第一篇:2017-2018学年高中物理第十二章机械波第5节多普勒效应教案新人教版选修3-4课件
第五节 多普勒效应
物理核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面构成。
教学分析。
1.新课程标准要求
(1)学会运用观察、实验等方法获取信息;
(2)能用文字、图表和物理语言表述有关的信息;
(3)学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工。2.教材分析
1.机械波是力学部分的最后一章,是机械振动的延伸和扩展,同时也是以后学习光波和电磁波的基础。
2.将多普勒效应一节安排在机械波的相关知识之后的意义在于通过对多普勒效应的初步研究,对波动知识进行巩固、深化和提高。使学生对波动的认识更丰满更深入些;同时也初步培养了学生探索科学能力。
3.了解多普勒效应在现代生产和生活中的广泛应用,开拓学生眼界,激发学生学习物理的兴趣。学情分析
学生对于多普勒效应:
现象虽在身边但不曾留意,感性认识不足。
理论基础虽有,却未涉及波动领域,有认知障碍。教学目标:
(一)物理观念
1、知道波源频率与观察者接收到的频率的区别。
2、知道什么是多普勒效应,知道它是波源与观察者之间有相对运动时产生的现象。
3、了解多普勒效应的一些应用。
(二)科学思维、科学探究
1、通过音频播放、多媒体演示观察体会,提高学生观察能力和正确表述物理现象的能力。
2、通过改变波源与观察者距离,培养学生利用控制变量法分析问题的能力。
3、熟悉和适应课堂教学中运用现代信息技术的环境。
(三)科学态度与责任
1、体验生活物理,激发学习科学知识的热情。
2、学会“数字化”学习。教学重点:
多普勒效应产生的原因。教学难点:
对多普勒效应产生原因的理解。教学方法: 多媒体辅助教学 教学用具:
计算机、大屏幕、多媒体教学课件 教学过程:
(一)引入新课 教师:我们在前面的讨论中,波源和观察者都是相对介质静止的,波源的频率和观察者感觉到的频率是相同的,若波源或观察者或它们两者均相对介质运动,则观察者感觉到的频率和波源的真实频率一般并不相同,这种现象称为多普勒效应。火车进站,笛声较高,火车出站,笛声较低,就是这种现象。[课件演示:生活中的实例]
(二)新课教学
1、多普勒效应
教师:为了便于研究,我们可分以下几种情况来讨论多普勒效应。(1)波源与观察者都静止
[课件演示:波源与观察者都静止]
结论:观察者接收到的频率等于波源频率。(2)观察者靠近波源运动
[课件演示:观察者靠近波源运动]
结论:观察者接收到的频率大于波源频率。(3)观察者远离波源运动
[课件演示:观察者远离波源运动]
结论:观察者接收到的频率小于波源频率。(4)波源靠近观察者运动
[课件演示:波源观靠近察者运动]
结论:观察者接收到的频率大于波源频率。(5)波源远离观察者运动
[课件演示:波源远离观察者运动]
结论:观察者接收到的频率小于波源频率。师生总结规律,得出多普勒效应的概念。[课件演示:多普勒效应]
2、多普勒效应的应用
(1)教师讲:不仅是机械波,以后要学到的电磁波和光波,也会发生多普勒效应。(2)学生阅读课文多普勒效应的应用部分。(3)学生总结多普勒效应的应用:
①有经验的铁路工人可以从火车的汽笛声判断火车的运动方向和快慢。
②有经验的战士可以从炮弹飞行时的尖叫声判断飞行的炮弹是接近还是远去。③交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波,波被运动的汽车反射回来时,接收到的频率发生变化,由此可指示汽车的速度.④由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率可以判断遥远天体相对于地球的运动速度。
(三)课堂小结
本节课我们学习波的又一特性――多普勒效应。
当波源与观察者相对运动时,如果二者相互靠近,观察者感觉到的频率将增大;如果二者相互远离,观察者感觉到的频率将减小。
(四)布置作业
1、完成“问题与练习”中的题目。
2、课后阅读教材《科学漫步》栏目中的短文“超声波”。
第二篇:人教版高中物理选修3-1教案:第二章第5节焦耳定律
第二章 恒定电流
第五节
焦耳定律
(一)【课前准备】
【课型】新授课 【课时】2课时 【教学三维目标】
(一)知识与技能
1.理解电功的概念,知道电功是指电场力对自由电荷所做的功,理解电功的公式,能进行有关的计算.
