5.1 怎样将电能输送到千家万户教学设计高中物理上海科教版选修1-2-沪教版2007

-1-5.1怎样将电能输送到千家万户教学设计高中物理上海科教版选修1-2-沪教版2007教学设计课题课型新授课√□章/单元复习课□专题复习课□习题/试卷讲评课□学科实践活动课□其他□设计意图本节课旨在帮助学生理解高压输电的原理，以及高压输电在实际应用中的重要性。通过本节课的学习，学生能够掌握高压输电的物理知识，了解电能输送的基本过程，培养运用物理知识解决实际问题的能力。核心素养目标分析本节课的核心素养目标包括：培养学生科学探究能力，通过实验和理论分析，让学生体验科学探究的过程；提升学生的科学思维能力，引导学生运用数学工具分析物理问题；增强学生的社会责任感，认识到能源传输对现代社会的重要性，激发学生对科学技术的兴趣和追求。学情分析针对高中物理选修1-2课程中的“5.1怎样将电能输送到千家万户”这一章节，学生群体通常具备以下特点：

1.学生层次：学生已具备一定的物理基础，对电学概念有一定了解，能够运用电学公式进行简单的计算。

2.知识方面：学生在初中阶段已学习过电流、电压、电阻等基本概念，对电路有一定的认识，但可能对高压输电的原理和实际应用了解有限。

3.能力方面：学生的分析问题和解决问题的能力逐步增强，能够通过实验和理论分析理解物理现象，但在运用数学工具处理复杂问题时，可能存在一定的困难。

4.素质方面：学生的科学素养和探究精神有待提高，对科学技术的兴趣和好奇心较强，但部分学生可能对物理学科存在畏难情绪。

5.行为习惯：学生在课堂上的参与度较高，能够积极参与讨论和实验，但部分学生可能缺乏主动思考和总结的习惯。

这些学情特点对课程学习产生以下影响：

-在讲解高压输电原理时，需要结合学生已有的电学知识，逐步深入，帮助学生建立完整的知识体系。

-在培养学生分析问题和解决问题的能力时，应注重引导学生运用数学工具，如电路分析、能量转换等，提高学生的数学应用能力。

-在激发学生对科学技术的兴趣时，可以通过实际案例和实验演示，让学生直观感受到高压输电的实际应用，增强学生的社会责任感。

-针对学生的畏难情绪，教师应耐心引导，鼓励学生克服困难，培养他们的自信心和毅力。教学资源-软硬件资源：示波器、万用表、高压电源装置、电流表、电压表、导线、电阻、滑动变阻器等实验器材；计算机、投影仪、实物投影仪等教学设备。

-课程平台：高中物理教学资源库、在线教育平台、网络学习平台等。

-信息化资源：高压输电相关的科普视频、动画演示、电路模拟软件等。

-教学手段：多媒体课件、实验演示、小组讨论、案例分析等。教学过程一、导入新课

（教师）同学们，今天我们来学习“5.1怎样将电能输送到千家万户”这一章节。首先，请大家回顾一下我们之前学习的电学知识，比如电流、电压、电阻等概念，这些知识对于我们理解今天的内容非常重要。

（学生）老师，我们已经学过这些电学概念了。

（教师）很好。那么，大家有没有想过，我们日常生活中使用的电能是如何从发电站输送到千家万户的呢？这就是我们今天要探究的问题。

二、新课讲授

1.高压输电的必要性

（教师）首先，我们来探讨一下为什么需要高压输电。同学们，假设我们使用低压输电，输电线的截面积需要多大才能满足我们现在的用电需求呢？

（学生）老师，低压输电线的截面积会非常大，成本很高。

（教师）非常正确。那么，高压输电有哪些优点呢？

（学生）老师，高压输电可以减小输电线的截面积，降低成本。

（教师）很好，高压输电的优点之一就是减小了输电线的截面积，降低了成本。除此之外，还有哪些优点呢？

（学生）老师，高压输电可以减小输电线的电阻，从而降低能量损耗。

（教师）正确。高压输电还可以减小输电线的重量，便于运输和安装。下面，我们来验证一下高压输电确实可以减小能量损耗。

2.输电损耗的计算

（教师）接下来，我们来计算一下输电损耗。假设输电电压为110kV，输送功率为100MW，输电距离为100km，导线电阻为0.1Ω/km。请大家计算一下，在低压和高压输电的情况下，输电损耗分别是多少？

