3.4 电能的输送 教学设计 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

3.4电能的输送 授课时间 课时 第一课时(共1课时) 课型 新课 教学 目标 【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。 【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。 【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。 【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。 教学重难点 【教学重点】高压输电的基本工作原理及降低电能消耗的两种途径。 【教学难点】高压输电的数学推导过程及各物理量之间的相互关系。 教学准备 多媒体课件 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 环节一：导入新课 人们常把各种形式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？ 这节课我们学习电能的输送。 观察图片思考 为引出本节课题做铺垫 环节二：电能的输送的优点和基本要求 1. 电能的突出优点 用导线把电源和用电设备连起来，就可以输送电能了，便于远距离输送。 2. 输送电能的基本要求 输送电能的基本要求是可靠、保质、经济。 ①可靠：保证供电线路可靠地工作，少有故障。 ②保质：保证电能的质量—电压和频率稳定。 ③经济：输电线路建造和运行的成本低，电能损耗小。 那么，怎样在输电过程中减少电能的损失呢？ 阅读课文了解电能的输送的优点和基本要求 锻炼学生自主学习能力 环节三：降低输电损耗的两个途径 1.减少输电损耗的途径 设输电电流为 I，输电线的电阻为 r，则输电线上的功率损失为P损=I2r，因此，有两个途径能减少输电损失。 （1）减小输电线电阻 电阻的定义公式： ①选用电阻率小的金属材料，例如铜、铝来制造输电线。 ②减小输电线的长度 L（不可行）。 ③增大横截面积 S 甲 输电线 乙 输电线截面 （2）减小输电线中的电流 思考与讨论：假定输电线路中的电流是 I，用户端的电压是U，两条导线的总电阻是 r。 ①怎样计算输电线路损失的功率？ ②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？ ③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有效？ ④怎样计算用户消耗的功率 P ？ ⑤在用户的用电功率一定的前提下，怎样才能减小输电电流？ 2. 减少电能损失的最有效的办法：高压输电 由得， 当输送功率 P 、输电线电阻 r 一定时，输电电压提高到原来的n 倍，输电线上的功率损失降为原来的 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，采用高压输电是减小输电线上功率损耗最有效、最经济的措施。 3.我国的输电电压 （1）我国远距离输电采用的电压有 110 kV、220 kV、330 kV，的高压。 （2）输电干线采用 500 kV 和 750 kV 的超高压， （3）西北电网达到1100 kV 的特高压。 在教师引导下学生说出降低输电损耗的两个途径 学生思考讨论在老师的引导下计算 在老师的引导下学生思考 学生阅读课文了解我国的输电电压 了解减小输电线电阻和减小输电线中的电流是降低输电损耗的两个途径 锻炼学生的理解能力和计算表达能力 掌握理解减少电能损失的最有效的办法：高压输电 锻炼学生的自主学习能力 环节四：电网供电 1.输电电路的构成：发电机组、升压变压器、输电导线、降压变压器、用电器。 出示图片:发电机组、变压器、输电导线 2.输电过程 出示ppt图片：输电过程示意图 3.输电电路原理图 出示ppt图片：输电电路原理图 （1）功率关系：P1=P2 P2=P损+P3= I2r线 +P3 P3=P4 （2）电压关系： U3= U2-U损=U2-I2r线 （3）电流关系： I3= I2 观察图片输电过程示意图 锻炼学生的观察能力，了解输电过程 环节五：课堂练习 1.电网陈旧老化易使电能损耗严重，为了减少远距离输电线路上的电能损耗，以下措施中切实可行的是（　　） A．提高输电电压 B．用超导材料做输电线 C．提高输送功率 D．减小输电线的横截面积 【答案】A 2.远距离输电要采用（　　） A．与发电厂电压相同输电 B．低压输电 C．高压输电 D．都可以 【答案】C 在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压U1和输电线上的电阻R均保持不变。随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有（　　） A．升压变压器的输出电压U2增大 B．降压变压器的输出电压U4增大 C．输电线上损耗的功率减小 D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 【答案】D 学生练习 巩固本节所学的知识 作业设计 必做：整理本节课知识点+课后练习第1、4、5题 选做：预习4.1 板书设计 3.4电能的输送 一、电能的输送的优点和基本要求 二、降低输电损耗的两个途径 1.减小输电线电阻 2.减小输电线中的电流 3. 采用高压输电是减小输电线上功率损耗最有效、最经济的措施。 三、电网供电 （1）功率关系：P1=P2 P2=P损+P3= I2r线 +P3 P3=P4 （2）电压关系： U3= U2-U损=U2-I2r线 （3）电流关系： I3= I2 课后反思 备课组长签字： 学科网（北京）股份有限公司 $