第3节 电能的远距离传输
一、为什么要采用高压输电 1．两种损失比较
两种损失 主要原因 大小表示
减小办法 电功率损失 输电线有电阻电流产生焦耳热
ΔP ＝I 2
R 减小R 减小I
电压损失
输电线电阻的电压降
ΔU ＝IR
2．降低两种损失的途径——高压输电
在保证输送电功率不变的前提下提高输电电压，会减小输电电流，从而减小导线上的电功率损失和电压损失。
二、高压交流输电 1．基本环节 发电厂站
――→升压变压器高压输电线路
――→降压变压器
用户
2．电路原理图
图 4-3-1
1.电能在远距离传输过程中有电功率和电压损失，减小电阻不经济，减小电流最合算。
2．在输送电功率P 一定，输电线电阻R 一定的条件下，输电电压提高到原来的n 倍，据ΔP ＝????P U 2
R 知，输电线
上的电功率损失将降为原来的1
n
2。
3．在电能远距离传输中，可将回路划分为几个独立的回路，每个回路均可以应用闭合电路欧姆定律和串、并联电路的规律，而变压器的电压、电流、功率关系是联系不同回路的桥梁。
三、高压直流输电 1．组成部分
高压直流输电系统主要由整流站、直流线路和逆变站三部分构成。实际上直流输电系统只在输电这个环节是直流，发电环节和用电环节仍是交流，输电过程中只用两根导线。
2．优越性
(1)节省材料，输电结构简单，占地面积小。 (2)不存在感抗和容抗引起的损耗。
(3)不需要考虑电网中的各发电机的同步运行问题。
1．自主思考——判一判
(1)为了减少能量损失，要高压输电，而且越高越好。(×) (2)输送功率一定时，提高输送电压，可以减少功率损失。(√) (3)电压损失ΔU ＝IR 线和电功率损失ΔP ＝I 2
R 线中I 可以通过I ＝P 送
U 送
求得。(√) (4)负载越多，即用电高峰期，ΔU 、ΔP 也越大。(√) (5)高压直流输电与高压交流输电的区别在于输送环节。(√) 2．合作探究——议一议
(1)电能的输送要达到什么要求？输送电压是不是越高越好？ 提示：①输送电能要达到三个方面的要求： a ．可靠：保证供电线路正常工作，少有故障。 b ．保质：保证电能质量，即电压、频率稳定。 c ．经济：线路架设和运行费用低，能耗少，电价低。
②电压升高，导线会对空气放电，对导线的绝缘性能提出更高的要求，另外，高压输电对变压器也提出了更高的要求，因此，输电电压并不是越高越好。
(2)在电能的输送过程中，U 为输电电压，r 为输电线电阻，则输电线中电流为I ＝U r
，对不对？为什么？
提示：不对。U 为输电电压，而不是加在输电导线上的电压，即U ≠Ir ，而输电电流可通过P ＝UI 求得。
(3)“提高输电电压，减小输电电流”是否与欧姆定律相矛盾？
提示：不矛盾。欧姆定律I ＝U R
是对纯电阻元件成立的定律，而“提高输电电压，减小输电电流”是从输电角度，由P ＝UI ，且在P 一定的条件下得出的结论，两者没有必然联系。
输电线路上的电压损失和功率损失
1．若输电线的电阻为R 线，输电电流为I ，输电线始端和末端的电压分别为U 和U ′，则：
(1)电压损失ΔU ＝U －U ′＝IR 线； (2)功率损失ΔP ＝I 2
R 线＝I ΔU ＝
ΔU
2
R 线
。
2．若输电功率P 不变，输电电压提高到nU ，可使输电电流减小到I n
，则： (1)电压损失减小到ΔU
n
；
(2)功率损失减小到ΔP
n
2。
[特别提醒]
(1)输电电压是指加在输电线起始端的电压，电压损失是指输电线上的电压降。 (2)输送功率是指加在输电线起始端的功率，功率损失是输电线上消耗的功率。 (3)减小输电线上的功率损失和电压损失的有效途径是：提高输电电压，以减小输电电流。
1．(多选)在远距离输电时，输送的电功率为P ，输送电压为U ，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S ，总长度为L ，输电线损失的电功率为P ′，用户得到的电功率为P 用，则P ′、
P 和P 用的关系式正确的是( )
A ．P ′＝U 2S
ρL
B ．P ′＝P 2ρL
U 2S
C ．P 用＝P －U 2S
ρL
D ．P 用＝P ?
??
??
1－
PρL U 2S 解析：选BD 输电线电阻R ＝ρL S
，输电线中电流I ＝P U
，故输电线上损失的电功率为P ′
＝I 2
R ＝? ????P U 2ρL S ＝P 2
ρL U 2S ，用户得到的电功率为P 用＝P －P ′＝P ?
????1－PρL U 2S 。
2．在远距离输电时，如果升压变压器输出电压是2 000 V ，输出功率是10 kW ，输电线
电阻是20 Ω，求：
(1)输电线上损失的功率和损失的电压； (2)用户能得到的功率和电压。
解析：(1)由P 出＝I 线U 出，得I 线＝P 出U 出＝10×103
2 000
A ＝5 A 。
则输电线上损失的功率P 损＝I 线2
r ＝52
×20 W＝500 W 。 损失的电压U 损＝I 线r ＝5×20 V＝100 V 。 (2)降压变压器得到的电压和功率分别为：
U 用＝U 出－U 损＝(2 000－100) V ＝1 900 V ， P 用＝P 出－P 损＝(10×103－500) W ＝9 500 W 。
答案：(1)P 损＝500 W U 损＝100 V (2)P 用＝9 500 W U 用＝1 900 V
远距离输电的电路分析
1．远距离输电问题的分析方法
处理远距离输电问题的关键是抓住一图三线，一图即输电的电路图，三线即三个关系：功率关系、电压关系和电流关系，抓住一图三线，按照从前到后或从后向前的顺序，即可找到突破口。
2．远距离输电电路图
图4-3-2
3．基本关系式 (1)功率关系
P 1＝P 2，P 3＝P 4，P 2＝ΔP ＋P 3。
(2)电压、电流关系
U 1U 2＝n 1n 2＝I 2I 1，U 3U 4＝n 3n 4＝I 4I 3
U 2＝ΔU ＋U 3，I 2＝I 3＝I 线。
(3)输电电流：I 线＝P 2U 2＝P 3U 3＝
ΔU
R 线
。
(4)输电线上损耗的电功率： ΔP ＝I 线ΔU ＝I 线2
R 线＝? ??
