第4节 电能的远距离输送说课稿2025学年高中物理鲁科版2019选择性必修 第二册-鲁科版2019

第4节电能的远距离输送说课稿2025学年高中物理鲁科版2019选择性必修第二册-鲁科版2019课题Xxx课型XXXX修改日期2025年10月教具XXXXX设计意图一、设计意图：本节课围绕电能远距离输送中的损耗问题，结合课本焦耳定律与变压器知识，引导学生分析输电线上功率损失与电压损失的原因，推导高压输电的必要性。通过实例（如三峡电站输电系统）将理论与实际结合，培养学生运用物理规律解决实际问题的能力，深化对能量守恒与转化规律的理解，落实物理观念与科学思维的核心素养。核心素养目标二、核心素养目标：通过分析远距离输电中的功率损失与电压损失，形成能量守恒与电磁感应的物理观念；运用焦耳定律与变压器知识，推导高压输电方案，提升模型建构与推理论证的科学思维；结合我国特高压输电实例，体会科技发展对能源传输的意义，增强科学态度与社会责任感。学习者分析三、学习者分析：1.学生已掌握电磁感应、交变电流、变压器原理及焦耳定律等知识，为本节学习奠定基础；2.学生对实际能源传输问题兴趣较高，具备一定的逻辑推理和模型建构能力，偏好通过实例分析理解抽象概念，学习风格倾向于直观与小组协作；3.可能对输电线上功率损失与电压损失的关联理解不深，推导高压输电必要性时易混淆公式应用，对实际输电系统中的升压、降压环节及能量损耗的定量分析存在困难。教学资源准备四、教学资源准备：1.教材：确保每位学生配备鲁科版2019选择性必修第二册教材；2.辅助材料：准备远距离输电原理图、功率损失计算图表及特高压输电工程视频；3.实验器材：配备输电线路模型、电压电流表及安全低压电源；4.教室布置：设置分组讨论区，预留投影展示空间。教学过程设计：**（总时长：45分钟）**

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###**导入环节（5分钟）**

1.**情境创设**（2分钟）：播放特高压输电工程短视频（如±1100kV昌吉-古泉工程），展示高压输电塔与城市变电站的对比画面。

2.**问题引导**（3分钟）：提问：“为什么远距离输电要用超高电压？直接用家庭220V电压行吗？”学生分组讨论（2人/组），教师巡视并记录典型观点（如“高压能减少损耗”“电压太高危险”）。

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###**讲授新课（25分钟）**

####**1.分析输电损耗原因（8分钟）**

-**板书推导**（5分钟）：

-写出输电线功率损失公式：\(P_{\text{损}}=I^2R_{\text{线}}\)

-强调电流\(I\)是损耗关键因素（\(R_{\text{线}}\)由材料、长度决定，难以改变）。

-**实例对比**（3分钟）：展示课本P78例题数据（输送功率100kW，输电线电阻10Ω）：

-若用220V输电：\(I=\frac{P}{U}=454.5\text{A}\)，\(P_{\text{损}}=454.5^2\times10\approx2\text{MW}\)（远超输送功率！）

-若用10kV输电：\(I=10\text{A}\)，\(P_{\text{损}}=1000\text{W}\)（损耗降至1%）。

####**2.推导高压输电方案（12分钟）**

-**模型建构**（4分钟）：用板书绘制远距离输电简化模型（发电机→升压变压器→输电线→降压变压器→用户）。

-**公式推导**（5分钟）：

-升压后电流\(I'=\frac{P}{U'}\)，代入损耗公式：\(P_{\text{损}}=\left(\frac{P}{U'}\right)^2R_{\text{线}}\)

-得出结论：电压升高10倍，损耗降至1/100。

-**变压器作用**（3分钟）：展示课本P79变压器原理图，强调升压/降压需匹配用户需求（如居民用电220V）。

####**3.突破难点：电压损失与功率损失（5分钟）**

-**对比辨析**（3分钟）：板书区分：

-电压损失\(\DeltaU=IR_{\text{线}}\)→导致用户端电压下降

-功率损失\(P_{\text{损}}=I^2R_{\text{线}}\)→能量转化为热能

-**实例强化**（2分钟）：用课本P80“思考与讨论”数据（输电线电阻5Ω，输送功率50kW，电压损失5%），计算电流及功率损失。

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###**巩固练习（10分钟）**

1.**基础题**（4分钟）：

-完成课本P81练习题1（计算不同电压下的电流与损耗）。

-教师巡视，重点指导公式应用错误的学生。

2.**提升题**（4分钟）：

-小组合作解决：“若输送功率不变，要求损耗不超过2%，输电电压至少需多少倍？”

-各组展示解题过程，教师点评关键步骤（如\(\frac{P_{\text{损}}}{P}=\frac{R_{\text{线}}}{U'^2}\cdotP\)）。

3.**课堂提问**（2分钟）：

-抢答：“为什么不能用超导材料完全消除损耗？”（引导学生答出超导成本问题及实际限制）。

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###**课堂小结（3分钟）**

-**师生共建思维导图**（2分钟）：

-学生补充关键词：高压输电、变压器、能量守恒、实际限制。

-教师完善逻辑链：损耗原因→高压方案→能量转化→工程应用。

-**价值升华**（1分钟）：联系我国“西电东送”工程，强调物理知识对国家能源战略的意义。

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###**作业布置（2分钟）**

1.基础：课本P81习题2、3。

2.拓展：调研本地变电站的输电电压等级，分析其合理性（如“为何用220kV而非500kV？”）。

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**板书设计**：

```

电能远距离输送

一、损耗原因：\(P_{\text{损}}=I^2R_{\text{线}}\)→电流是关键！

二、解决方案：

升压：\(I'=\frac{P}{U'}\)→\(P_{\text{损}}\propto\frac{1}{U'^2}\)

降压：匹配用户需求

三、核心思想：能量守恒（输送功率=用户功率+损耗功率）

