沪科版九年级物理下册第18章 电能从哪里来第3节 电能的输送(同步教学设计)

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沪科版九年级物理下册第18章 电能从哪里来第3节 电能的输送(同步教学设计)

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第三节  电能的输送
知识与技能:
1.知道变压器的工作原理,知道升压变压器和降压变压器的作用。
2.知道高压输电的目的和途径。
3.知道用电器不能直接使用高压电的原因。
4.知道高压电弧触电和跨步电压触电及其防护。
过程与方法:
1.通过对高压输电目的的分析,尝试应用已知的科学规律去解释某些具体问题,有初步的分析概括能力。
2.感知高压触电及其防护,初步具有应用物理知识解决实际问题的能力。
情感、态度与价值观:
1.通过认识高压输电线把强大的电能送到远方,使学生具有对科学的求知欲,有将科学服务于人类的意识。教育学生节约用电,养成勤俭节约的好习惯。
2.通过认识高压触电及其防护,使学生有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识,乐于参与观察、调查等社会实践活动。
重点:①变压器的工作原理;②高压触电的分类和防护措施。
难点:高压输电的目的和途径。
多媒体课件。
一、情景导入
三峡工程是中国西电东送工程中线的巨型电源点,所发的电力主要售予华中电网的湖北省、河南省、湖南省、江西省、重庆市,华东电网的上海市、江苏省、浙江省、安徽省,以及南方电网的广东省,可缓解我国的电力供应紧张局面。三峡水电站共安装32台单机容量为70万千瓦水轮发电机组,总装机容量达到2 240万千瓦,年发电量约1 000亿度,可照亮半个中国,这些电能是如何送往华中、华东等省市的呢?下面我们就一起来学习本节内容——电能的输送。
二、合作探究
 高压输电
从发电站到用电地区,通常有很长的一段距离,发电机发出的电怎样送到用电地区呢?
学生交流讨论上面的问题,并思考为什么要采用高压输电?怎样才能减少电能在输送过程中的损失呢?
多媒体展示远距离输电示意图。
(1)输送电能的过程:发电厂→升压变压器→高压线路→降压变压器→工厂或居民用电。
(2)变压器的工作原理是电磁感应,它能将输入变压器的交流电压升高或降低,但不能改变直流电的电压。
(3)远距离输电要采用高压的原因:根据焦耳定律Q =I2Rt可知,要减少电能在输电线路上的损失,就需要减小电流或电阻,而减小电阻不容易做到,所以只有减小电流。在保证输出功率一定的情况下,根据P=UI可知,提高电压可以减小电流,从而减少电能在输电线路上的损失。
高压输电原理
因为输电线上的功率损耗正比于电流的平方(焦耳定律Q=I2Rt),所以在远距离输电时就要利用大型电力变压器升高电压以减小电流,使导线减小发热,方能有效地减少电能在输电线路上的损失。由发电厂发出的电能电功率是一定的,它决定于发电机组的发电能力,根据P=UI,发电机的功率不变效应,若提高输电线路中的电压U,那么线路中电流I一定会减小,输电线损失的功率Q=I2Rt一定会相应减小,如果线路中电流降低到原来的,那么线路中损失的功率就减少为原损耗的=,因此说提高电压可以很有效地降低线路中的功率损失。
我们可以从下面看到高压输电的分析思路:输电→导线(电阻)→发热→损失电能→减小损失。
输电要用导线,导线中有电阻,如果导线很短,电阻很小可忽略,而远距离输电时,导线很长,电阻较大,因此不能忽略。
如何减小导线发热呢?
由焦耳定律Q=I2Rt可知,减小发热Q有以下三种方法:一是减小输电时间t,二是减小输电线电阻R,三是减小输电电流I。可以看出,第三种办法是最有效的:电流减小一半,损失的电能就降为原来的四分之一。要减小电能的损失,必须减小输电电流,另一方面,输电就是要输送电能,输送的功率必须足够大,才有实际意义。根据公式P=UI,要使输电电流I减小,而输送功率P不变(足够大),就必须提高输电电压U。
显然,高压输送经济。当用高电压把电能输送到用电区后,需要逐次把电压降低,恢复到正常电压。
 高压触电及其防护
用电器为什么不能直接使用高压电呢?(学生回答:高压电的安全防护要求很高,直接供给家用电器是十分不安全的)
多媒体展示图片:高压触电的两种形式。
高压触电:(1)分类:①高压电弧触电;②跨步电压触电。(2)安全用电:①远离高压带电体;②若发现高压输电线断落地面时,应立即设立警示标志并通知有关部门进行抢修。(3)处理触电事故:切断电源,注意自身安全。
第三节 电能的输送
完成本课时对应练习。
本节课我通过三峡水电站发电的情况引出今天的课题,让学生知道发电站发的电都到哪里去了,进而揭示输电导线上的电能损失,从而和学生进行输电线上有关减少电能损失的方法讨论。之后将高压输电的方法展现在学生面前,并且介绍变压器和远距离输电的示意图,让学生能更好地理解。本节课从生活实际出发,引导学生去思考、去归纳总结、去发现,激发了学生的学习兴趣,调动了学生学习的积极性,课堂气氛非常活跃,学生在学习的过程中,很自然地提高了科学素养。

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