??P 2U
22
R 线。
[典例] 发电机的输出电压为220 V ，输出功率为44 kW ，每条输电线的电阻为0.2 Ω，求： (1)此时用户得到的电压和电功率各为多少？
(2)如果发电站先用变压比为1∶10的升压变压器将电压升高，经同样的输电线路后经10∶1的降压变压器将电压降低后供给用户，则用户得到的电压和电功率各是多少？
[思路点拨]
画出输电线路简图? 标注两个变压器的匝数、输入及输出电压、电流、功率等?寻找突
破口
[解析] (1)输电线上的电流
I R ＝P U ＝44 000220
A ＝200 A
损失的电压U R ＝I R R ＝2×0.2×200 V＝80 V 损失的功率P R ＝U R I R ＝80×200 W＝16 kW 故用户得到的电压U 用户＝U －U R ＝140 V 用户得到的功率为P 用户＝P －P R ＝28 kW 。 (2)已知升压变压器的匝数比n 1∶n 2＝1∶10 输入电压U 1＝220 V
因此，升压变压器的输出电压U 2＝n 2
n 1
U 1＝2 200 V 输电线上的电流I R ′＝P U 2＝
44 000
2 200
A ＝20 A
损失的电压U R ′＝I R ′R ＝2×0.2×20 V＝8 V 损失的功率P R ′＝U R ′I R ′＝8×20 W＝160 W 因此，降压变压器的输入电压U 3＝U 2－U R ′＝2 192 V 已知降压变压器的匝数比n 3∶n 4＝10∶1 所以用户得到的电压U 4＝n 4n 3
U 3＝219.2 V 用户得到的功率P 用户′＝P －P R ′＝43.84 kW 。 [答案] (1)140 V 28 kW (2)219.2 V 43.84 kW
(1)用户和线路总共消耗多少功率，发电站就输送多少功率，这是能量守恒定律和变压器原理的体现。
(2)抓住输电的两头——电源和用电器；分析一条线——输电线；研究两次变压——升压变压器和降压变压器。
(3)注意输送电压(功率)、电压(功率)损失、用户电压(功率)三者之间的区别和数量关系。
1．远距离输电线路的示意图如图4-3-3所示，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是( )
图4-3-3
A ．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关
B ．输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定
C ．当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大
D ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
解析：选C 变压器的输入功率、输入电流的大小是由用户消耗的功率大小决定的，选
项A 、B 错误。用户用电器总电阻减小，根据P ＝U 2
R
，消耗功率增大，输电线中电流增大，线
路损失功率增大，C 项正确。升压变压器的输出电压等于输电线路电阻上的损失电压加上降压变压器的输入电压，D 项错误。
2．如图4-3-4所示，某小型水电站发电机的输出功率为10 kW ，输出电压为400 V ，为了减小向用户供电过程中产生的电能损失，使用2 kV 高压输电，最后用户得到220 V 电压，9.5 kW 的电功率。求：
图4-3-4
(1)升压变压器原、副线圈的匝数比n 1
n 2
。 (2)输电线路的总电阻R 。
(3)末端降压变压器原、副线圈的匝数比n 3n 4
。
解析：(1)升压变压器原、副线圈的匝数比n 1n 2＝U 1U 2＝
4002 000＝1
5
。
(2)由ΔP ＝I 22
R ，I 2＝P U 2，得R ＝ΔP I 22＝ΔP P U 2
2＝U 22ΔP P
2，式中U 2＝2 000 V ，P ＝10×103
W ，
ΔP ＝P －P 用＝10×103
W －9.5×103
W ＝0.5×103
W 。解得R ＝20 Ω。
(3)因为U 3＝U 2－ΔU ＝U 2－I 2R ，式中U 2＝2 000 V ，I 2＝P U 2＝10×103
2 000
A ＝5 A ，R ＝20 Ω，
可得U 3＝1 900 V ，所以n 3n 4＝U 3U 4＝
1 900220＝95
11
。
答案：(1)15 (2)20 Ω (3)95
11
1．关于减小远距离输电线上的功率损失，下列说法正确的是( )
A ．由P ＝U 2
R
知，应降低输电电压，增大导线电阻
B ．由P ＝IU 知，应降低输电电压，减小输电电流
C ．由P ＝I 2
R 知，应减小导线电阻或减小输电电流 D ．上述说法均不对
解析：选C 输电时导线上损失的电压ΔU ＝IR ，它不同于输电电压，用公式P ＝U 2
R
或P
＝IU 计算功率损失时，U 应为导线上损失的电压，故A 、B 错误；导线上功率的损失为发热损失，即P ＝I 2
R ，故C 正确。
2．下列关于远距离高压直流输电的说法中，正确的是( ) ①直流输电系统只在输电环节是直流，而发电环节和用电环节是交流 ②直流输电系统只在发电环节和用电环节是直流，而输电环节是交流 ③整流器将交流变直流，逆变器将直流变交流 ④逆变器将交流变直流，整流器将直流变交流 A ．①③ B ．②③ C ．①④
D ．②④
解析：选A 直流输电系统由整流站、直流线路和逆变站3部分组成，在整流站通过整
流器将交流电变为直流电，在逆变站利用逆变器将直流电变为交流电，因此说法①③正确，应选A 。
3．(多选)远距离输送一定功率的交变电流，若输电电压升高为原来的n 倍，关于输电线上的电压损失和功率损失，下列说法正确的是(不考虑感抗和容抗产生的损失)( )
A ．功率损失是原来的1
n
B ．功率损失是原来的1
n 2 C ．电压损失是原来的1
n
D ．电压损失是原来的n 倍
解析：选BC 设输电电压为U ，所输送的功率为P ，输电线路总电阻为R ，则输电电流
I ＝P U ，线路的功率损失ΔP ＝I 2
R ＝P 2R U 2，可知ΔP ∝1U
2，当输电电压升高为原来的n 倍时，功率损失变为原来的1n 2，故选项B 正确；线路上的电压损失ΔU ＝IR ＝PR U ，可知ΔU ∝1
U
，当输
电电压升高为原来的n 倍时，电压损失变为原来的1
n
，故选项C 正确。
4．超导是当今高科技研究的热点，利用超导材料可实现无损耗输电，现有一直流电路，输电总电阻为0.4 Ω，它提供给用电器的电功率为40 kW ，电压为800 V 。若用临界温度以下的超导电缆代替原来的输电线，保持供给电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为( )
A ．1 Kw
B ．1.6×103
kW C ．1.6 kW
D ．10 kW
解析：选A 节约的电功率即为普通电路输电时损耗的电功率，I ＝P U ＝40×103
800 A ＝50 A 。
P 线＝I 2R ＝502×0.4 W＝1 000 W ，故节约的电功率为1 kW ，A 正确。
5．(多选)如图1所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U ，用等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是I 1，其末端间的电压为U 1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I 2。则( )
图1
A ．用户端的电压为
I 1U 1
I 2
B ．输电线上的电压降为U －U 1
C ．理想变压器的输入功率为I 12
r D ．输电线路上损失的电功率为I 1U
解析：选AB 理想变压器输入和输出功率相同，设用户端得到的电压为U 2，则有I 1U 1
＝U 2I 2，U 2＝
I 1U 1
I 2
，选项A 正确；输电线上的电压降为ΔU ＝I 1r ，或者ΔU ＝U －U 1，选项B 正确；理想变压器的输入功率为P ＝I 1U 1，选项C 错误；输电线路上损失的电功率为ΔP ＝I 12
r ，选项D 错误。