（学生）老师，我们计算一下。

（教师）好的，现在请大家独立计算，然后我们一起来核对答案。

（学生）老师，我计算出来了，低压输电损耗为1.1万千瓦，高压输电损耗为110千瓦。

（教师）很好，高压输电确实可以大幅度降低输电损耗。

3.输电线路的布置

（教师）那么，在实际输电过程中，输电线路应该如何布置呢？

（学生）老师，输电线路应该尽量直线，避免弯折。

（教师）正确。此外，为了减少电磁干扰，输电线路还需要与其他电力线路保持一定的距离。

4.输电线路的安全与维护

（教师）在输电线路的运行过程中，安全与维护至关重要。请大家结合实际案例，分析一下输电线路可能出现的安全隐患以及相应的预防措施。

（学生）老师，比如雷击、树木倒塌等都会导致输电线路故障。

（教师）很好，那么，针对这些安全隐患，我们应该采取哪些预防措施呢？

（学生）老师，我们可以安装避雷针、定期检查线路、清理线路周围树木等。

三、课堂练习

（教师）接下来，我们来进行一些课堂练习，巩固今天所学内容。

1.假设某高压输电线路的输电电压为220kV，输送功率为500MW，输电距离为500km，导线电阻为0.05Ω/km。请计算该线路的输电损耗。

2.分析以下几种输电线路布置方案，并指出其中存在的问题：

（1）输电线路沿河岸布置；

（2）输电线路穿越市区；

（3）输电线路与其他电力线路并行。

（学生）老师，我完成了练习，请老师检查。

（教师）好的，大家完成得不错。下面，我们来进行课堂总结。

四、课堂总结

（教师）今天我们学习了高压输电的必要性、输电损耗的计算、输电线路的布置以及安全与维护等内容。通过这节课的学习，希望大家能够掌握高压输电的基本原理，了解电能输送的实际应用。

（学生）老师，我明白了。感谢老师今天的讲解。

（教师）同学们，课后请认真复习今天所学内容，并思考如何将所学知识应用到实际生活中。同时，希望大家在今后的学习中，不断探索、勇于创新，为我国电力事业的发展贡献自己的力量。

