高中物理 第五章 交变电流 5 电能的输送（3）教案 新人教版选修3-2

高中物理第五章交变电流5电能的输送（3）教案新人教版选修3-2授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间设计意图本节课通过讲解电能的输送，引导学生理解高压输电的原理和优势，并结合实际应用，提高学生对电能传输效率的认识。通过实验和讨论，培养学生的动手操作能力和团队协作精神。核心素养目标培养学生运用物理知识分析实际问题的能力，提升科学探究素养；增强学生对能源利用和环境保护的意识和责任感；提高学生运用数学工具解决物理问题的能力，强化数学建模素养。学习者分析1.学生已经掌握了电磁感应、电路基本定律等基础知识，具备一定的电路分析能力。

2.学生对电学现象有浓厚兴趣，但可能对高压输电中的复杂物理过程理解困难。学习能力强者能够迅速掌握新知识，学习风格上，部分学生倾向于通过实验操作来理解概念，而另一部分学生更偏好理论学习。

3.学生可能遇到的困难包括对高压输电中能量损耗的理解、电磁场理论的应用以及如何将理论知识与实际输电线路设计相结合。此外，学生可能对复杂电路的计算感到挑战，需要教师引导他们逐步克服这些困难。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有《新人文版选修3-2》教材。

2.辅助材料：准备高压输电原理相关图片、图表、视频等多媒体资源。

3.实验器材：准备电压表、电流表、电阻等实验器材，确保其完整性和安全性。

4.教室布置：设置分组讨论区，布置实验操作台，确保学生有足够的空间进行实验和讨论。教学过程设计**导入环节（5分钟**）

1.创设情境：播放一段关于城市夜景的短片，展示灯火辉煌的城市景象，引导学生思考电力在现代生活中的重要性。

2.提出问题：为什么夜晚的灯光如此明亮？电是从哪里来的？如何将电力从发电厂输送到千家万户？

3.引导学生回顾已学知识：简单回顾电磁感应、电路基本定律等基础知识，为新课的引入做好铺垫。

**讲授新课（15分钟**）

1.介绍高压输电的原理：讲解高压输电的基本概念，通过类比水压输水，帮助学生理解高压输电的优势。

2.讲解输电线路的损耗：介绍输电线路的电阻和电流关系，解释线路损耗产生的原因。

3.分析高压输电的节能效果：通过实例对比高压输电和低压输电的损耗，说明高压输电在节能方面的优势。

4.讲解高压输电的安全措施：介绍高压输电线路的绝缘、接地等安全措施，强调高压输电的安全重要性。

**巩固练习（10分钟**）

1.练习题目：给出几个关于高压输电的实例，要求学生运用所学知识分析问题，如计算输电线路的损耗、设计输电线路等。

2.学生分组讨论：将学生分成小组，讨论练习题目，互相交流思路，教师巡回指导。

**课堂提问（5分钟**）

1.提问：高压输电的优势是什么？

2.提问：如何计算输电线路的损耗？

3.提问：高压输电线路的安全措施有哪些？

**师生互动环节（5分钟**）

1.教师引导学生总结高压输电的知识点，强调重点和难点。

2.学生提出疑问，教师解答，加深学生对知识的理解。

**创新教学环节（5分钟**）

1.利用多媒体资源，展示高压输电的实际应用场景，如特高压输电线路等。

2.学生分组进行角色扮演，模拟高压输电工程师，设计输电线路，并讲解设计思路。

**总结与拓展（5分钟**）

1.教师总结本节课的主要内容，强调高压输电在现代社会的重要性。

2.拓展：引导学生思考如何提高电能传输效率，减少能源浪费。

**教学过程流程环节**

1.导入环节：5分钟

2.讲授新课：15分钟

3.巩固练习：10分钟

4.课堂提问：5分钟

5.师生互动环节：5分钟

6.创新教学环节：5分钟

7.总结与拓展：5分钟

**用时：45分钟**学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.**知识掌握程度**：

-学生能够理解和解释高压输电的基本原理，包括高压输电的定义、电压等级、输电损耗等概念。

-学生掌握了输电线路的损耗计算方法，能够运用公式进行实际计算。

