第一篇:選修3-2第五章第5節《電能的輸送》教案
選修3-2第五章第5節《電能的輸送》教學設計
一、教材分析
講解電路上的電壓損失,是本教材新增加的.目的是希望學生對輸電問題有更全面、更深人和更接近實際的認識,知道影響輸電損失的因素不只一個,分析問題應綜合考慮,抓住主要方面.但真正的實際問題比較復雜,教學中并不要求深人討論輸電中的這些實際問題,也不要求對輸電過程中感抗和容抗的影響進行深入分析.教學中要注意掌握好分寸
二、教學目標
1、知識目標
(1)知道“便于遠距離輸送”是電能的優點之一.知道輸電的過程.了解遠距離輸電的原理.
(2)理解各個物理量的概念及相互關系.
(3)充分理解 ; ; 中的物理量的對應關系.
(4)知道什么是輸電導線上的功率和電壓損失和如何減少功率和電壓損失.(5)理解為什么遠距離輸電要用高壓.2、能力目標
(1)培養學生的閱讀和自學能力.
(2)通過例題板演使學生學會規范解題及解題后的思考.
(3)通過遠距離輸電原理分析,具體計算及實驗驗證的過程,使學生學會分析解決實際問題的兩種基本方法:理論分析、計算和實驗.
3、情感目標
(1)通過對我國遠距離輸電掛圖展示,結合我國行政村村村通電報導及個別違法分子偷盜電線造成嚴重后果的現象的介紹,教育學生愛護公共設施,做一個合格公民.
(2)教育學生節約用電,養成勤儉節約的好習慣.
三、教學重點、難點
1、重點:(l)理論分析如何減少輸電過程的電能損失.
(2)遠距離輸電的原理.
2、難點:遠距離輸電原理圖的理解.
四、學情分析
學生常常容易將導線上的電壓損失面 與輸電電壓混淆起來,甚至進而得出錯誤結論.可引導學生進行討論,澄清認識.這里要注意,切不可單純由教師講解,而代替了學生的思考,否則會事倍功半,形快而實慢.
五、教學方法
實驗法、學案導學法
六、課前準備:電能輸送過程的掛圖一幅(帶有透明膠),小黑板一塊(寫好題目).
七、課時安排 1課時
八、教學過程:
(一)預習檢查、總結疑惑
檢查落實了學生的預習情況并了解了學生的疑惑,使教學具有了針對性。
(二)、創設情境,導入新課
講述:前面我們學習了電磁感應現象和發電機,通過發電機我們可以大量地生產電能.比如,葛洲壩電站通過發電機把水的機械能為電能,發電功率可達271.5萬千瓦,這么多的電能當然要輸到用電的地方去,今天,我們就來學習輸送電能的有關知識.
(三)、自主、合作、探究
1、輸送電能的過程
提問:發電站發出的電能是怎樣輸送到遠方的呢?如:葛洲壩電站發出的電是怎樣輸到武漢、上海等地的呢?很多學生憑生活經驗能回答:是通過電線輸送的.在教師的啟發下學生可以回答:是通過架設很高的、很粗的高壓電線輸送的.
出示:電能輸送掛圖,并結合學生生活經驗作介紹.
板書:第三節 電能的輸送
輸送電能的過程:發電站→升壓變壓器→高壓輸電線→ 降壓變壓器→用電單位.)
2、遠距離輸電為什么要用高電壓?
提問:為什么遠距離輸電要用高電壓呢?學生思考片刻之后,教師說:這個實際問題就是我們今天要討論的重點. 板書:(高壓輸電的原理)
分析討論的思路是:輸電→導線(電阻)→發熱→損失電能→減小損失
講解:輸電要用導線,導線當然有電阻,如果導線很短,電阻很小可忽略,而遠距離輸電時,導線很長,電阻大不能忽略.列舉課本上的一組數據.電流通過很長的導線要發出大量的熱,請學生計算:河南平頂山至湖北武昌的高壓輸電線電阻約400歐,如果能的電流是1安,每秒鐘導線發熱多少?學生計算之后,教師講述:這些熱都散失到大氣中,白白損失了電能.所以,輸電時,必須減小導線發熱損失.
3、提問:如何減小導線發熱呢?