2.理解电功率的概念和公式,能进行有关的计算. 3.知道电功率和热功率的区别和联系.
4.知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系,电功大于电热.
(二)过程与方法
通过有关实例,让学生理解电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程.
(三)情感态度与价值观
通过学习进一步体会能量守恒定律的普遍性 【教学重点难点】 重点:电功和电热的计算
难点:电流做功的表达式的推导,纯电阻电路和非纯电阻电路在能量转化过程中的区别 【教学方法】理论、类比、探究、讨论、分析
【教学过程】
【复习引入】
【问题】用电器通电后,可以将电能转化成其他形式的能量,生活中常用的用电器,其能量的转化情况? 【回答】电灯把电能转化为内能和光能;电炉把电能转化为内能;电动机把电能转化为机械能;电解槽把电能转化为化学能。用电器把电能转化为其他形式能的过程,就是电流做功的过程。即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程,在转化过程中,遵循能量守恒,即有多少电能减少,就有多少其他形式的能增加。
【问题】用电器把电能转化成其他形式能的过程,就是电流做功的过程。电流做功的多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢?焦耳定律
一、电功和电功率 【展示】
【问题】如图所示,一段电路两端的电压为U,由于这段电路两端有电势差,电路中就有电场存在,电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动,形成电流I,在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少? 【回答】在时间t内,通过这段电路上任一横截面的电荷量q=It。
【问题】这相当于在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端。在这个过程中,【问题】电场力做了多少功?
【回答】在这一过程中,电场力做的功W=qU=IUt 【问题】电流做功实质上是怎样的?
【回答】电流做功的实质是电路中电场力对定向移动的电荷做功。
【过渡】对于一段导体而言,两端电势差为U,把电荷q从一端搬至另一端,电场力的功W=qU,在导体中形成电流,且q=It(在时间间隔t内搬运的电荷量为q,则通过导体截面电荷量为q,I=q/t),所以电场力做功W=qU=IUt。在这段电路中电场力所做的功,也就是通常所说的电流所做的功,简称电功。
【问题】电功的定义式用语言如何表述?定义式?
【回答】电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U,电路中的电流I和通电时间t三者的乘积。定义式:W=UIT
【问题】电功的单位有哪些? 【回答】(1)在国际单位制中,电功的单位是焦耳,简称焦,符号是J.(2)电功的常用单位有:千瓦时,俗称“度”,符号是kW·h.【问题】1 kW·h的物理意义是什么?1 kW·h等于多少焦?
【回答】1 kW·h表示功率为1 kW的用电器正常工作1 h所消耗的电能。kW·h=1000 W×3600 s=3.6×106 J 【说明】使用电功的定义式计算时,要注意电压U的单位用V,电流I的单位用A,通电时间t的单位用s,求出的电功W的单位就是J。
【问题】在相同的时间里,电流通过不同用电器所做的功一般不同。在相同时间里,电流通过电力机车的电动机所做的功要显著大于通过电风扇的电动机所做的功。电流做功不仅有多少,而且还有快慢,如何描述电流做功的快慢呢? 【回答】用电功率
【问题】电功率的定义式用语言如何表述?定义式?
【回答】单位时间内电流所做的功叫做电功率。用P表示电功率。W定义式: P==IU(对任何电路都适用)t【问题】电功率的单位有哪些? 【回答】单位:瓦(W)、千瓦(kW)
【说明】电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”不同。电流做功快,但做功不一定多;电流做功慢,但做功不一定少。【问题】在力学中我们讲功率时有平均功率和瞬时功率之分,电功率有无平均功率和瞬时功率之分呢? 【回答】利用P=W计算出的功率是时间t内的平均功率。t利用P=IU计算时,若U是某一时刻的电压,I是这一时刻的电流,则P=IU就是该时刻的瞬时功率。
【问题】为什么课本没提这一点呢?
