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一、教学目标
1.知识与技能:了解远距离输电的原理,知道什么是输电线上的功率损失和如何减少功率损失,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。
2.过程与方法:通过远距离输电原理分析和具体计算,提高分析解决实际问题的能力。
3.情感、态度与价值观:通过本节课的学习,了解远距离输电概况,培养节约用电的意识,养成勤俭节约的好习惯。
二、教学重难点
教学重点:降低输电损耗的两个途径。
教学难点:理解高压输电的原理。
三、教学过程
(一)新课导入
教师创设情景:水电站一般建在水库水坝附近,以煤为燃料的火电站一般建在煤矿附近这样做的原因是什么?预设学生回答是为了节约成本,节约能源。
教师进一步提问:用电的地方有时会离发电站很远,怎样才能在远距离输电的过程中节约能源呢?引发学生思考,导入新课。
(二)新课讲授
1.输送电能的基本要求
播放“西电东输”的视频片段,引导学生在观看过程中思考电能输送的优点是什么?远距离输电的基本要求有哪些?
学生思考后作答:优点是简单便捷。输送电能的基本要求是可靠、保质、经济。可靠,是指保证供电线路可靠地工作,少有故障和停电。保质,就是保证电能的质量,即电压和频丰稳定。经济是指输电线路建造和运行的费用低,电能损耗小,电价低。
教师追问:怎样在输电过程中减少电能的损失?
2.降低电能损耗的两个途径
教师推演输电线上的功率损失公式:P=I2r,引导学生根据公式说出减少电能损失的两种途径。
学生思考后能想到可以通过减小电阻或减少电流的方式降低电能损耗。
(1)减小电阻
教师追问:如何减少输电线的电阻呢?提醒学生结合电阻定律进行思考。
学生回答,教师进行小结和补充:
①减小材料的电阻率:银的电阻率最小,但价格昂贵,目前选用电阻率较小的钢或铝作输电线。
②减小输电线的长度不可行,因为要保证输电距离。
③增加导线的横截面积,可适当增大横截面积,但不能太粗,这样既不经济架设又困难。
(2)减小电流
教师提出问题,学生进行小组讨论:
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为有效?
④怎样计算用户消耗的功率?