分析:由焦耳定律 是減小輸電線電阻,減小發熱,三是減小輸電電流 ,有以下三種方法:一是減小輸電時間,二.
4、提問:哪種方法更有效?
第一種方法等于停電,沒有實用價值.第二種方法從材料、長度、粗細三方面來說都有實際困難.適用的超導材料還沒有研究出來.排除了前面兩種方法,就只能考慮第三種方法了.從焦耳定律公式可以看出.第三種辦法是很有效的:電流減小一半,損失的電能就降為原來的四分之一.通過后面的學習,我們將會看到這種辦法了也是很有效的. 板書結論:(1:要減小電能的損失,必須減小輸電電流.)
講解:另一方面,輸電就是要輸送電能,輸送的功率必須足夠大,才有實際意義. 板書:(2:輸電功率必須足夠大.)
5、提問:怎樣才能滿足上述兩個要求呢?
分析:根據公式 提高輸電電壓 .,要使輸電電流 減小,而輸送功率 不變(足夠大),就必須板書:(高壓輸電可以保證在輸送功率不變,減小輸電電流來減小輸送電的電能損失.)
變壓器能把交流電的電壓升高(或降低)
講解:在發電站都要安裝用來升壓的變壓器,實現高壓輸電.但是我們用戶使用的是低壓電,所以在用戶附近又要安裝降壓的變壓器.
討論:高壓電輸到用電區附近時,為什么要把電壓降下來?(一是為了安全,二是用電器只能用低電壓.)板書:(3.變壓器能把交流電的電壓升高或降低)6.遠距離輸電的實例分析
A.閱讀教材了解輸電的技術指標 B.物理過程:大型發電機發出的電壓不可能符合遠距離輸電的要求,因此要在發電站內用升壓變壓器升壓,再經過一次高壓變電所,二次高壓變電所,再輸送給不同用戶。C.實例分析
發電機的輸出電壓為220V,輸出功率為44KW,每條輸電線電阻為0.2Ω,求用戶得到的電壓和電功率各是多少?如果發電站先用變壓比為1:10的升壓變壓器將電壓升高,經同樣輸電線路后,再經過10:1的降壓變壓器降壓后供給用戶,則用戶得到的電壓和電功率又各是多少?
分析與解答:輸送電路原理圖如圖。
發電站輸出的功率P出是一定的,當以220伏的電壓輸出時,輸出電流應該是:
I=P出/U出=44000W/220V=200A
兩條輸電線路的總電阻為0.4Ω,則導線上損失的電功率為:
P損=I2r=(200A)2×0.4Ω=16kW
用戶得到的電功率為P=P出-P損=44kW-16kW=27kW
在導線上損失的電壓為: U損=I2r=200V×0.4Ω=80V.
用戶得到的電壓為:U=U出-U損=220V-80V=140V
如果用1:10的變壓器將電壓升高到2200V后再輸送出去,則輸出電流為:
I=P出/U出=44000W/2200V=20A
P損=I2r=(20A)2×0.4Ω=160W
用戶得到的電功率為P=P出-P損=44kW-160W=43.83kW
在導線上損失的電壓為: U損=I2r=20V×0.4Ω=8V.
加到用戶端變壓器上的電壓為:U=U出-U損=2200V-80V=2192V
經過變壓器降壓后輸送給用戶的電壓為:219.2V.
引導學生看課本,了解我國輸電電壓,知道輸送電能的優越性.
(四)反思總結,當堂檢測。
教師組織學生反思總結本節課的主要內容,并進行當堂檢測。反思:課本中講了從減少損失考慮,要求提高輸電電壓;又講了并不是輸電電壓越高越好.希望幫助學生科學地、全面地認識問題,逐步樹立正確地分析問題、認識問題的觀點和方法
(五)發導學案、布置預習。
九、板書設計
第三節 電能的輸送
高壓輸電的原理
要減小電能的損失,必須減小輸電電流 輸電功率必須足夠大.