-学生了解高压输电线路的安全措施，包括绝缘、接地等技术要求。

2.**技能提升**：

-学生通过实验操作，学会了使用电压表、电流表等测量工具，提高了实验操作技能。

-学生在小组讨论中，学会了合作学习，提高了团队协作和沟通能力。

-学生在角色扮演活动中，提升了问题解决能力和创新思维。

3.**核心素养发展**：

-学生在探究高压输电过程中，培养了科学探究精神，学会了如何通过观察、实验、分析来解决问题。

-学生对能源利用和环境保护有了更深入的认识，增强了节能环保的意识。

-学生在运用数学工具解决物理问题的过程中，提升了数学建模能力。

4.**实际应用能力**：

-学生能够将所学知识应用于实际生活中，如分析高压输电线路的合理性，评估输电系统的效率。

-学生能够理解高压输电在现代社会中的重要作用，认识到其在经济发展和社会进步中的贡献。

5.**情感态度价值观**：

-学生对物理学科产生了更浓厚的兴趣，激发了学习物理的热情。

-学生对科学技术的进步和工程师的创造性工作产生了敬意。

-学生对国家电力事业的发展有了更深刻的认识，增强了民族自豪感。板书设计①电能输送的重要性

-现代社会的能源需求

-电力传输距离和功率的关系

②高压输电的原理

-电压等级的提升

-输电损耗的计算

③输电线路的损耗

-线路电阻和电流的关系

-有功功率和无功功率

④高压输电的优势

-减少输电损耗

-提高输电效率

⑤安全措施

-绝缘材料的选择

-接地技术

⑥实际应用案例

-特高压输电技术

-输电线路的设计与建设课后作业1.**计算题**：假设某高压输电线路的电阻为10Ω，输送功率为100MW，电压为500kV。求该线路的电流和功率损耗。

-解答：I=P/U=100,000,000/500,000=200A

-功率损耗P_loss=I^2*R=200^2*10=4,000,000W=4MW

2.**应用题**：某城市需要从发电厂接收100MW的电力，发电厂距离城市50公里。若采用低压输电，线路电阻为0.5Ω/km，求输电线路的损耗功率。

-解答：总电阻R_total=0.5Ω/km*50km=25Ω

-电流I=P/U=100,000,000/500,000=200A

-功率损耗P_loss=I^2*R_total=200^2*25=10,000,000W=10MW

3.**分析题**：比较高压输电和低压输电在输电损耗方面的差异，并说明为什么高压输电更节能。

-解答：高压输电可以减少输电线路的损耗，因为高压输电时电流较小，根据P_loss=I^2*R，电流的平方与损耗功率成正比，因此电流越小，损耗越少。

4.**设计题**：设计一个高压输电线路，假设电压为500kV，输送功率为100MW，线路长度为100公里。计算所需导线的截面积。

-解答：I=P/U=100,000,000/500,000=200A

-根据电流密度和导线截面积的关系，截面积A=I/(ρ*j)，其中ρ为电阻率，j为电流密度，取j=3A/mm²

-A=200/(ρ*3)≈200/(1.68*10^-8)≈1.19*10^10mm²

5.**讨论题**：分析高压输电线路的安全措施，并讨论在输电过程中如何防止电磁干扰。

-解答：安全措施包括使用绝缘材料、接地技术、定期检查和维护等。防止电磁干扰可以通过使用屏蔽电缆、合理布局输电线路、限制附近电磁设备的功率等措施来实现。教学反思与总结今天上了关于电能输送的这一节课，我觉得整体来说效果还不错。首先，我觉得导入环节挺成功的，通过城市夜景的视频，学生们对电力的需求有了更直观的认识，激发了他们的学习兴趣。

在讲授新课的过程中，我尽量将理论知识与实际应用相结合，比如通过高压输电的实例，让学生们理解了输电线路的损耗和节能的重要性。我发现学生们对高压输电的原理掌握得比较快，但在计算输电损耗时，有些学生还是有些困难，这说明我在讲解计算方法时可能需要更加细致。

在巩固练习环节，我让学生们分组讨论，这样既锻炼了他们的团队合作能力，也提高了他们解决问题的能力。不过，我发现有些小组在讨论时，个别学生不太发言，这可能是因为他们对某些知识点掌握得不够扎实。

课堂提问环节，我提了一些开放性的问题，比如“如何提高电能传输效率？”