6．为清除高压输电线上的结冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰。若在正常供电时，高压线上输电电压为U ，电流为I ，热损耗功率为ΔP ；除冰时，输电线上的热损耗功率需变为9ΔP ，则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)( )
A ．输电电流变为3I
B ．输电电流变为9I
C ．输电电压变为8U
D ．升压变压器原、副线圈匝数比变为1∶3
解析：选A 根据ΔP ＝I 2
R ，要使输电线上的热损耗功率变为9ΔP ，输电电流变为3I ，A 对，B 错；根据P ＝UI ，输送功率不变，则输电电压应为原来的13，C 错；根据n 1n 2＝U 1
U 2，U 1
不变的情况下，原、副线圈匝数比应变为原来的三倍，D 错。
7．(多选)山区小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后通过输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器，经降低电压后再输送至各用户。设变压器都是理想的，那么在用电高峰期，随用电器总功率的增加将导致( )
A ．升压变压器初级线圈中的电流变小
B ．升压变压器次级线圈两端的电压变小
C ．高压输电线路的电压损失变大
D ．降压变压器次级线圈两端的电压变小
解析：选CD 如图所示是远距离输电的示意图。
发电机输出的电压U 不变。当负载的功率增加时，由能量守恒知发电机的输出功率要增
加，再由P ＝UI 知升压变压器初级线圈中的电流变大，故A 错误。因为变压器的线圈匝数比确定，则U 1不变，即升压变压器次级线圈两端的电压不变，故B 错误。升压变压器次级线圈的输出功率P 1＝P ＝U 1I 1要增加，而U 1不变，则I 1也要增加，那么输电线上损失的电压将增加，故C 正确。再由U 1＝I 1R ＋U 2知降压变压器的初级线圈两端的电压U 2将减小，则降压变压器次级线圈两端的电压U 3减小，故D 正确。
8．某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km 外的用户，其输出电功率是3×106
kW 。现用500 kV 电压输电，则下列说法正确的是( )
A ．输电线上输送的电流大小为2.0×105
A B ．输电线上电阻造成的电压损失为15 kV
C ．若改用5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为9×108
kW
D ．输电线上损失的功率为ΔP ＝U 2
r
，U 为输电电压，r 为输电线的电阻
解析：选B 当U ＝500 kV 时，I ＝P U ＝3×1095×105 A ＝6×103
A ，而U 损＝IR ＝15 kV ，A 错
误，B 正确；输电线上损失的功率不可能比输出功率还大，C 错误；ΔP ＝U 2
r
中，U 为输电线
电阻上的电压，而不是输电电压，D 错误。
9．如图2所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则( )
图2
A ．用户用电器上交流电的频率是100 Hz
B ．发电机输出交流电的电压有效值是500 V
C ．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定
D ．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小
解析：选D 根据交流电的变化规律、变压器的工作原理和远距离输电知识解题。由u -t 图像可知，交流电的周期T ＝0.02 s ，故频率f ＝1
T
＝50 Hz ，选项A 错误；交流电的最大值
U m ＝500 V ，故有效值U ＝
U m
2
＝250 2 V ，选项B 错误；输电线上的电流由降压变压器副线
微型专题5 变压器的动态分析 远距离输电 一、选择题 考点一 变压器电路的动态分析 1.如图1所示，理想变压器原线圈输入电压u ＝U m sin ωt ，副线圈电路中R 0为定值电阻，R 是滑动变阻器.和是理想交流电压表，示数分别用U 1和U 2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I 1和I 2表示.下列说法正确的是( ) 图1 A.I 1和I 2表示电流的平均值 B.U 1和U 2表示电压的最大值 C.滑片P 向下滑动过程中，U 2不变、I 1变大 D.滑片P 向下滑动过程中，U 2变小、I 2变大 答案 C 解析 电路中的电压表和电流表表示的都是有效值，选项A 、B 错误.根据U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2n 1 U 1， U 1不变，U 2不变，滑片P 向下滑动过程中，接入电路中的电阻变小，由闭合回路欧姆定律知I 2变大，根据I 1I 2＝n 2n 1得I 1＝n 2 n 1 I 2，I 1变大，故C 正确，D 错误. 2.(多选)为保证用户电压稳定在220 V ，变电所需适时进行调压，图2甲为变压器示意图.保持输入电压u 1不变，当滑动接头P 上下移动时可改变输出电压.某次检测得到用户电压u 2随时间t 变化的曲线如图乙所示.以下说法正确的是( ) 图2 A.u 2＝1902sin (50πt ) V B.u 2＝1902sin (100πt ) V
C.为使用户电压稳定在220 V ，应将P 适当下移 D.为使用户电压稳定在220 V ，应将P 适当上移 答案 BD 解析 由电压u 2随时间t 变化的曲线可知，用户电压的最大值是190 2 V ，周期是2×10－2 s ，所以u 2＝1902sin (100πt ) V ，A 错误，B 正确；根据n 1n 2＝U 1 U 2 ，n 1减小，U 2增大，因此为使用户电压稳定在220 V ，应将P 适当上移，C 错误，D 正确. 3.如图3所示，用理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，变压器降压后用总电阻为 R 的输电线对用电器供电，设两个灯泡的电阻相同，且都在发光，若将滑动变阻器的滑片P 向N 移动，会出现的现象是( ) 图3 A.电流表的示数变大，灯泡L 1、L 2均变暗 B.电流表的示数变小，灯泡L 1、L 2均变暗 C.电流表的示数变大，灯泡L 1变亮，L 2变暗 D.电流表的示数不变，灯泡L 1变暗，L 2变亮 答案 C 解析 副线圈输出电压不变，滑动变阻器的滑片P 向N 移动的过程中，并联部分电阻减小，副线圈中的电流增大，但因为灯泡L 2两端的电压减小，所以通过灯泡L 2的电流减小，又因为总电流增大，所以通过灯泡L 1的电流增大，即灯泡L 1变亮，灯泡L 2变暗.副线圈上的电流增大，根据I 1＝n 2n 1 I 2可知，输入电流变大，电流表的示数变大. 4.(多选)如图4所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L 1和L 2，输电线的等效电阻为R .开始时，开关S 断开.当开关S 接通时，以下说法中正确的是 ( ) 图4 A.副线圈两端M 、N 的输出电压减小 B.副线圈输电线等效电阻R 上的电压增大 C.通过灯泡L 1的电流减小
电能的输送教学设计 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
