高中物理-电能的输送教学设计学情分析教材分析课后反思

电能的输送考纲要求和课标解读:1.考纲要求:2018高考物理教学大纲对于远距离输电的要求为=1\*ROMANI级。2.课程标准的要求:知道远距离输电时通常采用高压输电的原因。例5探讨远距离输电中导致电能损耗的因素。“电能的输送”是学生学习了电、磁规律之后，用已有的知识来解决生活实际问题的一节应用课，它是电磁学知识的一个非常重要的综合应用，具有很高的科学价值。课标中要求学生“知道远距离输电时通常采用高压输电的原因”，是因为“电”是我们生活中不可缺少的重要组成部分，生活中到处可见高压输电线，但为什么要采用高压输电，很多学生并不知道。物理源自生活，激发学生探究的兴趣，通本节课的探究学习，让同学们对高压输电能有初步的认识。课标中还要求“探讨远距离输电中导致电能损耗的因素”，课标这样要求不仅是想让学生掌握电能损耗的因素，更想让学生能从更高的层次认识远距离输电的可行性、经济效益、材料科学、和对社会发展的战略意义。电能的输送，电网的建设属于高端技术，高中生虽然知识层面还有局限，但是本节课标很能激发学生学习、进步投身社会建设的热情。再从目前，高考物理科要考查的能力主要包括以下几个方面来看：1.理解能力《电能的输送》这节课需要学生理解变压器中，电压与匝数、电流与匝数、功率间的物理规律的确切含义，理解物理规律的适用条件以及它们在简单情况下的应用;能够清楚地认识概念和规律的表达形式(包括文字表述和数学表达);能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法;理解相关知识的区别和联系。2.推理能力能够根据已有的变压器、欧姆定律和电阻定律的知识和物理事实、条件，对减少远距离输电能耗物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或做出正确的判断，并能把推理过程正确地表达出来。3.分析综合能力通过学习《电能的输送》能够独立地对所遇到的简单的远距离输电问题进行准确的分析、研究，弄清其中物理过程和物理情境，找出物理量间的关系式，尤其要注意损失功率和损失电压这两个起重要作用的因素;能够把远距离输电这个较为复杂的问题分解为若干较简单的问题，找出它们之间的联系;能够提出解决问题的多种方法，运用物理知识综合解决所遇到的问题。4.应用数学处理物理问题的能力通过学习《电能的输送》能够根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论;。学生发现问题、提出问题并加以论证解决等探究能力的培养渗透在教学过程的每一个问题引导，每一个练习题，每一个小情景，每一个小实验，每一个小资料中。教材分析:本节内容是人教板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題的一个典型例子。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=U2-U3。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。更要注意，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，是本节教材新増加的，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,分析间题应综合考虑，抓住主要方面。但真正的实际可題比较复杂，教学中并不要求深入讨论输电中的这些实际，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。本节课后面的阅读村料《直流输电》既可以打开学生眼界，也可以増加知识。学情分析:本节课前，学生已经学习了交流电的产生和理想变压器的工作原理，很多同学对电学知识其实很感兴趣，如果能在课堂和老师的指导下进一步的学习研究，能够产生良好的效果。学生在日常生活中已经对电能的输送有了一定的了解，知道采用的是高压输电，但是为什么采用高压输电可能不太清楚，引导学生求知的好奇心，采用分组讨论，探究，总结的方法，激发学生的学习兴趣，培养学生阅读、分析、综合和应用能力，培养学生遇到问题要认真、全面分析的科学态度度,激发学生投身祖国建设的热情，提升本节课的学习效果。本节课学习完毕之后，建议学生进行进一步的研究性学习，想想同学们周围的发电厂还真不少，例如可以到威海热电厂进行实地调研，对威海的热电、风电、光伏发电，以及正在计划建设的核电项目进行学习研究。对高温超导输电初步了解学习，让我们学生今天高中的物理学习，能够为将来奠定、启迪！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,具体计算使学生学会分析解决实际题的两种基本方法:理论分析、计算和实验。3.情感、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、辨证地看问题:培养学生遇到问匙要认真,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。