.2×106W,现在用户处安 装一降压变压器，用户电压为220V,发 电厂到变压器间的输电导线总电阻为 222,求： (1)输电导线上损失的电功率： 0 (2)变压器原副线圈匝数之比。 输电线 电机升压 降压 用户 练习：如图示，甲是远距离输电线路的 变压器 变压器 示意图，乙是发电机输出电压随时间变 化的图像，则() u/V A.用户用电器上交流电的频率是100Hz 500+ B.发电机输出交流电电压有效值500V C输电线的电流只由降压变压器原副线 0 圈匝数比决定 0.0 6.02is D.当用户用电器的总电阻增大时，输电 .500 线上损失的功率减小 例2、一小型发电站通过升压，降压变 压器把电能输给用户。己知发电机的输 出功率是500kW,输入端电压为500V, 升压变压器原、副线圈的匝数比为1：5 两变压器间输电线的总电阻为1.5Ω， 降压变压器的输出电压为220V,不计变 压器的损耗。求： (1)升压变压器的副线圈两端电压： (2)输电导线上的功率损失： 3/6 （3）降压变压器原、副线圈的匝数比； （4）用户得到的功率。 练习1、某交流发电机输出功率为5× 10^5W，输出电压为1.0×10^3V，假如输 电线的总电阻10Ω，在输电线上损失的”⊗胃 电功率等于输电功率的5%，用户使用 电压380V。输送过程使用理想变压器。…已 (1)画出输电线路的示意图(标明各部分|1:1025:1 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? 练习2、发电机的输出电压为220V，输 出功率为44KW，输电导线的电阻为0.2 如果用原、副线圈匝数之比为1:10的升 压变压器升压，经输电线后，在用原副 线圈匝数比为10:1的降压变压器降压 供给用户，则： （1）画出全过程的线路示意图； （2）求出用户得到的电压和功率； （3）若不经过变压而直接将电送到用 户，求用户得到的电压和功率。 练习3、学校有一台应急备用发电机， 内阻为r=1Ω，升压变压器匝数比为1:4， 降压变压器的匝数比为4:1，输电线的 总电阻为R=4Ω，全校22个教室，每个 教室用“220V，40W”的灯6盏，要求所 有灯都正常发光，则： (1)发电机的输出功率多大? (2)发电机的电动势多大? (3)输电线上损耗