《电能的输送》探究性教学设计 重庆市实验中学物理组白荣华 教材分析 本节内容是人教版普通高中课程标准实验教科书《物理选修3-2》第五章《交变电流》的第5节，是学生综合运用前面所学知识解决实际问题的一个典型例子。课程设计力求将理论分析与实验验证相结合，使学生理解高压输电原理，培养和提高学生运用物理知识综合分析、解决实际问题的能力，动手能力和合作探究的能力。教材写得比较详细、通俗，可让学生阅读课本，然后提出一些问题引导学生思考、讨论。在内容的处理上，应注意以下几个方面： 1．对于电路上的功率损失，可引导学生自己从已有的直流电路知识出发，进行分析，得出结论。 2．学生常常容易将导线上的电压损失U损＝U输－U用与输电电压混淆起来，甚至进而得出错误结论。要通过具体的例子，可引导学生进行讨论，澄清认识。这样可达到事半功倍的效果。要注意，切不可单纯由教师讲解，而代替了学生的思考。 3．讲解电路上的电压损失，是本节教材新增加的。目的是希望学生对输电问题有更全面、更深入和更接近实际的认识，知道影响输电损失的因素不止一个，分析问题应综合考虑，抓住主要方面。但真正的实际问题比较复杂，教学中并不要求深入讨论输电中的这些实际问题，也不要求对输电过程中感抗和容抗的影响进行深入分析。 4．课本中讲了从减少损失考虑，要求提高输电电压；又讲了并不是输电电压越高越好。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。节后设的阅读材料《直流输电》既可以开阔学生眼界，也可以增加知识。 教学目标 1、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，了解远距离输电的原理。 （2）知道什么是输电线上的功率损失和如何减少功率损失。 （3）理解远距离输电要用高压。理解高压输电过程中电压、电流及功率的关系，能够正确分析相关问题及电网输电过程。 2、过程与方法 （1）让学生体验理论分析与实验探究远距离高压输电的过程与方法。 （2）培养学生阅读、分析、综合和应用能力。 （3）通过远距离输电原理分析，具体计算及实验验证的过程，使学生学会分析解决实际问题的两种基本方法：理论分析、计算和实验。 3、情感、态度与价值观 （1）通过分析降低输电损耗的途径，引导学生全面地、辩证地看问题；培养学生遇到问题要认真、全面分析的科学态度。 （2）通过分析讨论及模拟实验激发学生求知欲望，提高学生学习物理的兴趣。
2019-2020学年高中物理第二章交变电流第7节远距离输电教案粤教 版选修3 本节教材分析 三维目标 一、知识目标 1、知道“便于远距离输送”是电能的优点之一．知道输电的过程．了解远距离输电的原理． 2、理解各个物理量的概念及相互关系． 3、充分理解；；中的物理量的对应关系． 4、知道什么是输电导线上的功率和电压损失和如何减少功率和电压损失. 5、理解为什么远距离输电要用高压. 二、能力目标 1、培养学生的阅读和自学能力． 2、通过例题板演使学生学会规范解题及解题后的思考． 3、通过远距离输电原理分析，具体计算及实验验证的过程，使学生学会分析解决实际问题的两种基本方法：理论分析、计算和实验． 三、情感目标 1、通过对我国远距离输电挂图展示，结合我国行政村村村通电报导及个别违法分子偷盗电线造成严重后果的现象的介绍，教育学生爱护公共设施，做一个合格公民． 2、教育学生节约用电，养成勤俭节约的好习惯． 教学重点 (1)理论分析如何减少输电过程的电能损失。 (2)远距离输电的原理。 教学难点 远距离输电原理图的理解。 教学建议
1、对于电路上的功率损失，可根据学生的实际情况，引导学生自己从已有的直流电路知识出发，进行分析，得出结论． 2、讲解电路上的电压损失，是本教材新增加的．目的是希望学生对输电问题有更全面、更深人和更接近实际的认识，知道影响输电损失的因素不只一个，分析问题应综合考虑，抓住主要方面．但真正的实际问题比较复杂，教学中并不要求深人讨论输电中的这些实际问题，也不要求对输电过程中感抗和容抗的影响进行深入分析．教学中要注意掌握好分寸． 3、学生常常容易将导线上的电压损失面与输电电压混淆起来，甚至进而得出错误结论．可引导学生进行讨论，澄清认识．这里要注意，切不可单纯由教师讲解，而代替了学生的思考，否则会事倍功半，形快而实慢． 4、课本中讲了从减少损失考虑，要求提高输电电压；又讲了并不是输电电压越高越好．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．新课导入设计 导入一 幻灯显示 ①为什么要进行远距离输电？ ②输电过程主要考虑什么问题？ ③为什么输电过程有电能损失？ ④减少电能损失有什么方法，各适用于什么情况？ 在学生个别提问相互补充的基础上完整答案如下 ①由于电站、电厂利用能源的特殊性，它发出的电常常要输送给距离甚远的用户。 ②在输电过程中输送效率的高低成了我们的首要问题，当然是效率越高越好。 ③由于输电导线有电阻，且又有电流通过，根据焦耳定律Q＝I2Rt输电过程中必有一部分电能转化为内能，显然这种损耗越小，输送的效率就越高。 导入二 讲述：前面我们学习了电磁感应现象和发电机，通过发电机我们可以大量地生产电能．比如，葛洲坝电站通过发电机把水的机械能为电能，发电功率可达271.5万千瓦，这么多的电能当然要输到用电的地方去，今天，我们就来学习输送电能的有关知识．
16．1 实验：探究碰撞中的不变量 ★新课标要求 （一）知识与技能 1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路． 2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法． 3、掌握实验数据处理的方法． （二）过程与方法 1、学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法。 2、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。 （三）情感、态度与价值观 1、通过对实验方案的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。 2、通过对实验数据的记录与处理，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意识。 3、在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力。 4、在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引伸到各事物间的关联性，使自己溶入社会。 ★教学重点 碰撞中的不变量的探究 ★教学难点 实验数据的处理． ★教学方法 教师启发、引导，学生自主实验，讨论、交流学习成果。 ★教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备；完成该实验实验室提供的实验器材，如气垫导轨、滑块等 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 （一）引入新课 课件演示：
（1）台球由于两球碰撞而改变运动状态。 （2）微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态，甚至使得一种粒子转化为其他粒子． 师：碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象，两个物体发生碰撞后，速度都发生变化． 师：两个物体的质量比例不同时，它们的速度变化也不一样． 师：物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义，本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变（守恒）． （二）进行新课 1．实验探究的基本思路 1．1 一维碰撞 师：我们只研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动． 这种碰撞叫做一维碰撞． 课件：碰撞演示 如图所示，A 、B 是悬挂起来的钢球，把小球A 拉起使其悬线与竖直线夹一角度a ，放开后A 球运动到最低点与B 球发生碰撞，碰后B 球摆幅为β角．如两球的质量m A =m B ，碰后A 球静止，B 球摆角β=α，这说明A 、B 两球碰后交换了速度； 如果m A >m B ，碰后A 、B 两球一起向右摆动； 如果m A 电能的输送 教学目标 知识与技能 1、了解远距离输电的意义。 2、理解远距离输电中的输电损耗及解决方案。． 3、理解远距离输电的模型并能进行计算。 过程与方法 培养学生的阅读和分析能力． 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。 