(3)介绍我国远距离输电概况,激发学生投身祖国建设的热情。(4)教育学生节的用电,养成劲俭节的的好习情。教学重点:找出影响远距离输电损失的因素,使学生理解高压输电可减少P损失教学难点:理解高用压输电原理,区别导线上的的输电电压U和损失电压U教学方法:合作交流法，启发式、探究式、参与式教学教学用具:多媒体课件,学生电源,滑动变阻器、开关、小灯座、小灯泡。课时安排：一课时教学过程：（一）新课引入这是上海的夜景，电让我们的夜晚变得五彩斑斓，同时也给我们生活带来了便利。可是大家知道吗？上海是一个极度缺电的城市。它所需的电能有一半以上来自于外省电网供电。例如四川电网、安徽电网、三峡水电站、葛洲坝水电站等等。我们来看几张发电站的图片，大亚湾核电站、秦山核电站、三峡水电站、新疆风力发电。为了合理利用能源，这些电站都建在了能源丰富的地方。煤炭资源丰富的地方建火力发电站，风能资源丰富的地方建风力发电站，水库和大坝等水利资源丰富的地方建水力发电站。发电站发出来的电往往需要送到很遥远的城市和乡村。我们一起来看我国火力发电站水力发电站和核电站的分布图，首先大家看上海在这里，安徽淮南据上海的距离为600千米，三峡距离上海1000千米，四川距离上海2000千米。这么远的距离，如何把电能输送到千家万户？今天我们就来研究一下第五章第五节《电能的输送》。（二）新课教学电能输送的基本要求是保质、可靠、经济三条。保质指的是保证电路的质量，如电压和频率的稳定。可靠指的是电路稳定，故障少。经济指的是电路的建设费用低，导线能耗损失少。这节课就从经济的角度来研究远距离输电。首先大家和我一起来看一个小实验。我们把电源开关小灯泡滑动变阻器用导线串联起来。变阻器接入的电阻为零。观察小灯泡的亮暗程度？我们可以看到，小灯泡很亮。如果我们把这个电源放在遥远的新疆。这时候输电线的电阻能否忽略？就以这个滑动变阻器代表输电线的电阻。观察一下小灯泡的亮暗变化。问题：大家分析是什么原因导致小灯泡变暗？学生回答：滑动变阻器消耗能量。由此可见，输电线的电阻损失的能量在远距离输电中是不可忽略的。问题：我们采用怎样的方法能够降低输电线上能量的损失呢？请大家通过情景来分析得出你的结论。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。在下图中导线的电阻集中画为一个电阻r的，则输电线上的功率损失∆P=I2r问题：降低输电损耗的途径是什么？学生回答：减少输电线的电阻和减少输电线的电流问题：若采用减小导线电阻的方法，在输电电流一定的情况下，应采用什么措施？学生回答：（1）减少输电线的长度L（2）增加导线的横截面积S（3）减少材料的电阻率ρ学生讨论：这三种方法可行吗？效果如何？学生回答：缩短距离不现实，实际是多股绞线拧成的，中心是钢线，它的机械强度大，不易拉断；钢线周围是铝线，不仅导电性能好，而且密度小，使输电线不致太重增大，导线的横截面会有多种困难。问题：若采用减小导线中电流的方法，又应采用什么措施？由电功率一定P电=IU，提高输电电压U，可减小输电电流。下面大家来做达标练习1，通过数据直观的看一下，提高输电电压U，对减小输电线电能损失的效果。学生板演【达标练习1】一小型水电站输出的电功率为20KW，输电线总电阻为5Ω，（1）如果发电机输出电压为400V，且直接进行输电，输电导线上损失的电功率为多少？损失的电压是多少？（2）若改为2000V电压输电，则输电导线上损失电功率又为多少？损失的电压是多少？从本题的解答中，输电电压提高几倍？输电线上电压损失为原来几倍？输电线上损失的电能为原来的几倍？问题：试想一下如果输电电压变为原来的1000倍呢？结论：高压输电可以保证在输送功率不变的情况下，减小输电电流来减小输电的电能损失。问题：发电站发出的电压只有几千伏，不能达到我们高压输电的要求？我们采用什么方法能得到高压电呢？学生回答：升压变压器。问题：有了高压电通过远距离输电，我们就可以把高压电送输送到用户端。这样的高压电用户能直接使用吗？什么方法把电压再降下来？学生回答：降压变压器。现在根据我们刚才的分析试着画一下，远距离输电的简单的电路图。学生板演。接下来同学和我一起来建立这些物理量之间的关系？通过我们的分析，我们找到了物理量间的诸多关系，现在我们来通过达标测试2来检验一下掌握程度。达标练习2发电机的输出电压为220V，输出功率为44KW，每条输电线电阻为0.2Ω，求用户得到的电压和电功率各是多少？如果发电站先用变压比为1：10的升压变压器将电压升高，经同样输电线路后，再经过10：1的降压变压器降压后供给用户，则用户得到的电压和电功率又各是多少？学生板演解题过程思考：是不是输电电压越高越好？为什么？我国目前采用的远距离输电方式：110kv、220kv、330kv、500kv。’电网供电1、将多个电厂发的电通过输电线、电站连接起来，形成全国性或地区性输电网络，这就是电网。2、现在，有的还与外国联网，形成国际化的电网3、优点：（1）减少发电设施的重复建设，降低运输成本（2）可保证发电和供电的安全可靠，方便调整供需平衡,使电力供应更加可靠、质量更高。问题：如何节约用电？学生回答。（答案灵活多样）（三）课堂小结：通过本节学习,主要学习以下问题