```学生学习效果：在科学思维方面，学生具备运用物理规律解决实际问题的能力。通过课本P78例题的对比分析，学生能独立计算不同输电电压下的电流与功率损耗，例如计算出输送100kW功率、输电线电阻10Ω时，220V输电的损耗高达2MW（远超输送功率），而10kV输电的损耗仅1000W，直观理解高压输电的必要性。在小组合作解决“损耗不超过2%时的最小输电电压”问题中，学生能通过公式推导（\(\frac{P_{\text{损}}}{P}=\frac{R_{\text{线}}P}{U'^2}\leq2\%\)）得出电压需满足\(U'\geq\sqrt{\frac{R_{\text{线}}P}{0.02}}\)，展现出模型建构与推理论证的科学思维。针对课本P80“思考与讨论”中输电线电阻5Ω、输送功率50kW、电压损失5%的情境，学生能准确区分电压损失与功率损失的计算方法，避免混淆\(\DeltaU=IR_{\text{线}}\)与\(P_{\text{损}}=I^2R_{\text{线}}\)的应用条件，提升逻辑辨析能力。

在科学态度与社会责任感层面，学生能将物理知识与国家能源战略相结合。通过分析特高压输电工程（如±1100kV昌吉-古泉工程）实例，学生认识到高压输电技术对实现“西电东送”、优化能源配置的重要意义，理解物理规律在解决能源损耗、促进绿色发展中的实际价值。课堂讨论中，学生能主动思考超导材料在输电中的应用前景及当前技术限制（如成本、低温环境），形成对科技发展的辩证认识，增强将所学知识服务于社会的意识。

在实践应用能力方面，学生能将课堂所学延伸至实际生活。通过完成课本P81习题2、3，学生能解决“已知输电功率、距离及导线材料，选择合理输电电压”等实际问题；在拓展作业“调研本地变电站输电电压等级”中，学生能结合本地电网实际（如城市周边常用220kV或500kV输电），分析电压等级选择的经济性与技术合理性，提升将物理知识应用于实际场景的能力。课堂抢答环节中，学生能准确解释“家庭用电不能直接用高压输电”的原因（需通过降压变压器降至220V，确保用电安全），体现对变压器作用的深入理解与安全意识的提升。

总体而言，学生通过本节课学习，不仅扎实掌握了远距离输电的核心知识，更在问题解决、模型建构、科学推理及社会责任等方面得到全面发展，实现了物理学科核心素养的有效落地。XX反思改进措施：（一）教学特色创新

1.实例驱动教学：结合特高压输电工程视频创设情境，将抽象公式与国家重大工程关联，增强学生代入感。

2.分层任务设计：基础题与提升题并行，满足不同学生需求，确保全员参与公式推导与应用。

（二）存在主要问题

1.学生参与度不均：小组讨论时部分学生依赖组内优生，自主分析能力未充分激发。

2.公式推导时间紧张：高压输电方案推导环节因学生计算差异，实际耗时超出预期。

（三）改进措施

1.优化小组分工：明确组内角色分工（记录员、发言人、计算员），设计"阶梯式"问题链，确保每人承担具体任务。

2.预设计算支架：提前制作含关键步骤的"公式填空卡"，学生只需代入课本P78例题数据，节省推导时间。

3.增设即时反馈：利用课堂答题器实时统计公式应用正确率，针对性讲解高频错误（如混淆电压损失与功率损失）。

未来尝试将变压器原理与家庭电路安全结合，强化物理知识的生活应用。XX课堂：1.课堂评价：通过即时提问检测学生对输电损耗公式的掌握情况，如“为什么高压能减少损耗？”；观察小组讨论时学生能否正确区分电压损失与功率损失，针对混淆点（如课本P80“思考与讨论”）进行针对性讲解；课堂小测重点考查功率损失计算（如P78例题变式）和输电模型分析，统计正确率并现场纠错。

2.作业评价：批改课本P81习题2、3时，关注学生是否合理应用高压输电推导步骤，对公式应用错误（如忽略升压后电流变化）标注关键步骤并提示；对拓展作业“本地变电站调研”评价其数据合理性（如电压等级与输送功率匹配度），结合课堂所学给予“技术可行性”“经济性”等维度反馈，优秀作业在班级展示以激励学生。XX课后作业：1.计算功率损失：某电站输送功率200kW，输电线电阻15Ω，输电电压20kV，求输电线上的功率损失。答案：电流I=10A，P损=I²R=1500W。

2.计算电压损失：输送功率80kW，输电线电阻8Ω，输电电压16kV，求输电线上的电压损失。答案：I=5A，ΔU=IR=40V。

3.比较输电电压：输送功率相同，输电线电阻相同，比较输电电压为380V和380kV时的功