教学重难点 重点：培养学生把物理规律应用于实际的能力和用公式分析实际问题的能力． 难点：高压输电的道理． 引入新课 讲述：前面我们学习了电磁感应现象和发电机，通过发电机我们可以大量地生产电能．比如，三峡电站通过发电机把水的机械能为电能，发电功率可达271.5万千瓦，这么多的电能当然要输到用电的地方去，发电站发出的电能是怎样输送到远方的呢？今天，我们就来学习输送电能的有关知识． 教学探究 一、让学生阅读课本，然后引导学生把导学案上“知识体系梳理”部分的空填上。 1.输送电能的基本要求是 可靠、保质、经济 2.设输电电流为I ，输电线电阻为r,则输电线上的功率损失为r 2 I P 损.输电线上损失 的电压为r I U ＝损.据此，可以有两个途径来减少输电损失。一个途径是 减小输电线上的电 阻R ，另一个途径是 减小输电电流. 3.远距离输电时，提高输电 电压，是减少电能损失的行之有效的办法 4.采用电网供电的优点：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。 二、让学生分组讨论导学案上“基础学习交流”部分的三个主题内容，然后每组请一学生回答，教师点评总结。 基础学习交流 主题1：输送电能的基本要求 问题:(1)输送电能的基本要求是什么？ （2）远距离大功率输电面临的困难是什么？原因是什么？如何解决？ 课件展示结论：(1)可靠、保质、经济 （2）由于输电线长，电阻大，当电流通过输电线时，产生热量Q ，损失一部分电能，同时输电线上有电压降，故又损失一部分电压. 主题2：降低输电损耗的两个途径 问题：（1）输电线上的功率损失和电压损失跟哪些因素有关？怎样计算？ （2）降低输电损耗的两个途径是什么？ （3）远距离输电时减少电能损失的最行之有效的办法是什么？ 课件展示结论：（1）r 2I P 损 r I U ＝损 （2）降低输电损耗的两个途径：①减少导 线电阻R 。②减小输电线中的电流。（3）提高输电电压（高压输电），是减少电能损失的行之有效的办法 主题3：远距离输电模型 问题：（1）大型发电站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？ （2）画出远距离高压输电的原理图，分析基本关系：（教师引导，学生自己推导得出关系式） 高中物理必修2教案 第一章抛体运动 第一节什么是抛体运动 【教学目标】 知识与技能 1．知道曲线运动的方向，理解曲线运动的性质 2．知道曲线运动的条件，会确定轨迹弯曲方向与受力方向的关系 过程与方法 1.体验曲线运动与直线运动的区别 2.体验曲线运动是变速运动及它的速度方向的变化 情感态度与价值观 能领会曲线运动的奇妙与和谐，培养对科学的好奇心和求知欲 【教学重点】 1.什么是曲线运动 2.物体做曲线运动方向的判定 3.物体做曲线运动的条件 【教学难点】 物体做曲线运动的条件 【教学课时】 1课时 【探究学习】 1、曲线运动：__________________________________________________________ 2、曲线运动速度的方向： 质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的方向。 3、曲线运动的条件： （1）时，物体做曲线运动。（2）运动速度方向与加速度的方向共线时，运动轨迹是___________ （3）运动速度方向与加速度的方向不共线，且合力为定值，运动为_________运动。（4）运动速度方向与加速度的方向不共线，且合力不为定值，运动为___________运动。 4、曲线运动的性质： （1）曲线运动中运动的方向时刻_______ （变、不变），质点在某一时刻（某一点）的速度方向是沿__________________________________________ ，并指向运动轨迹凹下的一侧。 （2）曲线运动一定是________ 运动，一定具有_________ 。 【课堂实录】 【引入新课】 生活中有很多运动情况，我们学习过各种直线运动，包括匀速直线运动，匀变速直线运动等，我们知道这几种运动的共同特点是物体运动方向不变。下面我们就来欣赏几组图片中的物体有什么特点（展示图片） 再看两个演示 第一， 自由释放一只较小的粉笔头 第二， 平行抛出一只相同大小的粉笔头 两只粉笔头的运动情况有什么不同？ 学生交流讨论。 结论：前者是直线运动，后者是曲线运动 在实际生活普遍发生的是曲线运动，那么什么是曲线运动？本节课我们就来学习这个问题。 新课讲解 一、曲线运动 1. 定义：运动的轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。 2. 举出曲线运动在生活中的实例。 问题：曲线运动中速度的方向是时刻改变的，怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻速度的方向呢？ 引出下一问题。 二、曲线运动速度的方向 看图片：撑开带有水滴的雨伞绕柄旋转。 问题：水滴沿什么方向飞出？ 学生思考 结论：雨滴沿飞出时在那点的切线方向飞出。 如果球直线上的某处A 点的瞬时速度，可在离A 点不远处取一B 点，求AB 点的平均速度来近似表示A 点的瞬时速度，时间取得越短，这种近似越精确，如时间趋近于零，那么AB 见的平均速度即为A 点的瞬时速度。 结论：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。 电能的输送教学设计集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN] 《电能的输送》探究性教学设计 重庆市实验中学物理组白荣华 教材分析 本节内容是人教版普通高中课程标准实验教科书《物理选修3-2》第五章《交变电流》的第5节，是学生综合运用前面所学知识解决实际问题的一个典型例子。课程设计力求将理论分析与实验验证相结合，使学生理解高压输电原理，培养和提高学生运用物理知识综合分析、解决实际问题的能力，动手能力和合作探究的能力。教材写得比较详细、通俗，可让学生阅读课本，然后提出一些问题引导学生思考、讨论。在内容的处理上，应注意以下几个方面：1．对于电路上的功率损失，可引导学生自己从已有的直流电路知识出发，进行分析，得出结论。 2．学生常常容易将导线上的电压损失U损＝U输－U用与输电电压混淆起来，甚至进而得出错误结论。要通过具体的例子，可引导学生进行讨论，澄清认识。这样可达到事半功倍的效果。要注意，切不可单纯由教师讲解，而代替了学生的思考。 3．讲解电路上的电压损失，是本节教材新增加的。目的是希望学生对输电问题有更全面、更深入和更接近实际的认识，知道影响输电损失的因素不止一个，分析问题应综合考虑，抓住主要方面。但真正的实际问题比较复杂，教学中并不要求深入讨论输电中的这些实际问题，也不要求对输电过程中感抗和容抗的影响进行深入分析。 4．课本中讲了从减少损失考虑，要求提高输电电压；又讲了并不是输电电压越高越好。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。节后设的阅读材料《直流输电》既可以开阔学生眼界，也可以增加知识。 教学目标 1、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，了解远距离输电的原理。 （2）知道什么是输电线上的功率损失和如何减少功率损失。 （3）理解远距离输电要用高压。理解高压输电过程中电压、电流及功率的关系，能够正确分析相关问题及电网输电过程。 2、过程与方法 （1）让学生体验理论分析与实验探究远距离高压输电的过程与方法。 （2）培养学生阅读、分析、综合和应用能力。 （3）通过远距离输电原理分析，具体计算及实验验证的过程，使学生学会分析解决实际问题的两种基本方法：理论分析、计算和实验。 《交变电流，远距离输电教学案例评析》案例评析 王守玉 这次培训对我来说是锻炼与提升的机会，我学到了许多东西，它让我品尝着教学案例与评价带给我的那份收获与思考。教学的成败得失，感受最深的有以下几个方面： 一、深刻理解课标要求，把握上课精神。