1,理解在输电功率一定的情况下,提高电电压,可以减少输电线上的功率失和电压损失P

2,远距离输电线路上,3.距离轴电中,采用高压输电P损和U损都能减少。

4.电站输出功率由用户消耗功率决定

5.学习习建构物理模型,节约用电,养成勤俭节约的好习惯。

（四）布置作业

1.阅读教材“科学学漫步”和“STS"栏目中的文章

2书面完成P50“问题与练习”第3、4、5:思考并回答第1、2题。（五）板书设计

电能的输送

1.电能的输送的基本要求(1)减小输电线的电阻R可靠、保质,经济(2)减小输电线的电流2.低输电损耗的两个途径减少输电线的电阻和减少输电线的电流3,高压输电模型4、电网供电（1）什么是电网(2)电网供电的优点（六）课后延伸

通过本节学习,利用今天所学知识去探索以下问题

1.存在直流输电吗?

2.交流输电还面临哪些问题?

3.大面积停电引发的思考?

教学反思:

优点：1.在本节课的教学设计上力争体现出新课改精神，重在过程，重在发现，而不是只重结论。充分尊重学生的思维发现，让他们自主寻找问题的根源，注重情感教育和德育渗透2.采用探究式教学法.体现了学生的主体地位，让学生主动参与其中而不是被动接受教师的结论.

3.本节课前设计的实验，不仅能充分调动学生的求知欲，还活跃了课堂气氛，和谐了师生关系；本节课的实验环节不仅使学生提高了实践操作能力，更使学生在观察分析过程中完成了感性认识到理性认识的飞跃，达到了预期的教学效果，应在以后的教学实践中进一步强化这一环节的设计和开发.