(3)高壓輸電可以保證在輸送功率不變,減小輸電電流來減小輸送電的電能損失. 2.變壓器能把交流電的電壓升高或降低
3.遠距離輸電的實例分析
十、教學反思
1.在本節課的教學設計上能體現出課改精神,重在過程,重在發現,而不是象以前只重結論。
2.采用探究式教學法。體現了學生的主體地位。讓學生主動參與其中而不是被動接受教師的結論。
3.最后的實驗設計能令學生深刻意識到高壓輸電的效果。
4.老師教態自然,語音、語速等不錯。
5.時間控制上有待改進,有點前松后緊。
6.個別概念(如P總不變)強調得不夠。
十一、學案設計(見下頁)
第二篇:《電能的輸送》教案
5.5 電能的輸送
教學目標
一、知識目標
1、知道“便于遠距離輸送”是電能的優點之一.知道輸電的過程.了解遠距離輸電的原理.
2、理解各個物理量的概念及相互關系.
3、充分理解 ; ;
中的物理量的對應關系.
4、知道什么是輸電導線上的功率和電壓損失和如何減少功率和電壓損失.5、理解為什么遠距離輸電要用高壓.二、能力目標
1、培養學生的閱讀和自學能力.
2、通過例題板演使學生學會規范解題及解題后的思考.
3、通過遠距離輸電原理分析,具體計算及實驗驗證的過程,使學生學會分析解決實際問題的兩種基本方法:理論分析、計算和實驗.
三、情感目標
1、通過對我國遠距離輸電掛圖展示,結合我國行政村村村通電報導及個別違法分子偷盜電線造成嚴重后果的現象的介紹,教育學生愛護公共設施,做一個合格公民.
2、教育學生節約用電,養成勤儉節約的好習慣.
教學建議
教材分析及相應的教法建議
1、對于電路上的功率損失,可根據學生的實際情況,引導學生自己從已有的直流電路知識出發,進行分析,得出結論.
2、講解電路上的電壓損失,是本教材新增加的.目的是希望學生對輸電問題有更全面、更深人和更接近實際的認識,知道影響輸電損失的因素不只一個,1 / 4 分析問題應綜合考慮,抓住主要方面.但真正的實際問題比較復雜,教學中并不要求深人討論輸電中的這些實際問題,也不要求對輸電過程中感抗和容抗的影響進行深入分析.教學中要注意掌握好分寸.
3、學生常常容易將導線上的電壓損失面 與輸電電壓混淆起來,甚至進而得出錯誤結論.可引導學生進行討論,澄清認識.這里要注意,切不可單純由教師講解,而代替了學生的思考,否則會事倍功半,形快而實慢.
4、課本中講了從減少損失考慮,要求提高輸電電壓;又講了并不是輸電電壓越高越好.希望幫助學生科學地、全面地認識問題,逐步樹立正確地分析問題、認識問題的觀點和方法.
教學重點、難點、疑點及解決辦法
1、重點:(l)理論分析如何減少輸電過程的電能損失.
(2)遠距離輸電的原理.
2、難點:遠距離輸電原理圖的理解.
3、疑點:
4、解決辦法 ; ; 的對應關系理解.
通過自學、教師講解例題分析、實驗演示來逐步突破重點、難點、疑點.
教學設計方案 電能的輸送 教學目的:
1、了解電能輸送的過程.
2、知道高壓輸電的道理.
3、培養學生把物理規律應用于實際的能力和用公式分析實際問題的能力. 教學重點:培養學生把物理規律應用于實際的能力和用公式分析實際問題的能力.
教學難點:高壓輸電的道理.
教學用具:電能輸送過程的掛圖一幅(帶有透明膠),小黑板一塊(寫好題目). 教學過程:
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一、引入新課
講述:前面我們學習了電磁感應現象和發電機,通過發電機我們可以大量地生產電能.比如,葛洲壩電站通過發電機把水的機械能為電能,發電功率可達271.5萬千瓦,這么多的電能當然要輸到用電的地方去,今天,我們就來學習輸送電能的有關知識.
二、進行新課
1、輸送電能的過程
提問:發電站發出的電能是怎樣輸送到遠方的呢?如:葛洲壩電站發出的電是怎樣輸到武漢、上海等地的呢?很多學生憑生活經驗能回答:是通過電線輸送的.在教師的啟發下學生可以回答:是通過架設很高的、很粗的高壓電線輸送的.