要上好一节课，首先要认真去学习、领悟上课理念，只有这样上课才能更有科学性、实效性和针对性。一节成功的物理课应该具备“新”“趣”“活”“实”等特点 二、在业务上教师要加强自身修养，强化教育理论和专业知识的学习，及时更新自己的知识存量，增强自身课前准备的体会。高中教师应当切实了解学生已经掌握了那些知识，认真分析学生已有的知识水平，选择恰当的教学方法，达到使学生把旧知识同化成新知识的目的。 三、新课程背景下的教学策略，要以学生为主老师为辅，多做实验，在实验中与学生共同探讨出结论，如课例中的“交流电实验”教学于实验相结合，配合相应的演示实验，分析交变电流的产生过程，认识交变电流的特点及其规律。 四、教学手段的选择。师生互动是组织教学的手段之一，是一种不可忽视的启发式教学手段。它的好处是使学生本来处于被动地接受知识的局面得到改变。全体学生关注的目标从教师的位置转移到回答 疑问的学生身上，并且，教师的设置疑问如果恰到好处，必然会引起学生的兴趣，提高学生大脑兴奋程度。例如实验中教师通过引导学生画图分析交变电流变化一个周期，电流变化规律，在教学的过程中不断的向学生渗透物理的分析思维方法。 总得来说，通过这次培训听了《交流电远距离输电》的案例，它丰富了我的教学经验和教学方法，给我的教学工作带来了很大的帮助。若以后能多有这一些培训，可以选择多样的课题，丰富我们老师的教学经验，或者请优秀教师开公开课，让我们听课者评课，大家互相探讨，这样觉得更有意义，更有价值。 物理必修2教案 第一章第一节什么是抛体运动 一、【教学目标】 知识与技能 1．知道曲线运动的方向，理解曲线运动的性质 2．知道曲线运动的条件，会确定轨迹弯曲方向与受力方向的关系 过程与方法 1.体验曲线运动与直线运动的区别 2.体验曲线运动是变速运动及它的速度方向的变化 情感态度与价值观 能领会曲线运动的奇妙与和谐，培养对科学的好奇心和求知欲 二、【教学重点】 1.什么是曲线运动 2.物体做曲线运动方向的判定 3.物体做曲线运动的条件 三、【教学难点】 物体做曲线运动的条件 四、【教学课时】 1课时 五、【探究学习】 1、曲线运动：__________________________________________________________ 2、曲线运动速度的方向： 质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的方向。 3、曲线运动的条件： （1）时，物体做曲线运动。（2）运动速度方向与加速度的方向共线时，运动轨迹是___________ （3）运动速度方向与加速度的方向不共线，且合力为定值，运动为_________运动。（4）运动速度方向与加速度的方向不共线，且合力不为定值，运动为___________运动。 4、曲线运动的性质： （1）曲线运动中运动的方向时刻_______ （变、不变），质点在某一时刻（某一点）的速度方向是沿__________________________________________ ，并指向运动轨迹凹下的一侧。 （2）曲线运动一定是________ 运动，一定具有_________ 。 【课堂实录】 【引入新课】 生活中有很多运动情况，我们学习过各种直线运动，包括匀速直线运动，匀变速直线运动等，我们知道这几种运动的共同特点是物体运动方向不变。下面我们就来欣赏几组图片中的物体有什么特点（展示图片） 再看两个演示 第一， 自由释放一只较小的粉笔头 第二， 平行抛出一只相同大小的粉笔头 两只粉笔头的运动情况有什么不同？ 学生交流讨论。 结论：前者是直线运动，后者是曲线运动 在实际生活普遍发生的是曲线运动，那么什么是曲线运动？本节课我们就来学习这个问题。 新课讲解 一、曲线运动 1. 定义：运动的轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。 2. 举出曲线运动在生活中的实例。 问题：曲线运动中速度的方向是时刻改变的，怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻速度的方向呢？ 引出下一问题。 二、曲线运动速度的方向 看图片：撑开带有水滴的雨伞绕柄旋转。 问题：水滴沿什么方向飞出？ 学生思考 结论：雨滴沿飞出时在那点的切线方向飞出。 如果球直线上的某处A 点的瞬时速度，可在离A 点不远处取一B 点，求AB 点的平均速度来近似表示A 点的瞬时速度，时间取得越短，这种近似越精确，如时间趋近于零，那么AB 见的平均速度即为A 点的瞬时速度。 结论：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。 三、物体做曲线运动的条件 电能的输送 教学设计 一．教学目标 1、知识与技能 (1) 知道“便于远距离输送”是电能的优点之一；知道输电的过程。 (2) 知道什么是导线上的功率损耗和电压损耗；知道如何减小损耗。 (3) 理解为什么远距离输电要用高压。 (4) 会设计电能输送的示意图，并理解电压损耗和能量损耗的关系。 (5) 培养学生综合全面的分析问题和解决问题的能力。 (6) 培养学生实事求是的科学态度。 2、过程与方法 (1) 利用研究性学习小组的调查和学生合作学习相互结合，探索物理规律。 (2) 利用多媒体课件与课堂演示实验相互结合，探究物理规律。 3、情感态度与价值观 (1) 通过我国超导研究的介绍，激发学生的爱国热情。 (2) 通过对实际生活中的电能输送问题分析讨论，激发学生探索物理规律的热情。 (3) 通过学生对海高用电情况调查和计算，培养学生从身边事做起养成节约能源的好习惯。 (4) 体验合作探究学习的快乐，调节人际交往能力，协调能力。 二、教学重点 设计电能输送的示意图，并理解输电过程中的电压损耗和能量损耗的关系。 三、教学难点 输电过程中要保证输送功率不变，理解输电过程中的电压损耗和能量损耗的关系。 一、引入 展示生活中城市的夜景风光精美图片，说明生活中处处都需用电。若是没有电将会带给我们许多不便，CBA蓝球赛中浙江万马队主场停电，医院手术台上停电，看电视停电，交通停电，都会给我们生产和生活带来极大不便，那么我们用的电从何而来呢？ 同学们：水力发电 火力发电 风力发电 发电厂：核能发电同时展示图片 沼气发电 潮汐发电 太阳能发电 各种电厂利用发电机可以产生将其它形式的能量转换成电能，供我们使用，但是我们的家庭、工厂通常离发电厂很远，全国最大的 45讲 理想变压器远距离输电 【教学目标】 1.理解变压器的原理，会用功率关系、电压比、电流比进行有关的计算. 2.能够对变压器进行动态分析. 3.会分析计算远距离输电问题． 【教学过程】 ★重难点一、理想变压器基本关系的理解及应用★ 1.理想变压器基本关系的理解及应用 (1)电压：变压器原、副线圈的电压之比为U2U1＝n2n1；当变压器有多个副线圈时，n1U1＝n2U2＝n3 U3＝…。 (2)功率：理想变压器的输入、输出功率为P 入＝P 出，当变压器有多个副线圈时，P 1＝P 2＋P 3＋…。 (3)电流：由I ＝U P 知，对只有一个副线圈的变压器有I2I1＝n1n2，当变压器有多个副线圈时有n 1I 1 ＝n 2I 2＋n 3I 3＋…。 3.关于理想变压器的四点注意 (1)变压器不能改变恒定电流。 (2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率。 (3)理想变压器本身不消耗能量，所以没有能量损失。 (4)理想变压器没有磁通量损失，磁通量全部集中在铁芯中。 【典型例题】一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V 的正弦交流电源上，如图1021所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U ，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k ，则 ( ) A ．U ＝66 V ，k ＝91 B ．U ＝22 V ，k ＝91 C ．U ＝66 V ，k ＝31 D ．U ＝22 V ，k ＝31 【答案】 A 【解析】 设原、副线圈中的电流分别为I 1、I 2，则I2I1＝n1n2＝31，故k ＝I22R I12R ＝91。