【点拨】这一章研究的是恒定电流,用电器的构造一定,通过的电流为恒定电流,则用电器两端的电压必是定值,所以U和I的乘积P不随时间变化,也就是说瞬时功率与平均功率总是相等的,故没有必要分什么平均功率和瞬时功率了。
【说明】利用电功率的公式P=IU计算时,电压U的单位用V,电流I的单位用A,电功率P的单位就是W。【展示】
【讲解】额定功率和实际功率
额定功率:用电器正常工作时所需电压叫额定电压,在这个电压下消耗的功率称额定功率。
实际功率:用电器在实际电压下的功率。实际功率P实=IU,U、I分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。
【说明】最后应强调:推导过程中没用到任何特殊电路或用电器的性质,电功和电功率的表达式对任何电压、电流不随时间变化的电路都适用。再者,这里W=IUt是电场力做功,是消耗的总电能,也是电能所转化的其他形式能量的总和。【课时小结】
这节课从知识上来说,主要学习了电功、电功率公式,其中电功率律是主要内容。在研究问题时,我们主要运用了能量转化和守恒的方法。能量转化和守恒的方法是研究物理问题的一种重要方法,贯穿在物理知识学习的全过程中。【布置作业】
课本P55,问题与练习1 ,3 【板书设计】 焦耳定律
一电功和电功率 1.电功W 定义:电路中电场力对定向移动的电荷所做的功,简称电功,通常也说成是电流的功。公式:W=IUt。
单位:焦耳,简称:焦,符号J。2.电功率P(1)定义:单位时间内电流所做的功。
W公式:P=t=IU 单位:瓦特(W),1 W=1 J/s。(2)额定功率和实际功率 额定功率:用电器正常工作时所需电压叫额定电压,在这个电压下消耗的功率称额定功率。
实际功率:用电器在实际电压下的功率。实际功率P实=IU,U、I分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。
第三篇:2017-2018学年高中物理第十二章机械波第6节惠更斯原理教案新人教版选修3-4课件
第6节 惠更斯原理
物理核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面构成。【学情分析】
学生在初中已经学习过光的反射和折射现象以及声音的反射现象。因此本节课的学习学生有一定基础,本节课学生的学习难点在于接受一些新概念和惠更斯原理,并利用机械波的基本知识好惠更斯原理推导波的反射定律和折射定律,激发学生学习物理的兴趣。而最后的落脚点却在应用两个定律分析问题解决问题上。【教学目标】
(一)物理观念
1、知道波传播到两种介质交界面时会发生反射和折射。
2、知道波发生反射时,反射角等于入射角,反射波的频率、波速和波长都与入射波相同。
3、知道波发生折射是由于波在不同的介质中速度不同,知道折射角与入射角的关系。
(二)科学思维、科学探究
1、复习声音的反射现象、光的反射和折射现象 教师:引导复习学生:思考回顾
2、水波的反射和折射
教师:演示实验,并指导学生观察认识
(可采用发波水槽和实物投影仪,也可利用多媒体播放实验视频)学生:观察实验,认识现象
二、惠更斯原理(了解惠更斯对波传播规律的研究)
1.相关概念:波面和波线: 教师:
引导学生思考问题:如何表示波传播的方向? 然后指导学生阅读教材有关内容,理解(1)什么是波面?什么是波线?
(2)对于水波和空间一点发出的球面波和平面波为例,如何理解波面和波线? 学生:
阅读教材,思考理解:
(1)向各个方向传播的波峰(或波谷)在同一时刻构成的,叫做波面。(2)图中与各个波面垂直的线叫波线,用来表示波的传播方向。2.相关概念:子波源和子波→ 惠更斯原理 教师:引导学生阅读教材有关内容,思考理解:(1)惠更斯原理的内容是什么?
