选择性必修 第二册4 电能的输送一等奖教学设计及反思

这是一份选择性必修 第二册4 电能的输送一等奖教学设计及反思，共8页。教案主要包含了降低输电损耗的两个途径，远距离输电的电路分析，电网供电等内容，欢迎下载使用。

备课人
学科
物理
课题
3.4 电能输送
教学内容分析
本节内容是电磁感应和交变电流知识在生产生活中的实际应用。在节首的“问题”栏目中，承上启下，从能量的角度，提出了“远距离输电中，如何减少电能的损耗”的问题，引发学生的思考。教学中要引导学生学会运用所学过的电磁学方面的知识解决这一实际问题。
本节教学的重点是高压输电的原理，难点是高压输电模型的建立以及各物理量之间的关系。学生已经知道用导线把电源和用电设备连接起来，就可以输送电能。这时，可以让学生画出输电的示意图，也就是建立输电的模型。根据输电的模型让学生讨论：电能的损耗在哪里?如何减小电能的损耗?从而引出降低电能损耗的两个途径。通过讨论可以让学生尝试画出远距离输电的流程，进而在“发电—升压一输电—降压一用户”的流程中探讨电压、电流和功率的关系。有条件的地方可以组织学生参观小型发电厂，了解输电的整个流程，并了解各种设备。
教学中应使学生明确，电能的输送是一个理论性和技术性都很强的复杂的系统工程，属于电力工程的一个分支，在高中阶段仅仅是初步了解。教学要围绕输送电能的“可靠”“保质”“经济”等基本要求展开。
第一，怎样减少电能输送时的损耗?这是理解如何确保“经济”这一基本要求的关键间题。教材通过“思考与讨论”栏目将输电过程简化，引导学生从直流电路知识出发，分析得出结论。
第二，怎样既“经济”又“保质”地将电能输送给用户?也就是既没有太多的电能损耗，又能保证各种用电设备正常工作。一方面，要使学生知道交变电流远距离输送的基本方式，即“低压发电→高压输电→低压用户”。另一方面，要使学生了解变压器在输电过程中的重要作用，再次体会交变电流的优点。
第三，还应该指出输电电压也不是越高越好，要综合考虑各种因素。
本节教学还应注意在应用已有直流电路方面知识的同时，要避免将某些直流电路的结论不加分析地随意扩展。
学情分析
电能输送作为高中物理课程中的重要内容，涉及多个知识点和技能要求。通过对学生的学情进行分析，我们得到以下结论：
1. 基础知识掌握情况：大多数学生已较好地掌握了与电能输送相关的基础知识，如电流、电压、电阻及电功率的定义和计算方法。
2. 电能输送原理理解：学生普遍能够理解电能输送的基本原理，即电能在发电站生成后，通过高压输电线路输送至用户端。然而，对于交流电与直流电在输送中的区别，部分学生仍感困惑。
3. 电功率和电能计算：在计算电功率和电能方面，学生普遍表现出较强的计算能力，能够准确应用相关公式进行计算。
4. 输送效率与损耗分析：对于输送效率与损耗的分析，学生有一定的理解，但深入分析时容易出现错误。例如，对输电线上损耗的计算以及提高输送效率的策略，部分学生尚不能完全掌握。
5. 安全规范与环保意识：学生在电能输送的安全规范和环保意识方面表现良好，普遍认识到在操作电气设备时应遵循的安全准则，以及电能输送对环境的影响。
6. 实际问题解决能力：面对实际问题，如如何减少电能输送中的损耗，学生的解决能力有待提高。部分学生能够提出合理建议，但具体实施方案还需进一步完善。
7. 实验操作与技能：在实验操作方面，学生的表现差异较大。部分学生能够熟练操作相关设备，准确记录数据，而部分学生则显得较为生疏，需要更多的实践机会。
8. 学习态度与兴趣：学生对电能输送的学习态度普遍积极，对相关知识表现出浓厚的兴趣。然而，面对复杂问题时，部分学生可能会出现畏难情绪，需要教师的鼓励和指导。
综上所述，高中物理电能输送章节的教学应重视学生的基础知识掌握、原理理解、计算能力、问题解决能力、实验技能以及安全环保意识的培养。同时，教师应根据学生的实际情况调整教学策略，激发学生的学习兴趣和积极性，帮助他们更好地掌握电能输送的相关知识。
教学目标
1.了解提高输电电压是降低远距离输电损耗的有效途径，会用相关知识解释实际的输电问题。
2.经历建立远距离输电模型的过程，体会建立理想模型的思维方法。
3.理解工程技术要兼顾科学、技术、经济等多种因素，知道电网供电是远距离输电的重要发展。
教学重难点
1.教学重点：高压输电的基本工作原理及降低电能消耗的两种途径。
2.教学难点：高压输电的数学推导过程及各物理量之间的相互关系。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