设原线圈两 端的电压为U 1，则U U1＝n2n1＝13，故U 1＝3U ，而原线圈上电阻分担的电压为31U ，故3U ＋3U ＝ 220 V ，解得U ＝66 V 。选项A 正确。 ★重难点二、理想变压器的动态分析★ 常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。 1．匝数比不变的情况(如图所示) (1)U 1不变，根据U2U1＝n2n1，输入电压U 1决定输出电压U 2，可以得出不论负载电阻R 如何变 化，U 2不变。 (2)当负载电阻发生变化时，I 2变化，根据输出电流I 2决定输入电流I 1，可以判断I 1的变化。 (3)I 2变化引起P 2变化，根据P 1＝P 2，可以判断P 1的变化。 2．负载电阻不变的情况(如图所示) 高中物理第二册教案全集 目录 第八章动量 (5) 8．1冲量和动量 (5) 8．2 动量定理（2课时） (8) 8．3动量守恒定律 (16) 实验一：验证碰撞中的动量守恒 (19) 8．4 动量守恒定律的应用（2课时） (22) 8．5 反冲运动火箭 (28) 全章复习课 (29) 第九章机械振动 (35) 9．1 简谐运动 (35) 9．2 振幅、周期和频率 (38) 9．3 简谐运动的图象 (41) 9．4 单摆（2课时） (47) 实验三、用单摆测定重力加速度 (54) 9．6 简谐运动的能量阻尼振动 (58) 9．7 受迫振动共振 (62) 全章习题课(共2课时) (66) 第十章机械波 (71) 10．1 波的形成和传播 (71) 10．2 波的图象 (74) 10．3 波长、频率和波速（2课时） (78) 10．4 波的衍射 (86) 10．5 波的干涉 (89) 10．7 多普勒效应 (94) 机械波习题课（2课时） (99) 第十一章分子运动能量守恒 (106) 11．1 物体是由大量分子组成的 (106) 11．3 分子间的相互作用力 (115) 11．4 物体的内能热量 (119) 11．5 热力学第一定律能量守恒定律 (123) 11．6 热力学第二定律 (127) 实验四用油膜法估测分子的大小 (131) 全章复习课 (134) 第十二章固体、液体和气体性质 (139) 12．8 气体的压强 (139) 12．9 气体的压强、体积、温度间的关系 (140) 第十三章电场 (141) 13．1 电荷库仑定律 (141) 13．2 电场电场强度（2课时） (147) 13．3 电场线 (159) 13．4 静电屏蔽 (164) 13．5 电势差电势（2课时） (169) 13．6 等势面 (177) 13．7 电势差与电场强度的关系 (179) 实验五用描迹法画出电场中平面上的等势线 (181) 13．8电容器的电容 (186) 13．9 带电粒子在匀强电场中的运动（2课时） (195) 全章复习课（2课时） (203) 第十四章恒定电流 (212) 14．1 欧姆定律 (212) 14．2 电阻定律电阻率 (217) 实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线 (220) 14．3 半导体及其应用 (223) 14．4 超导及其应用 (225) 14．5 电功和电功率 (226) 14．6闭合电路欧姆定律（2课时） (231) 14．7 电压表和电流表伏安法测电阻 (238) 《电能的输送》教学设计 一、基本信息： 教材：人教版高中物理选修3-2第五章第5节 课时：1课时 二、教学内容分析： 《电能的输送》是人教版高中物理选修3-2第五章第5节内容，本节课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。 三、教学目标与重难点 （一）物理观念 1. 知道输电的过程，了解远距离输电的原理。 2.理解各个物理量的概念及相互关系。 3.知道什么是输电导线上的功率和电压损失和如何减少功率和电压损失。 4.理解为什么远距离输电要用高压。 （二）科学思维 通过例题板演使学生学会规范解题及解题后的思考。 （三）科学探究 通过远距离输电原理分析，具体计算及实验验证的过程，使学生学会分析解决实际问题的两种基本方法：理论分析、计算和实验。 （四）科学态度与责任 通过对我国远距离输电的展示，教育学生爱护公共设施，做一个合格公民。 教育学生节约用电，养成勤俭节约的好习惯。建立应急意识。 教学重点 理论分析如何减少输电过程的电能损失 远距离输电的原理 教学难点 远距离输电原理图的理解 四、学习者分析 通过平时的观察和了解，发现高二学生已经具备了探究问题的能力和初步解决问题的能力，本节课通过问题设置，引导学生主动参与探究过程，逐步培养学生分析和解决问题的能力，合作与交流的能力等，注重培养学生创新精神和实践能力。 五、教学策略选择与设计 本节课采用讨论法、探究法、归纳法等多种教学方法，体现新课标以“学生的发展”为宗旨的教学理念，体现对学生核心素养的培养，使学生在获得知识的同时，获取了研究物理问题、探究物理知识的方法。本节课突显了学生在课堂教学中的主体地位，注重对学生探究能力、交流能力和问题意识的培养，提高学生对合作学习重要性的认识，并及时对学生进行了情感、态度和价值观的培养和教育。 六、教学资源 多媒体播放室 七、教学过程 3.4变压器3.5高压输电 教学目标：1.进一步理解变压器原理及规律.2.熟练应用变压器原、副线圈的决定因素解决动态分析问题.3.熟悉远距离输电中的各物理量关系和损耗问题，熟练解决远距离高压输电中的实际问题． 重点：进一步理解变压器原理及规律 难点：熟悉远距离输电中的各物理量关系和损耗问题，熟练解决远距离高压输电中的实际问题 教学过程： 基础点 知识点1 理想变压器 1．构造：如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。 (1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。 (2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈。 2．原理：电流磁效应、电磁感应。 3．理想变压器的基本关系式 (1)功率关系：P 入＝P 出。 (2)电压关系：U 1U 2＝n 1n 2 ，若n 1＞n 2，为降压变压器； 若n 1＜n 2，为升压变压器。 (3)电流关系：只有一个副线圈时，I 1I 2＝n 2n 1 ；有多个副线圈时仍有P 入＝P 出，据P ＝UI 可推出，U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…＋U n I n ，n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋…＋n n I n 。 (4)频率关系：不变。 4．几种常用的变压器 (1)自耦变压器——调压变压器，如图A 、B 所示。 (2)互感器????? 电压互感器：把高电压变成低电压， 如图C 所示。电流互感器：把大电流变成小电流， 如图D 所示。 知识点2 远距离输电 1．减少输电电能损失的两种方法 (1)理论依据：P 损＝I 2R 。 (2)减小输电线的电阻：根据电阻定律R ＝ρl S ，要减小输电线的电阻R ，在保证输电 距离情况下，可采用减小材料的电阻率、增大导线的横截面积等方法。 (3)减小输电导线中的电流：在输电功率一定的情况下，根据P ＝UI ，要减小电流，必须提高输电电压。 2．输电过程示意图 3．输电电流 (1)I ＝P U ；(2)I ＝U －U ′R 。 4．输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为Q ＝I 2Rt 。 5．电压损失 (1)ΔU ＝U －U ′；(2)ΔU ＝IR 。 6．功率损失 (1)ΔP ＝P －P ′；(2)ΔP ＝I 2R ＝??? ?P U 2R 。 重难点 一、理想变压器原理和基本关系 1．变压器的工作原理 2．