(2)以球面波为例,应用惠更斯原理解释波的传播。学生:阅读教材,思考理解:
(1)理解并能叙述惠更斯原理:(1690年提出)
介质中波前上的各点,都可以看做一个新的波源(子波源),能够发出子波;其后,这些子波的包络面就是新的波面,这就是惠更斯原理。
(2)理解子波源、子波这一对概念
(3)如何根据某时刻的波面和波线,作出过一段时间后新的波面? 阅读教材上利用惠更斯原理在球面波、平面波两种情况下确定新波面的方法。
三、波的反射
教师:引导学生阅读教材有关内容,看看书上的实验结果与我们观察到的现象是否一致,体会用惠更斯原理尝试对波的反射定律作出证明。
学生:阅读教材,理解反射现象;并证明波的反射定律。
课本上已经把反射现象中的波面波线关系画在了图中,请证明时参考使用。如果学生证明有困难,老师可在学生思考后给出证明过程:
教师:用多媒体出示图。结合图形引出入射角、反射角,并给出明确的反射定律的内容:
(1)入射波的波线与平面法线的夹角i叫做入射角。(2)反射波的波形与平面法线的夹角i′叫做反射角。(3)反射波的波长、频率和波速都跟入射波的相同。(4)在波的反射中,遵循下述规律——反射定律: ①入射波的波线、反射波的波线和界面法线在同一平面内; ②反射角等于入射角。
四、波的折射
教师:在实物投影仪上再进行演示:
(1)在水波槽的一部分底面上放一块玻璃板,把槽分成深水区和浅水区两部分。(2)让水波由深水区射到两个区域的界面上,观察发生的现象。(3)明确观察到的现象:看到波由深水区进入浅水区能继续传播,但是改变了传播方向。
引导学生阅读教材有关内容,看看书上的实验结果与我们观察到的现象是否一致;
阅读课本上用惠更斯原理对波的折射定律所作出的证明过程。学生:阅读课文,解答下列思考并理解:
(1)什么是波的折射?(2)什么叫入射角和折射角?
(3)在波的折射中遵循什么规律?阅读课本上用惠更斯原理对波的折射定律所作出的证明过程。教师:总结折射现象所遵从的规律:
(1)波从一种介质射入另一种介质时,传播的方向会发生改变,这种现象叫做波的折射。(2)入射波的波线与平面法线的夹角i叫做入射角。折射波的波线界与界面法线之间的夹角r叫做折射角。
(3)在波的折射中遵循下列规律:
①折射波与入射波的频率相同;②折射波和入射波的波速和波长不同 ③在波的折射中,入射角θ1和折射角θ2之间有下述关系。.这就是波的折射定律。
其中v1和v2是在介质Ⅰ和介质Ⅱ中的波速。由于波速是由介质决定的,故是一个只与两种介质有关而与入射角无关的常数,叫做第2种介质相对第1种介质的折射率。用表示,则
如果v2
这与实验中波的折射现象一致:在水波的折射演示实验中,水波到达浅水区后,传播速度减小,传播方向向法线靠拢。我们观察到的正是这样。【课堂小结】
本节的知识点(概念和规律)较多可概括如下: 一个原理:惠更斯原理 两种现象:波的反射和波的折射 两个定律:波的反射定律、波的折射定律
多个概念:波面、波前、波线、入射角、反射角、折射角 波的反射定律
(1)入射波的波线、反射波的波线和界面法线在同一平面内;(2)反射角等于入射角。波的折射定律
(1)入射波的波线、折射波的波线和界面法线在同一平面内;
(2)入射角的正弦与折射角的正弦之比,等于波在第一种介质中的传播速率与在第二种介质中的传播速率之比,即:。(叫做介质2对介质1的折射率)【作业与活动】
第四篇:高中物理 7.4《温度和温标》教案 新人教选修3-3
7.4 温度和温标
新课标要求
(一)知识与技能
1.了解系统的状态参量以及平衡态的概念。2.掌握热平衡的概念及热平衡定律
3.掌握温度与温标的定义以及热力学温度的表示。
(二)过程与方法
通过学习温度与温标,体会热力学温度与摄氏温度的关系。
(三)情感、态度与价值观
体会生活中的热平衡现象,感应热力学温度的应用。
教学重点
热平衡的定义及热平衡定律的内容。
教学难点
有关热力学温度的计算。
教学方法
讲练法、举例法、阅读法
教学用具:
投影仪、投影片
教学过程
(-)引入新课
教师:在初中我们已学过了测量温度时常用的一种单位,叫“摄氏度”。大家都知道:它是以冰水混合物的温度为0度,以一个大气压下沸水的温度为100度,在这两温度之间等分100个等份,每一等份为1个温度单位,叫“摄氏度”。这种以冰水混合物的温度为零度的测温方法叫摄氏温标,以摄氏温标表示的温度叫摄氏温度。今天我们将要进一步学习有关温度和温标的知识。
(二)进行新课
1.平衡态与状态参量
教师:引导学生阅读教材P11有关内容。回答问题:(1)什么是系统的状态参量?并举例说明。(2)举例说明,什么平衡态?
