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一、案例背景
电能的输送是一个理论性和技术性都很复杂的系统工程,属于电力工程学科的一个分支.在高中仅仅对它做一个初步的了解,教学中要围绕输送电能“可靠”“保质”“经济”的基本要求展开.怎样减少电能的损失,怎样既“经济”又“保质”地将电能送到用户,输电电压不是越高越好这些问题是本课的教学重点.在本校的一次公开课上,我作了如下的处理：
二、案例描述：
师：从一段输电视频引入.板书：电能输送.同学们通过视频知道三峡电主要输往那些地方?
生：；输往华中、华东的上海、浙江、广东等地.
师：三峡电输往几千公里外的这些地方,电能在输送过程中我们要考虑那些问题?
生：能量损失,主要是导线上能量损失,电压不稳等.
师：同学们有很多疑问,今天我们就进入电能输送的学习,我们知道电能输送过程中有一部分能量转化为热能,白白损失掉.距离越长损失越大,如何减小这些损失是非常重要得.因些我提出这样一个问题,如何减小输电电线上的功率损失?我们一起来解决.现在请同学小组讨论.
生：讨论1分钟：板书：如何减小输电电线上的功率损失?
师：同学们讨论据焦耳定律Q＝I2Rt,得输电线上电功率损失ΔP＝?
生：ΔP＝I2R.
师：因此要减小输电线上电功率损失可行办法?
生：减小导线上的电阻或减小输电电流.
师：我们在高一学习过电阻R哪些因素决定?
生：有电阻率ρ、长度L、截面积S.
师：在输电的过程中这三个量是不是都可以改变?
生：导线的长度不能变的.
师：因此我们只能采用电阻率ρ小,截面积S大的材料.
师：哪些材料的电阻率比较小些?
该文出处 http://www.sxsky.net/jiaoxue/020880710.html
生：铜、铝、银等
师：在生产生活中通常采用铝导线,因为铜的价格高,密度大在其他条件相同情况下铜、较重不易架设.同学们我们能不能仅通过增大截面积来减小功率损失的要求.我们来看一段资料.把功率200kW电能用铝线（电阻率为2.9Χ10-8Ωm）送到10km以外,要使功率损失为输送功率的10%,用110V电压输电,导线横截面积多大?
师：大家知道这样大面积有多大呢?猜一猜有多大?S等于96000mm2.
（演示）脸盆大小.这样的横截面积可行吗?
生：太粗,不可能,既不经济又架设困难.
师：现在我们知道用用常规的方法仅通过减小电阻不可行,你们想想还有没别的办法呢?
生A：用超导体,
生B：但平时情况做不到,但我们可减小输电电流.
师：同学回答的很好,我们知道输送功率P的大小是由输电任务决定的,不能任意变动,要保证输电功率不变,据P＝UI得,必须增大输电电压,才能实现要减小I.
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板书：P＝UI得,增大输电电压.
同样是上面情景题,如果电压提高100倍,用11KV输电导线的截面积大约只需要多少?
生B：9.6mm2就可以了.
师：9.6mm2是可行,因此我们用增大电压达到减导线上的功率损失是可行.因此我们在生产生活中常用高压输电.刚才我们用理论证明远距离输电用高压输电是可行得,接下来我们用实验来证明一下.
师：大家看到实验板上有3个相同的小灯炮,第1个灯炮离电源很近,它模拟的是近距离输电.第2、3个灯炮离电源很远它模拟是远距离输电.这3个灯炮的额定电压都是4V,电源我们在使用时也都使用交流4V,我们来看第1个实验的灯炮很亮,第2个实验的灯炮是亮了但光线比较微弱.接下来我们看第3个实验电源仍是交流4V,看第3个灯炮也很亮,与第2个对比一下.明显比第2个亮多了.
我们来看看第三个与第二个输电线路有何区别?
生：第三个线路有两个变压器.
师：因此我们可看到通过升压变压器升电压输电,可以减少功率损失,也可以减少电压的损失.我现在提个问题,有同学会想第3个电路为什么用两个变压器,我只要用一个变压器节省些.你们说行不行啊.
生：一起回答,会把电灯给烧掉,
师：我们通常电压升得很高输电,到了用户就要把电压降下来,用户才可以使用.
发电站发出的电通过一个升压变压器通过电线再通过降压变压器使用户得到,这便是一个最简单输电电线路.刚才是老师提出的问题：如何减少输电线上功率电能的损失,我们一起解决了这个问题.
例题：发电机的输出端电压为220V,输出功率为44KW,输电线总电阻为2Ω,如果用原、副线圈匝数比为1：10的升压变压器升压,经输电线后,再用原、副线圈匝数比为10：1的降压变压器降压后给用户供电.
（1）、画输电示意图
（2）、求用户得到的电压和功率?
师生共同讨论分析寻找规律：
输电电路中的基本关系
电压关系；＝,＝,
功率关系：P1＝P2,P2－P3＝P损．P3＝P4.
输电电线的电流：I＝,I＝,＝,＝.
电压损失：U损＝IR线＝U2－U3＝.
功率损失：P损＝U损·I＝I2R线＝.
输电效率：η＝×100%＝×100%
解：＝
I线等于I2等于I3等于等于
U线等于I2R等于20×2V等于40V
U3等于U2-U线等于2200-40V等于2160V
＝,
P损等于I22R等于202×2W等于800W
P4等于P3等于P-P损等于44000-800W等于4320W
师：同学们这节课中你们还想知道些什么,你们能不能提出其他问题来呢?小组讨论一下将最想知道的问题呈现出来.
生；小组讨论（3分钟）
师：对同学们提出的问题进行整理,
1、输送电压是不是越高越好,是否还有别的输电方式.
2、电是从哪里来的,输电安全吗?是否还有别的输电方式.
3、我们输电电压最高是多少?导线最粗有多粗?整个输电过程是怎样的?等
分4个小组去解决这些问题,可以到微机室上网查找,到图书馆查找资料,到发电站和变电所等输电现场参观.等我们开交流会,对以上问题进行回答.
三、教学反思：
本节讨论分析在远距离输电过程中减少电能的损失的可行办法.得出通过升高输电电压,可以减少功率损失,也可以减少输电线上电压的损失.通过例题了解输电全过程,并画输电示意图.高压输电用户得到的电压和功率的求解.
本节课堂不局限于只是传授知识,而把生活知识带进课堂.在教学中,老师注意挖掘利用这方面资源,既让学生感到熟悉和亲切,从而乐于学习,也使课堂教学避免了从理论到理论.能使学生学习的快乐,不全部在于考试&#
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总之,通过各种方式,努力把物理教学与学生们的生活联系起来,实现了从物理到生活,从生活到社会的跨越.
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