4.本节课一共有十五六个人回答问题，有五人进行板演，学生的参与度很高。不足：1.老师教态自然,语音,语速等特加强练习。2.时间控制上有待改进,有点前松后紧。3.学生回答问题时，鼓励性的语言不够丰富。4.课件在电脑上展示没有问题，到录播教室时，出现了字体位置变化，显得课件制作不过充分，以后在这些细节上要多加注意。电能的输送学情分析:本节课前，学生已经学习了交流电的产生和理想变压器的工作原理，很多同学对电学知识其实很感兴趣，如果能在课堂和老师的指导下进一步的学习研究，能够产生良好的效果。学生在日常生活中已经对电能的输送有了一定的了解，知道采用的是高压输电，但是为什么采用高压输电可能不太清楚，引导学生求知的好奇心，采用分组讨论，探究，总结的方法，激发学生的学习兴趣，培养学生阅读、分析、综合和应用能力，培养学生遇到问题要认真、全面分析的科学态度度,激发学生投身祖国建设的热情，提升本节课的学习效果。本节课学习完毕之后，建议学生进行进一步的研究性学习，想想同学们周围的发电厂还真不少，例如可以到威海热电厂进行实地调研，对威海的热电、风电、光伏发电，以及正在计划建设的核电项目进行学习研究。对高温超导输电初步了解学习，让我们学生今天高中的物理学习，能够为将来奠定、启迪！电能的输送效果分析:1、学生的学习状态

（1）参与状态：本节课中，有安排学生分组讨论，组员各有分工。学生全员参与学习全过程；课堂上组内讨论，组间展示与交流，学生个体展示等活动形成了良好的合作氛围。（2）思维状态：课堂上学生不断被一个一个问题吸引，在紧张愉悦的状态下，完全投入到课堂学习中，敢于发表见解。学生在小组活动中各尽所能，感受到集体的力量；2、知识的呈现：（1）揭示了为什么要采用高压远距离输电，探究了影响电能损失的因素和解决办法。充分考虑学生的认识与经验的背景，使新学知识与学生已有的观念、经验能很好的融合起来.（2）学生有独立思考、充分讨论时间，在交流中不断获得新知识。将在学生活动中，学生不知不觉进行了学习、记忆和思维.（3）学生经历了观察、思考、探究、总结、提升、应用的学习过程，对远距离输电有了进一步认识。提高了学生的思维能力.3、教师的教学行为（1）教师认真研究了教材，对教材的组织、语言的组织、教学活动的组织，都非常合理顺畅，一切以学生为主体而组织，一气呵成。（2）教师敏捷快速地捕捉教学过程中各种信息的能力，抓住学生的思维闪光点，进一步引导挖掘，推动教学的顺利开展。（3）教师在与学生的交往中，充分地尊重与信任学生，不管学生回答的对与错，老师都在课堂中对学生表现出热情与宽容，保护和鼓励学生了学生的独特性与创造性。电能的输送教材分析:本节内容是人教板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題的一个典型例子。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=U2-U3。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。更要注意，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，是本节教材新増加的，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,分析间题应综合考虑，抓住主要方面。但真正的实际可題比较复杂，教学中并不要求深入讨论输电中的这些实际，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。本节课后面的阅读村料《直流输电》既可以打开学生眼界，也可以増加知识。物理推进器物理推进器课题:电能的输送总第26期时间：编者：审核人：高二物理组班级：组别：姓名：1.对于电能输送的以下说法,正确的是()A.输送电能的基本要求是:可靠､保质､经济B.减小输电导线上的功率损失的唯一方法是:要采用高压输电C.减小输电导线上的功率损失的唯一方法是:增大导线的横截面积D.实际输送电能时,要综合考虑各种因素,如:输送功率大小､距离远近､技术和经济条件等2.远距离输送交流电都采用高压输电.我国正在研究用比330kV高得多的电压进行输电.采用高压输电的优点是()A.可节省输电线上的金属材料B.可根据需要调解交流电的频率C.可减小输电线上的能量损失D.可加快输电的传输速度3.远距离输电时,在输送电功率不变的条件下()A.只有增大导线的电阻，才能减小电流,提高输电效率B.提高输电电压，能减小电流,提高输电效率C.提高输电电压，势必增大输电导线上能量损耗D.提高输电电压，势必增大输电导线上的电流4.远距离输送一定功率的交流电,若输电线电阻一定,下列说法正确的是()A.输电线上的电压损失跟输电电压成正比B.输电线上的功率损失跟输电电压成正比C.输电线上的功率损失跟输电电压的平方成反比D.输电线上的功率损失跟输电电压成正比跟输电线上的电压损失的平方成正比5.远距离输送一定功率的交流电,若输送电压升高为原来的n倍,关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是()A.输电线上的电功率损失是原来的1/nB.输电线上的电功率损失是原来的1/n2C.输电线上的电压损失是原来的1/nD.输电线上的电压损失是原来的1/n26.一台理想降压变压器从10kV的线路中降压并提供200A的负载电流.已知两个线圈的匝数比为40∶1，则变压器的原线圈电流、输出电压及输出功率是()A．5A，250V，50kW