新课导入
我国很多发电厂建在能源聚集的西部地区 , 而用电量大的城市多在东部沿海地区。
从发电厂到用电量大的区域的远距离输电中，我们需要克服什么困难，如何克服？
学生回答需要克服的困难。
提升学生学习兴趣。
新课教学
输送电能的基本要求
输送电能的基本要求
电能输送要求：可靠、保质、经济
可靠：保证供电线路可靠工作，少出故障
保质：保证电能的质量——电压、频率稳定
经济：输电线路建造和运行费用低，电能损耗少
如何减少电能的损耗？
阅读课文。总结输送电能的基本要求
学生自行阅读课文，调动学生积极性。
二、降低输电损耗的两个途径
电能损失的原因
设输电电流为 I，输电线的电阻为 r，其示意图如下图：
输电线上的功率损失为P＝I2r。
降低功率损失有哪些途径？
减小输电线的电阻
根据电阻定律，，L：输电距离一定
 ：选用电阻率小的金属材料
S：适当增大导线的横截面积
采用这两种方式有什么弊端？
（1）减小电阻率：目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线材料。（银的电阻率最小，但价格昂贵）
（2）适当增大导线的横截面积S，但横截面积S太大要多耗费金属材料，增加成本，同时给架线带来很大困难。
（三）减小输电导线中的电流
根据公式，
(1)减小输送功率P
(2)提高输电电压U
采用这两种方式有什么弊端？
(1)减小输送功率P：在实际中不能以用户少用或不用电来达到减少损耗的目的。
(2)提高输电电压U ：由 可知在输送功率P一定，输电线电阻R一定的条件下，输电电压提高到原来的n倍，输电线上的功率损失降为原来的 倍。
根据ΔU=IR，以上方法也可以同时减小输电线上的电压损失。
如何升高电压，这样的电路要如何设计？
学生根据示意图分析电功率损失的原因。
根据电阻定律的公式减小电能损失的办法。
分析这种减小功率的办法是否可行。
根据公式减小电能损失的办法。
分析这种减小功率的办法是否可行。
建构模型，帮助学生建立分析问题能力。
提升学生分析问题的能力。
提升学生思维逻辑性。
提升学生思维逻辑性。
三、远距离输电的电路分析
（一）电能输送的基本模型
1.电能输送的基本模型
然后组织学生观看低压输电和高压输电两个视频。
电路被划分为三个独立的回路，每个回路均可以应用闭合电路欧姆定律，串、并联电路规律，而变压器的电压、电流、功率关系是联系不同回路的桥梁。
学生观看实验视频并记录。
回答各个物理量的关系
体会物理分析问题能力。
提示分析物理问题能力。
四、电网供电
一对一供电
阅读课文，观看示意图，回答这样输电有什么缺点？
发电机和变压器∶ 决定电压
用户∶决定功率和电流
缺陷：产能浪费
阅读课文，观看示意图，回答这样输电有什么缺点？
通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来
优点：合理调度电力，减少断电风险
我国的电网：国家电网和南方电网。
学生阅读课文知道一对一供电的缺点和电网供电有点。
建构完整的能力，提升学生技能。
课堂总结
板书设计
第4节 电能输送
作业设计
作业分为两块，一是课堂练习，旨在对本堂课学习中动量的概念和实验思路进行检测，一是分层练习，分层次的训练学生对知识的掌握情况。
教学反思与评价
（一）教学不足之处的分析
在最近一次的高中物理“电能输送”课程中，我意识到自己的教学方法存在一些明显的不足。具体表现在以下几个方面：
缺乏学生参与度：我的教学方式过于单一，主要以讲授为主，缺乏与学生的互动。导致学生对课程内容的理解不够深入，且容易走神。
实例应用不足：我在授课过程中过于注重理论知识的传授，而忽视了与实际应用的结合。学生难以将所学知识与实际问题联系起来，缺乏解决问题的能力。
实验操作不够充分：电能输送是一个涉及实验操作的重要部分，但在我的教学中，实验环节被严重压缩，导致学生缺乏直观感受和动手实践的机会。
（二）改进方案
针对以上不足之处，我提出以下改进方案：
增加学生参与度：采用小组讨论、提问互动等多样化的教学方法，鼓励学生积极参与课堂，提高他们对课程内容的兴趣和关注度。
强化实例应用：通过引入实际案例，让学生在分析、解决问题的过程中深化对理论知识的理解，同时提高他们解决实际问题的能力。
加强实验环节：合理安排实验时间，确保学生能够亲自动手进行实验操作，加深对电能输送原理的理解，同时培养他们的实践操作能力。