学生:阅读教材,思考讨论,回答问题。
参考答案:
(1)在物理学中,通常把所研究的对象称为系统。为了描述系统的状态,需要用到一些物理量,例如,用体积描述它的几何性质,用压强描述力学性质,用温度描述热学性质……这些描述系统状态的物理量,叫做系统的状态参量。
(2)要定量地描述系统的状态往往很难,因为有时系统各部分的参量并不相同,而且可能
用心
爱心
专心
正在变化。然而在没有外界影响的情况下,只要经过足够长的时间,系统内各部分的状态参量会达到稳定。举例说,把不同压强、不同温度的气体混在同一个容器中,如果容器和外界没有能量的交换,经过一段时间后,容器内各点的温度、压强就会变得一样。这种情况下我们说系统达到了平衡态,否则就是非平衡态。2.热平衡与温度
教师:引导学生阅读教材P12有关内容。回答问题:(1)什么是热平衡?
(2)怎样理解“热平衡概念也适用于两个原来没有发生过作用的系统”?(3)怎样判断“两个系统原来是处于热平衡的”?(4)热平衡定律的内容是什么?
(5)温度是如何定义的?其物理意义是什么? 学生:阅读教材,思考讨论,回答问题。
参考答案:
(1)对于两个相互作用的系统,如果它们之间没有隔热材料,它们相互接触,或者通过导热性能很好的材料接触,这两个系统的状态参量将会互相影响而分别改变。最后,两个系统的状态参量不再变化,说明两个系统已经具有了某个“共同性质”,此时我们说两个系统达到了热平衡。
(2)两个系统达到热平衡后再把它们分开,如果分开后它们都不受外界影响,再把它们重新接触,它们的状态不会发生新的变化。因此,热平衡概念也适用于两个原来没有发生过作用的系统。
(3)只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化,我们就说这两个系统原来是处于热平衡的。
(4)实验表明:如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡,这个结论称为热平衡定律。
(5)两个系统处于热平衡时,它们具有一个“共同性质”,我们就把表征这一“共同性质”的物理量定义为温度。也就是说,温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量,它的特征就是“一切达到热平衡的系统都具有相同的温度”。3.温度计与温标
教师:引导学生阅读教材P13有关内容。回答问题:(1)什么是温标?
(2)如何来确定一个温标?并以“摄氏温标”的确定为例加以说明。
(3)什么是热力学温标和热力学温度?热力学温度的单位是什么?热力学温度与摄氏温度的换算关系怎样?
学生:阅读教材,思考讨论,回答问题。
参考答案:
(1)如果要定量地描述温度,就必须有一套方法,这套方法就是温标。
(2)确定一个温标时首先要选择一种测温的物质,根据这种物质的某个特性来制造温度计。例如,可以根据水银的热膨胀来制造水银温度计,这时我们规定细管中水银柱的高度与温度的关系是线性关系;也可以根据铂的电阻随温度的变化来制造金属电阻温度计,这时我们现定铂的电阻与温度的关系是线性关系。同样的道理,还可以根据气体压强随温度的变化来制造气体温度计,根据不同导体因温差产生电动势的大小来制造热电偶温度计,等等。确定了测温物质和这种物质用以测温的某种性质之后,还要确定温度的零点和分度的方法。例如,早期的摄氏温标规定,标准大气压下冰的熔点为0℃,水的沸点为100℃;并据此把玻璃管上0℃刻度与100℃刻度之间均匀分成100等份,每份算做1℃。
用心
爱心
专心
(3)以-273.15℃(在高中阶段可简单粗略地记成-273℃)作为零度的温标叫热力学温标,也叫绝对温标。用热力学温标表示的温度叫做热力学温度。它是国际单位制中七个基本物理量之一,用符号 T表示,单位是开尔文,简称开,符号为K。热力学温度与摄氏温度的换算关系是: T= t+273.15K 说明:热力学温度的每一度大小与摄氏温度每一度大小相同。热力学温度的零度即0K,叫绝对零度,它是宇宙中只能无限接近,但不可能达到的低温的极限。
典例探究
例1 细心观察可以发现,常见液体温度计的下部的玻璃泡较大,壁也比较薄,上部的管均匀而且很细,想一想,温度计为什么要做成这样呢?