B．5A，10kV，50kWC．200A，250V，50kW

D．200A，10kV，2×103kW7.远距离输电中，当输送的电功率为P，输送电压为U时，输电线上损失的电功率为ΔP，若输送的电功率增加为4P，而输电线中损失的电功率减为ΔP/4，(输电线电阻不变)那么输电电压应增为(

)A．32U

B．16U

C．8U

D．4U8.关于电能输送的分析,正确的是()A.由公式知,输电电压越高,输电线上功率损失越多B.由公式知,输电导线电阻越大,输电线上功率损失越小C.由公式知,输电电流越大,输电线上功率损失越大D.由公式知,输电导线上的功率损失与电流成正比9.某发电厂发电机的输出电压为U1,发电厂到学校的输电导线总电阻为R,通过导线的电流为I,学校得到的电压为U2,则输电导线上损耗的功率可表示为()A.B.C.D.10.输送功率为P,输送电压为U,输电线电阻为R,用户得到的电压为U＇,则下列说法错误的是()A.输电线损失的功率为B.输电线损失的功率为C.用户得到的功率为D.用户得到的功率为11.某用电器离供电电源的距离为L,线路上的电流为I,若要求线路上的压降不超过U,已知输电导线的电阻率为ρ,那么,该输电导线的横截面积最小值是()A.B.C.D.12.发电机输出功率为100kW,输出电压是250V,用户需要的电压是220V,输电线电阻为10Ω.若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%,试求:(1)在输电线路中设置的升､降压变压器原副线圈的匝数比;(2)画出此输电线路的示意图;(3)用户得到的电功率是多少?电能的输送教学反思:

优点：1.在本节课的教学设计上力争体现出新课改精神，重在过程，重在发现，而不是只重结论。充分尊重学生的思维发现，让他们自主寻找问题的根源，注重情感教育和德育渗透2.采用探究式教学法.体现了学生的主体地位，让学生主动参与其中而不是被动接受教师的结论.

3.本节课前设计的实验，不仅能充分调动学生的求知欲，还活跃了课堂气氛，和谐了师生关系；本节课的实验环节不仅使学生提高了实践操作能力，更使学生在观察分析过程中完成了感性认识到理性认识的飞跃，达到了预期的教学效果，应在以后的教学实践中进一步强化这一环节的设计和开发.

4.本节课一共有十五六个人回答问题，有五人进行板演，学生的参与度很高。不足：1.老师教态自然,语音,语速等特加强练习。2.时间控制上有待改进,有点前松后紧。3.学生回答问题时，鼓励性的语言不够丰富。4.课件在电脑上展示没有问题，到录播教室时，出现了字体位置变化，显得课件制作不过充分，以后在这些细节上要多加注意。电能的输送考纲要求和课标解读:1.考纲要求:2018高考物理教学大纲