出示:電能輸送掛圖,并結合學生生活經驗作介紹
板書:第三節
電能的輸送
輸送電能的過程:發電站→升壓變壓器→高壓輸電線→ 降壓變壓器→用電單位.)
2、遠距離輸電為什么要用高電壓?
提問:為什么遠距離輸電要用高電壓呢?學生思考片刻之后,教師說:這個實際問題就是我們今天要討論的重點. 板書:(高壓輸電的道理)
分析討論的思路是:輸電→導線(電阻)→發熱→損失電能→減小損失 講解:輸電要用導線,導線當然有電阻,如果導線很短,電阻很小可忽略,而遠距離輸電時,導線很長,電阻大不能忽略.列舉課本上的一組數據.電流通過很長的導線要發出大量的熱,請學生計算:河南平頂山至湖北武昌的高壓輸電線電阻約400歐,如果能的電流是1安,每秒鐘導線發熱多少?學生計算之后,教師講述:這些熱都散失到大氣中,白白損失了電能.所以,輸電時,必須減小導線發熱損失.
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3、提問:如何減小導線發熱呢? 分析:由焦耳定律,二是減小輸電線電阻,減小發熱 ,有以下三種方法:一是減小輸電時間,三是減小輸電電流 .
4、提問:哪種方法更有效?
第一種方法等于停電,沒有實用價值.第二種方法從材料、長度、粗細三方面來說都有實際困難.適用的超導材料還沒有研究出來.排除了前面兩種方法,就只能考慮第三種方法了.從焦耳定律公式可以看出.第三種辦法是很有效的:電流減小一半,損失的電能就降為原來的四分之一.通過后面的學習,我們將會看到這種辦法了也是很有效的.
板書結論:(A:要減小電能的損失,必須減小輸電電流.)
講解:另一方面,輸電就是要輸送電能,輸送的功率必須足夠大,才有實際意義. 板書:(B:輸電功率必須足夠大.)
5、提問:怎樣才能滿足上述兩個要求呢? 分析:根據公式
就必須提高輸電電壓,要使輸電電流 減小,而輸送功率 .
不變(足夠大),板書:(高壓輸電可以保證在輸送功率不變,減小輸電電流來減小輸送電的電能損失.)
變壓器能把交流電的電壓升高(或降低)
講解:在發電站都要安裝用來升壓的變壓器,實現高壓輸電.但是我們用戶使用的是低壓電,所以在用戶附近又要安裝降壓的變壓器.
討論:高壓電輸到用電區附近時,為什么要把電壓降下來?(一是為了安全,二是用電器只能用低電壓.)
板書:(3.變壓器能把交流電的電壓升高或降低)
三、引導學生看課本,了解我國輸電電壓,知道輸送電能的優越性.
四、課堂小結:
輸電過程、高壓輸電的道理.
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第三篇:5.5《電能的輸送》教案1-新人教選修3-2.
教學目標
一、知識目標
1、知道“便于遠距離輸送”是電能的優點之一.知道輸電的過程.了解遠距離輸電的原理.
2、理解各個物理量的概念及相互關系.
3、充分理解 ; ;
中的物理量的對應關系.
4、知道什么是輸電導線上的功率和電壓損失和如何減少功率和電壓損失.5、理解為什么遠距離輸電要用高壓.二、能力目標
1、培養學生的閱讀和自學能力.
2、通過例題板演使學生學會規范解題及解題后的思考.
3、通過遠距離輸電原理分析,具體計算及實驗驗證的過程,使學生學會分析解決實際問題的兩種基本方法:理論分析、計算和實驗.
三、情感目標
1、通過對我國遠距離輸電掛圖展示,結合我國行政村村村通電報導及個別違法分子偷盜電線造成嚴重后果的現象的介紹,教育學生愛護公共設施,做一個合格公民.
2、教育學生節約用電,養成勤儉節約的好習慣.
教學建議
教材分析及相應的教法建議
1、對于電路上的功率損失,可根據學生的實際情況,引導學生自己從已有的直流電路知識出發,進行分析,得出結論.
2、講解電路上的電壓損失,是本教材新增加的.目的是希望學生對輸電問題有更全面、更深人和更接近實際的認識,知道影響輸電損失的因素不只一個,分析問題應綜合考慮,抓住主要方面.但真正的實際問題比較復雜,教學中并不要求深人討論輸電中的這些實際問題,也不要求對輸電過程中感抗和容抗的影響進行深入分析.教學中要注意掌握好分寸.