理想变压器的基本关系 高二物理教案 第一节静电现象的应用 教学目标 1、理解静电感应现象,知道静电平衡条件； 2、理解静电屏蔽 重点难点 重点：静电现象的应用 难点：静电感应现象的解释 教具 高压起电机、多媒体 教学过程 一、静电平衡的特点 1、处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。 2、处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是个等势面。 3、导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。 地球是一个极大的导体，可以认为处于静电平衡状态，所以它是一个等势体。这是我们可以选大地做零电势体的一个原因。 二、阅读课本了解本节内容，并回答下列问题： 1、放电现象有哪些？ 2、什么是火花放电？什么是接地放电？ 3、尖端放电的原理是什么？ 4、尖端放电的原理有何应用？避雷针的发展历史是怎样的？ 5、静电有哪些应用？ 6、哪些地方应该防止静电？ 二、利用实验和录像教学： 高压起电机、电荷分布演示器、静电现象（包括静电复印、静电除尘、静电喷漆录象） 三、解决问题 1、火花放电和接地放电； 2、火花放电是指物体上积累了电荷，且放电时出现火花的放电现象；接地放电是 指为了防止物体上过量积累电荷，而用导体与大地连接，把电荷接入大地进行时时放电的现象； 3、尖端放电的原理：物体表面带电密集的地方—尖端，电场强度大，会把空气分 子“撕裂”，变为离子，从而导电； 4、可以应用到避雷针上；避雷针的发展史介绍富兰克林与国王的避雷针“尖端” 与“圆端”之争； 5、静电除尘，静电复印，静电喷漆； 6、静电产生的火花能引起火灾，如油罐、纺织厂、危险制品等地方都必须避免静 电； 四、练习 1.如图，在真空中有两个点电荷A和B，电量分别为－Q和＋2Q，它们相距L，如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r（2r＜L）的空心金属球，且球心位于O点，则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小________ 方向 _________． 作业 课后“问题与练习 1.2 静电力库仑定律 高二物理《远距离输电》天天练2012/3/9 1．发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至用户的输电导线的总电阻为R，通过输电导线的电流为I，输电线末端的电压为U2，下面选项表示输电导线上损耗的功率的是() A.U12 R B. (U1－U2)2 R C．I2R D．I(U1－U2) 2．关于电能输送的以下分析，正确的是() A．由公式P＝U2/R知，输电电压越高，输电线上功率损失越少 B．由公式P＝U2/R知，输电导线电阻越大，输电线上功率损失越少 C．由公式P＝I2R知，输电电流越大，输电导线上功率损失越大 D．由公式P＝UI知，输电导线上的功率损失与电流成正比 3．远距离输电线路的示意图如图所示．若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是 A．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关 B．输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定 C．当用户用电器的总电阻减少时，输电线上损失的功率增大 D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 4．远距离输电，原来用电压U0输电，在输电线上损失的电功率为P0，现在要使输电线上损失的电功率减小到原来的1/10，则输电电压应为() A．100 U0 B.10U0 C．U0/10 D．U0/100 5．一台交流发电机产生u＝220·sin 100πt V的交流电压，其内阻不计，经过变压器变压后通过总电阻r＝2 Ω的长导线给彩灯供电，如 图所示.60只彩色小灯泡并联在电路中，每 只灯泡都是“6 V,0.25 W”，灯泡均正常 发光．(其余电阻不计) 试求：(1)发电机的输出功率； (2)降压变压器原、副线圈匝数比； 《电能的输送》探究性教学设计 重庆市实验中学物理组白荣华 教材分析 本节内容是人教版普通高中课程标准实验教科书《物理选修3-2》第五章《交变电流》的第5节，是学生综合运用前面所学知识解决实际问题的一个典型例子。课程设计力求将理论分析与实验验证相结合，使学生理解高压输电原理，培养和提高学生运用物理知识综合分析、解决实际问题的能力，动手能力和合作探究的能力。教材写得比较详细、通俗，可让学生阅读课本，然后提出一些问题引导学生思考、讨论。在内容的处理上，应注意以下几个方面： 1．对于电路上的功率损失，可引导学生自己从已有的直流电路知识出发，进行分析，得出结论。 2．学生常常容易将导线上的电压损失U损＝U输－U用与输电电压混淆起来，甚至进而得出错误结论。要通过具体的例子，可引导学生进行讨论，澄清认识。这样可达到事半功倍的效果。要注意，切不可单纯由教师讲解，而代替了学生的思考。 3．讲解电路上的电压损失，是本节教材新增加的。目的是希望学生对输电问题有更全面、更深入和更接近实际的认识，知道影响输电损失的因素不止一个，分析问题应综合考虑，抓住主要方面。但真正的实际问题比较复杂，教学中并不要求深入讨论输电中的这些实际问题，也不要求对输电过程中感抗和容抗的影响进行深入分析。 4．课本中讲了从减少损失考虑，要求提高输电电压；又讲了并不是输电电压越高越好。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。节后设的阅读材料《直流输电》既可以开阔学生眼界，也可以增加知识。 教学目标 1、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，了解远距离输电的原理。 （2）知道什么是输电线上的功率损失和如何减少功率损失。 （3）理解远距离输电要用高压。理解高压输电过程中电压、电流及功率的关系，能 电能的输送 一、教学目标 1?了解远距离输电的原理 2. 理解U 输、U 线、U 用、P 输、P 线、P 用、I 输、I 线、I 用 概念及相互关系。 二、重点、难点、疑点及解决办法 1. 重点 （1） 理论分析如何减少输电过程的电能损失。 （2） 远距离输电的原理。 2. 难点 远距离输电原理图的理解。 彬”“。”] 3. 疑点 P = U p =UI P = I 2 R 的对应关系理解 R 4. 解决办法 通过自学、教师讲解、例题分析、实验演示来逐步突破重点、难点、疑点。 三、 教具准备 可拆式变压器（2台）、导线若干（其中两根阻值约与小电珠相等 ）、小电珠（2 . 5V 、0.3A ）、 学生电源 四、 教学步骤 1.布置学生进行课前预习， 并事先给出预习过程应解决的问题 幻灯显示 ① 为什么要进行远距离输电？ ② 输电过程主要考虑什么问题？ ③ 为什么输电过程有电能损失？ ④ 减少电能损失有什么方法，各适用于什么情况？ 在学生个别提问相互补充的基础上完整答案如下 ① 由于电站、电厂利用能源的特殊性，它发出的电常常要输送给距离甚远的用户。 ② 在输电过程中输送效率的高低成了我们的首要问题，当然是效率越高越好。 ③ 由于输电导线有电阻，且又有电流通过，根据焦耳定律 Q= I2Rt 输电过程中必有一 部分电能转化为内能，显然这种损耗越小，输送的效率就越高。 ④ Q= I2Rt 如何减小输电时的 Q A t 是要确保的，通过减少 t 来减少Q 线是没有意义的。 B. R 二*减少R 有以下三种途径。 a. 缩短I 由于两地距离确定、没有实际意义。 b. 增大S 受经济及架设条件限制只限短距离输电采用。 c. 减少p 换用银那么也受经济条件约束，也是不现实的，效果也不明显。若正在研究 的超导材料能批量生产且价格便宜，倒是可以采用。 TJ 2 3.充分理解P=T P = I 2 瓦P = UI 中的物理量的对应关系。电能的输送 说课稿 教案 教学设计
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