解析:这样做的目的都是为了使测量更准确、更方便。下部较大而上部很细,这样下部储存的液体就比较多,当液体膨胀收缩时,膨胀或收缩不大的体积,在细管中的液面就有较大的变化,可以使测量更精确;下部的壁很薄,可以使玻璃泡内的测温物质的温度较快地与待测物质的温度一致;细管的粗细是均匀的,是为了使刻度均匀,更便于读数。
(三)课堂总结、点评 本节课我们主要学习了: 1.平衡态与状态参量。2.热平衡与温度的概念。3.温度计与温标。课余作业
1.阅读P14“科学漫步”中的材料。2.完成P15“问题与练习”的题目。附:课后练习
1.关于热力学温度和摄氏温度,以下说法正确的是()A.热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位 B.温度升高了1℃就是升高了1K C.1℃就是1 K D.0℃的温度可用热力学温度粗略地表示为273K 2.(1)水的沸点是______℃=_________K;(2)绝对零度是______℃=_________K;
(3)某人体温是36.5℃,也可以说体温为______K;此人体温升高1.5℃,也可以说体温升高了______K。
(4)10℃=______K;
10K=______℃;
27℃=______K;
27K=______℃;
273℃=______K;
273K=______℃;(5)若Δt=40℃,则ΔT=______K;若ΔT=25K,则Δt=______℃。
参考答案: 1.A BD 2.(1)100;373(2)-273.15;0(3)36.5;309;310.5(4)283;-263;300;-246;546;0(5)40;25
用心
爱心
专心
第五篇:选修3-2第五章第5节《电能的输送》教案
选修3-2第五章第5节《电能的输送》教学设计
一、教材分析
讲解电路上的电压损失,是本教材新增加的.目的是希望学生对输电问题有更全面、更深人和更接近实际的认识,知道影响输电损失的因素不只一个,分析问题应综合考虑,抓住主要方面.但真正的实际问题比较复杂,教学中并不要求深人讨论输电中的这些实际问题,也不要求对输电过程中感抗和容抗的影响进行深入分析.教学中要注意掌握好分寸
二、教学目标
1、知识目标
(1)知道“便于远距离输送”是电能的优点之一.知道输电的过程.了解远距离输电的原理.
(2)理解各个物理量的概念及相互关系.
(3)充分理解 ; ; 中的物理量的对应关系.
(4)知道什么是输电导线上的功率和电压损失和如何减少功率和电压损失.(5)理解为什么远距离输电要用高压.2、能力目标
(1)培养学生的阅读和自学能力.
(2)通过例题板演使学生学会规范解题及解题后的思考.
(3)通过远距离输电原理分析,具体计算及实验验证的过程,使学生学会分析解决实际问题的两种基本方法:理论分析、计算和实验.
3、情感目标
(1)通过对我国远距离输电挂图展示,结合我国行政村村村通电报导及个别违法分子偷盗电线造成严重后果的现象的介绍,教育学生爱护公共设施,做一个合格公民.
(2)教育学生节约用电,养成勤俭节约的好习惯.
三、教学重点、难点
1、重点:(l)理论分析如何减少输电过程的电能损失.
(2)远距离输电的原理.
2、难点:远距离输电原理图的理解.