3、學生常常容易將導線上的電壓損失面 與輸電電壓混淆起來,甚至進而得出錯誤結論.可引導學生進行討論,澄清認識.這里要注意,切不可單純由教師講解,而代替了學生的思考,否則會事倍功半,形快而實慢.
4、課本中講了從減少損失考慮,要求提高輸電電壓;又講了并不是輸電電壓越高越好.希望幫助學生科學地、全面地認識問題,逐步樹立正確地分析問題、認識問題的觀點和方法.
教學重點、難點、疑點及解決辦法
1、重點:(l)理論分析如何減少輸電過程的電能損失.
(2)遠距離輸電的原理.
2、難點:遠距離輸電原理圖的理解.
3、疑點: ; ; 的對應關系理解.
4、解決辦法
通過自學、教師講解例題分析、實驗演示來逐步突破重點、難點、疑點.
教學設計方案
電能的輸送 教學目的:
1、了解電能輸送的過程.
2、知道高壓輸電的道理.
3、培養學生把物理規律應用于實際的能力和用公式分析實際問題的能力.
教學重點:培養學生把物理規律應用于實際的能力和用公式分析實際問題的能力.
教學難點:高壓輸電的道理.
教學用具:電能輸送過程的掛圖一幅(帶有透明膠),小黑板一塊(寫好題目).
教學過程:
一、引入新課
講述:前面我們學習了電磁感應現象和發電機,通過發電機我們可以大量地生產電能.比如,葛洲壩電站通過發電機把水的機械能為電能,發電功率可達271.5萬千瓦,這么多的電能當然要輸到用電的地方去,今天,我們就來學習輸送電能的有關知識.
二、進行新課
1、輸送電能的過程
提問:發電站發出的電能是怎樣輸送到遠方的呢?如:葛洲壩電站發出的電是怎樣輸到武漢、上海等地的呢?很多學生憑生活經驗能回答:是通過電線輸送的.在教師的啟發下學生可以回答:是通過架設很高的、很粗的高壓電線輸送的.
出示:電能輸送掛圖,并結合學生生活經驗作介紹.
板書:第三節 電能的輸送
輸送電能的過程:發電站→升壓變壓器→高壓輸電線→ 降壓變壓器→用電單位.)
2、遠距離輸電為什么要用高電壓?
提問:為什么遠距離輸電要用高電壓呢?學生思考片刻之后,教師說:這個實際問題就是我們今天要討論的重點.
板書:(高壓輸電的道理)
分析討論的思路是:輸電→導線(電阻)→發熱→損失電能→減小損失
講解:輸電要用導線,導線當然有電阻,如果導線很短,電阻很小可忽略,而遠距離輸電時,導線很長,電阻大不能忽略.列舉課本上的一組數據.電流通過很長的導線要發出大量的熱,請學生計算:河南平頂山至湖北武昌的高壓輸電線電阻約400歐,如果能的電流是1安,每秒鐘導線發熱多少?學生計算之后,教師講述:這些熱都散失到大氣中,白白損失了電能.所以,輸電時,必須減小導線發熱損失.
3、提問:如何減小導線發熱呢?
分析:由焦耳定律 輸電線電阻,減小發熱 ,有以下三種方法:一是減小輸電時間,二是減小,三是減小輸電電流 .
4、提問:哪種方法更有效?
第一種方法等于停電,沒有實用價值.第二種方法從材料、長度、粗細三方面來說都有實際困難.適用的超導材料還沒有研究出來.排除了前面兩種方法,就只能考慮第三種方法了.從焦耳定律公式可以看出.第三種辦法是很有效的:電流減小一半,損失的電能就降為原來的四分之一.通過后面的學習,我們將會看到這種辦法了也是很有效的.
板書結論:(A:要減小電能的損失,必須減小輸電電流.)講解:另一方面,輸電就是要輸送電能,輸送的功率必須足夠大,才有實際意義.
板書:(B:輸電功率必須足夠大.)
5、提問:怎樣才能滿足上述兩個要求呢?