五、布置作业

（教师）今天的作业如下：

1.阅读教材中关于高压输电的章节，总结高压输电的特点和优点；

2.结合实际案例，分析输电线路的安全隐患及预防措施；

3.设计一种新型的输电线路布置方案，并说明其优点。

（学生）老师，明白了，谢谢老师布置作业。

六、课堂反馈

（教师）今天的课程就到这里，希望大家能够将所学知识运用到实际生活中。下课后，请同学们及时反馈学习心得，以便我们更好地改进教学方法。

（学生）老师，谢谢老师，我们一定认真完成作业，并及时反馈学习心得。教学资源拓展1.拓展资源：

-高压输电的历史与发展：介绍高压输电技术的起源、发展历程以及在我国的应用情况，让学生了解科技进步对电力传输的推动作用。

-输电线路的维护与检修：探讨输电线路的日常维护、检修流程以及故障处理方法，增强学生对电力传输安全的认识。

-电力传输中的新技术：介绍超导输电、无线输电等新技术在电力传输领域的应用，激发学生对未来科技发展的兴趣。

-电力传输与环境保护：分析电力传输对环境的影响，探讨如何在保障电力供应的同时，实现可持续发展。

2.拓展建议：

-阅读相关书籍和资料：推荐学生阅读《电力传输技术》、《高压输电线路工程》等书籍，深入了解电力传输领域的专业知识。

-参观电力设施：鼓励学生参观变电站、输电线路等电力设施，实地感受电力传输的过程，增强对电力传输技术的感性认识。

-开展小组讨论：组织学生就高压输电、输电线路维护等话题进行小组讨论，培养学生的团队协作能力和沟通能力。

-设计实验项目：引导学生设计关于输电损耗、输电线路布置等方面的实验项目，提高学生的动手能力和创新意识。

-关注时事新闻：关注国内外电力传输领域的最新动态，了解电力传输技术的发展趋势，拓宽学生的知识视野。

-参与科技创新活动：鼓励学生参加科技创新活动，如机器人竞赛、物理实验竞赛等，培养学生的创新精神和实践能力。

-开展社会实践：组织学生参与电力传输相关的社会实践活动，如志愿服务、实习等，让学生将所学知识应用于实际工作中，提高学生的综合素质。典型例题讲解例题1：某高压输电线路的输电电压为220kV，输送功率为500MW，输电距离为500km，导线电阻为0.05Ω/km。求该线路的输电损耗。

解：首先，我们需要计算输电电流I，使用公式P=UI，其中P为功率，U为电压，I为电流。将数值代入得：

I=P/U=500MW/220kV=2.27A

接着，计算输电损耗P损，使用公式P损=I^2*R，其中R为导线电阻。将数值代入得：

P损=(2.27A)^2*0.05Ω/km=0.2585MW

因此，该线路的输电损耗为0.2585MW。

例题2：一高压输电线路的输电电压为500kV，输送功率为1000MW，导线电阻为0.02Ω/km。若输电距离为200km，求输电线路的总电阻。

解：已知输电功率P、电压U和距离L，需要计算总电阻R。首先，使用公式P=UI计算电流I：

I=P/U=1000MW/500kV=2000A

然后，使用公式R=P损/I^2计算总电阻，其中P损为输电损耗，根据题目信息，P损=I^2*R*L。将数值代入得：

R=P损/(I^2*L)=(P/(I*L))/I^2=P/(I^3*L)

将已知数值代入得：

R=1000MW/(2000A)^3*200km=0.01Ω

因此，输电线路的总电阻为0.01Ω。

例题3：一输电线路采用两根导线，每根导线电阻为0.1Ω，若导线间的距离为1m，求该线路的总电阻。

解：由于导线平行放置，可以使用并联电阻公式计算总电阻R。并联电阻公式为1/R=1/R1+1/R2，其中R1和R2分别为两根导线的电阻。将数值代入得：

1/R=1/0.1Ω+1/0.1Ω=2

R=1/2=0.5Ω

因此，该线路的总电阻为0.5Ω。

例题4：一高压输电线路的输电电压为330kV，输送功率为500MW，导线电阻为0.05Ω/km。若输电距离为300km，求该线路的输电损耗。

解：首先，计算输电电流I：

I=P/U=500MW/330kV=1.515A

然后，计算输电损耗P损：

P损=I^2*R*L=(1.515A)^2*0.05Ω/km*300km=3.53MW

因此，该线路的输电损耗为3.53MW。

例题5：一高压输电线路采用三相交流电，每相电压为220kV，输送功率为800MW，导线电阻为0.03Ω/km，线路长度为400km。求该线路的输电损耗。

解：首先，计算每相的输电电流I：

I=P/(3*U)=800MW/(3*220kV)=3.636A

然后，计算输电损耗P损：

P损=I^2*R*L=(3.636A)^2*0.03Ω/km*400km=20.912MW

因此，该线路的输电损耗为20.912MW。课堂小结，当堂检测课堂小结：

今天我们学习了“5.1怎样将电能输送到千家万户”这一章节，主要探讨了高压输电的必要性、输电损耗的计算、输电线路的布置以及安全与维护等内容。通过这节课的学习，我们了解到高压输电可以减小输电线的截面积、降低成本、减小输电线的重量，同时减小输电损耗，提高能源利用率。我们还学习了如何计算