分析:根據公式 輸電電壓 .,要使輸電電流 減小,而輸送功率
不變(足夠大),就必須提高板書:(高壓輸電可以保證在輸送功率不變,減小輸電電流來減小輸送電的電能損失.)
變壓器能把交流電的電壓升高(或降低)
講解:在發電站都要安裝用來升壓的變壓器,實現高壓輸電.但是我們用戶使用的是低壓電,所以在用戶附近又要安裝降壓的變壓器.
討論:高壓電輸到用電區附近時,為什么要把電壓降下來?(一是為了安全,二是用電器只能用低電壓.)
板書:(3.變壓器能把交流電的電壓升高或降低)
三、引導學生看課本,了解我國輸電電壓,知道輸送電能的優越性.
四、課堂小結:
輸電過程、高壓輸電的道理.
五、作業布置:
某電站發電功率約271.5萬千瓦,如果用1000伏的電壓輸電,輸電電流是多少?如果輸電電阻是200歐,每秒鐘導線發熱損失的電能是多少?如果采用100千伏的高壓輸電呢?
探究活動
考察附近的變電站,學習日常生活中的電學知識和用電常識.
了解變壓器的工作原理
調查生活中的有關電壓變換情況. 調查:
在電能的傳輸過程中,為了減小能量損耗而采用提高電壓的方法,可是在提高電壓后相應的對一些設備的要求也會提高,請調查在高壓輸電和低壓輸電過程中的投入產出比.
第四篇:人教版高中物理選修3-1教案:第二章第5節焦耳定律
第二章 恒定電流
第五節
焦耳定律
(一)【課前準備】
【課型】新授課 【課時】2課時 【教學三維目標】
(一)知識與技能
1.理解電功的概念,知道電功是指電場力對自由電荷所做的功,理解電功的公式,能進行有關的計算.
2.理解電功率的概念和公式,能進行有關的計算. 3.知道電功率和熱功率的區別和聯系.
4.知道非純電阻電路中電能與其他形式能轉化關系,電功大于電熱.
(二)過程與方法
通過有關實例,讓學生理解電流做功的過程就是電能轉化為其他形式能的過程.
(三)情感態度與價值觀
通過學習進一步體會能量守恒定律的普遍性 【教學重點難點】 重點:電功和電熱的計算
難點:電流做功的表達式的推導,純電阻電路和非純電阻電路在能量轉化過程中的區別 【教學方法】理論、類比、探究、討論、分析
【教學過程】
【復習引入】
【問題】用電器通電后,可以將電能轉化成其他形式的能量,生活中常用的用電器,其能量的轉化情況? 【回答】電燈把電能轉化為內能和光能;電爐把電能轉化為內能;電動機把電能轉化為機械能;電解槽把電能轉化為化學能。用電器把電能轉化為其他形式能的過程,就是電流做功的過程。即電流做功的過程就是電能轉化為其他形式能的過程,在轉化過程中,遵循能量守恒,即有多少電能減少,就有多少其他形式的能增加。
【問題】用電器把電能轉化成其他形式能的過程,就是電流做功的過程。電流做功的多少及電流做功的快慢與哪些因素有關呢?焦耳定律
一、電功和電功率 【展示】
【問題】如圖所示,一段電路兩端的電壓為U,由于這段電路兩端有電勢差,電路中就有電場存在,電路中的自由電荷在電場力的作用下發生定向移動,形成電流I,在時間t內通過這段電路上任一橫截面的電荷量q是多少? 【回答】在時間t內,通過這段電路上任一橫截面的電荷量q=It。
【問題】這相當于在時間t內將這些電荷q由這段電路的一端移到另一端。在這個過程中,【問題】電場力做了多少功?
【回答】在這一過程中,電場力做的功W=qU=IUt 【問題】電流做功實質上是怎樣的?
【回答】電流做功的實質是電路中電場力對定向移動的電荷做功。
【過渡】對于一段導體而言,兩端電勢差為U,把電荷q從一端搬至另一端,電場力的功W=qU,在導體中形成電流,且q=It(在時間間隔t內搬運的電荷量為q,則通過導體截面電荷量為q,I=q/t),所以電場力做功W=qU=IUt。在這段電路中電場力所做的功,也就是通常所說的電流所做的功,簡稱電功。
【問題】電功的定義式用語言如何表述?定義式?
【回答】電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓U,電路中的電流I和通電時間t三者的乘積。定義式:W=UIT
【問題】電功的單位有哪些? 【回答】(1)在國際單位制中,電功的單位是焦耳,簡稱焦,符號是J.(2)電功的常用單位有:千瓦時,俗稱“度”,符號是kW·h.【問題】1 kW·h的物理意義是什么?1 kW·h等于多少焦?
【回答】1 kW·h表示功率為1 kW的用電器正常工作1 h所消耗的電能。kW·h=1000 W×3600 s=3.6×106 J 【說明】使用電功的定義式計算時,要注意電壓U的單位用V,電流I的單位用A,通電時間t的單位用s,求出的電功W的單位就是J。
【問題】在相同的時間里,電流通過不同用電器所做的功一般不同。在相同時間里,電流通過電力機車的電動機所做的功要顯著大于通過電風扇的電動機所做的功。電流做功不僅有多少,而且還有快慢,如何描述電流做功的快慢呢? 【回答】用電功率
【問題】電功率的定義式用語言如何表述?定義式?
【回答】單位時間內電流所做的功叫做電功率。用P表示電功率。W定義式: P==IU(對任何電路都適用)t【問題】電功率的單位有哪些? 【回答】單位:瓦(W)、千瓦(kW)
【說明】電流做功的“快慢”與電流做功的“多少”不同。電流做功快,但做功不一定多;電流做功慢,但做功不一定少。【問題】在力學中我們講功率時有平均功率和瞬時功率之分,電功率有無平均功率和瞬時功率之分呢? 【回答】利用P=W計算出的功率是時間t內的平均功率。t利用P=IU計算時,若U是某一時刻的電壓,I是這一時刻的電流,則P=IU就是該時刻的瞬時功率。
【問題】為什么課本沒提這一點呢?
【點撥】這一章研究的是恒定電流,用電器的構造一定,通過的電流為恒定電流,則用電器兩端的電壓必是定值,所以U和I的乘積P不隨時間變化,也就是說瞬時功率與平均功率總是相等的,故沒有必要分什么平均功率和瞬時功率了。
【說明】利用電功率的公式P=IU計算時,電壓U的單位用V,電流I的單位用A,電功率P的單位就是W。【展示】
【講解】額定功率和實際功率
額定功率:用電器正常工作時所需電壓叫額定電壓,在這個電壓下消耗的功率稱額定功率。
實際功率:用電器在實際電壓下的功率。實際功率P實=IU,U、I分別為用電器兩端實際電壓和通過用電器的實際電流。
【說明】最后應強調:推導過程中沒用到任何特殊電路或用電器的性質,電功和電功率的表達式對任何電壓、電流不隨時間變化的電路都適用。再者,這里W=IUt是電場力做功,是消耗的總電能,也是電能所轉化的其他形式能量的總和。【課時小結】
這節課從知識上來說,主要學習了電功、電功率公式,其中電功率律是主要內容。在研究問題時,我們主要運用了能量轉化和守恒的方法。能量轉化和守恒的方法是研究物理問題的一種重要方法,貫穿在物理知識學習的全過程中。【布置作業】
課本P55,問題與練習1 ,3 【板書設計】 焦耳定律
一電功和電功率 1.電功W 定義:電路中電場力對定向移動的電荷所做的功,簡稱電功,通常也說成是電流的功。公式:W=IUt。
單位:焦耳,簡稱:焦,符號J。2.電功率P(1)定義:單位時間內電流所做的功。
W公式:P=t=IU 單位:瓦特(W),1 W=1 J/s。(2)額定功率和實際功率 額定功率:用電器正常工作時所需電壓叫額定電壓,在這個電壓下消耗的功率稱額定功率。
實際功率:用電器在實際電壓下的功率。實際功率P實=IU,U、I分別為用電器兩端實際電壓和通過用電器的實際電流。
第五篇:物理:5.5《電能的輸送》教學設計(新人教版選修3-2)
《電能的輸送》教學設計
【教學目標】
一、知識與技能
1.知道“便于遠距離輸送”是電能的優點。
2.知道電能輸送過程中有功率損失和電壓損失,理解降低這兩種損失的途徑。
3.知道輸電過程的幾個環節,并能夠畫出示意圖,根據示意圖會進行簡單的計算。
4.了解電網供電的優點。
5.了解輸電的新技術。
二、過程與方法
1.通過閱讀、思考與討論,提高學生分析解決實際問題的能力。
2.通過理論探究與演示實驗驗證相結合,培養學生的科學研究方法。
三、情感態度與價值觀
體會物理知識在生產、生活中的巨大作用,激發學生學好知識投身祖國建設的熱情。
【教學重點】
1.理解高壓輸電是減少功率損失和電壓損失的切實可行的措施。
2.輸電過程示意圖中各物理量之間的關系。
【教學難點】
1.區別輸電線上損失的功率和輸電功率;輸電線上損失的電壓和輸電電壓。
2.利用輸電過程示意圖進行簡單的計算。
【教學方法】
自學、討論、交流、演示實驗。
【教學過程】
一、學生自學
下發《學案》一份,學生根據《學案》上的問題有目的地閱讀課文并嘗試回答《學案》上的問題,期間老師可巡視指導,大約用時15分鐘。
《學案》內容:
1.為什么存在遠距離輸電問題?
2.輸送電能的基本要求是什么?
3.什么是輸電線上的功率損失?
4.減小輸電線上的功率損失有幾種途徑?這幾種途徑如何能夠實現?哪一種更有效?哪一種切實可行?
5.除功率損失以外,輸電線上還有什么損失,用問題4中的減少功率損失的有效方法能有效減少這種損失嗎?
6.在實際輸電過程中,輸電電壓是不是越高越好呢?目前我國常用的遠距離輸電電壓有哪幾種?
7.下圖為遠距離輸電的示意圖,輸電過程包括哪幾個部分?完成各物理量之間關系的填空。
(1)對于理想變壓器,。
(2)對于理想變壓器; ; ; ;。
(3)輸電線上損失的電壓U線=I線·R線。
輸電線上損失的功率P線=I線·R線= =。
2(4)由電路關系可得:I2=I線=I3;U2-=U3;P2-=P3。
(5)注意區別:
輸電電壓U2與輸電線上損失的電壓U線,二者關系為。
輸電功率P2與輸電線上損失的功率P線,二者關系為。
8.利用以上示意圖完成下列問題的計算。
在某次遠距離輸電過程中,電廠發電機輸出的總功率為,輸電線路的總電阻為為,線路上損失的功率為輸送功率的,輸出電壓為,用戶得到的電壓,求升壓、降壓變壓器的原、副線圈的匝數比各是多少?
9.采用電網供電的優點有什么?
二、討論、交流、實驗驗證
請同學回答《學案》上的問題,并組織同學之間討論、交流,必要時進行實驗驗證。
1.在討論問題4時給出下面這個問題以體會增大橫截面積來減小電阻的不可行性:
把200 KW的電能用鋁導線輸送到10 km以外,使用110 V電壓輸電,導線上的功率損失達到10%,已知鋁的電阻率為
2.問題7的部分答案為:
(3)P線=I線·R線= U線·I線 = U線/R線
(4)U2-U線=U3;P2-P線=P3
22,則輸電線的直徑約為多大?(約為35 cm)
(5)輸電電壓U2與輸電線上損失的電壓U線的關系為U線=R線
輸電功率P2與輸電線上損失的功率P線的關系為P線=R線
3.問題7中 U2-U線=U3;P2-P線=P3這兩個關系對于學生而言較抽象,因此從理論層面上解釋以后,再用演示實驗驗證,實驗中所用器材的電路圖如下:
電路正常工作后,用交流電壓表分別測出Uab和Ucd,讀出交流電流表的示數I,驗證Uab2I2R1 =IUcd是否成立。
4.問題8的答案為
三、課堂總結
;,可以利用電壓之比,也可以利用電流之比。
1.理解在輸電功率一定的情況下,提高輸電電壓,可以減少輸電線上的功率損失和電壓損失。
2.輸電過程示意圖及各部分關系。
四、作業
1.閱讀教材P51,了解輸電的新技術。
2.教材P54 1.2.3.4.5.6。