四、学情分析
学生常常容易将导线上的电压损失面 与输电电压混淆起来,甚至进而得出错误结论.可引导学生进行讨论,澄清认识.这里要注意,切不可单纯由教师讲解,而代替了学生的思考,否则会事倍功半,形快而实慢.
五、教学方法
实验法、学案导学法
六、课前准备:电能输送过程的挂图一幅(带有透明胶),小黑板一块(写好题目).
七、课时安排 1课时
八、教学过程:
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)、创设情境,导入新课
讲述:前面我们学习了电磁感应现象和发电机,通过发电机我们可以大量地生产电能.比如,葛洲坝电站通过发电机把水的机械能为电能,发电功率可达271.5万千瓦,这么多的电能当然要输到用电的地方去,今天,我们就来学习输送电能的有关知识.
(三)、自主、合作、探究
1、输送电能的过程
提问:发电站发出的电能是怎样输送到远方的呢?如:葛洲坝电站发出的电是怎样输到武汉、上海等地的呢?很多学生凭生活经验能回答:是通过电线输送的.在教师的启发下学生可以回答:是通过架设很高的、很粗的高压电线输送的.
出示:电能输送挂图,并结合学生生活经验作介绍.
板书:第三节 电能的输送
输送电能的过程:发电站→升压变压器→高压输电线→ 降压变压器→用电单位.)
2、远距离输电为什么要用高电压?
提问:为什么远距离输电要用高电压呢?学生思考片刻之后,教师说:这个实际问题就是我们今天要讨论的重点. 板书:(高压输电的原理)
分析讨论的思路是:输电→导线(电阻)→发热→损失电能→减小损失
讲解:输电要用导线,导线当然有电阻,如果导线很短,电阻很小可忽略,而远距离输电时,导线很长,电阻大不能忽略.列举课本上的一组数据.电流通过很长的导线要发出大量的热,请学生计算:河南平顶山至湖北武昌的高压输电线电阻约400欧,如果能的电流是1安,每秒钟导线发热多少?学生计算之后,教师讲述:这些热都散失到大气中,白白损失了电能.所以,输电时,必须减小导线发热损失.
3、提问:如何减小导线发热呢?
分析:由焦耳定律 是减小输电线电阻,减小发热,三是减小输电电流 ,有以下三种方法:一是减小输电时间,二.
4、提问:哪种方法更有效?
第一种方法等于停电,没有实用价值.第二种方法从材料、长度、粗细三方面来说都有实际困难.适用的超导材料还没有研究出来.排除了前面两种方法,就只能考虑第三种方法了.从焦耳定律公式可以看出.第三种办法是很有效的:电流减小一半,损失的电能就降为原来的四分之一.通过后面的学习,我们将会看到这种办法了也是很有效的. 板书结论:(1:要减小电能的损失,必须减小输电电流.)
讲解:另一方面,输电就是要输送电能,输送的功率必须足够大,才有实际意义. 板书:(2:输电功率必须足够大.)
5、提问:怎样才能满足上述两个要求呢?
分析:根据公式 提高输电电压 .,要使输电电流 减小,而输送功率 不变(足够大),就必须板书:(高压输电可以保证在输送功率不变,减小输电电流来减小输送电的电能损失.)
变压器能把交流电的电压升高(或降低)
讲解:在发电站都要安装用来升压的变压器,实现高压输电.但是我们用户使用的是低压电,所以在用户附近又要安装降压的变压器.
讨论:高压电输到用电区附近时,为什么要把电压降下来?(一是为了安全,二是用电器只能用低电压.)板书:(3.变压器能把交流电的电压升高或降低)6.远距离输电的实例分析
A.阅读教材了解输电的技术指标 B.物理过程:大型发电机发出的电压不可能符合远距离输电的要求,因此要在发电站内用升压变压器升压,再经过一次高压变电所,二次高压变电所,再输送给不同用户。C.实例分析
发电机的输出电压为220V,输出功率为44KW,每条输电线电阻为0.2Ω,求用户得到的电压和电功率各是多少?如果发电站先用变压比为1:10的升压变压器将电压升高,经同样输电线路后,再经过10:1的降压变压器降压后供给用户,则用户得到的电压和电功率又各是多少?
分析与解答:输送电路原理图如图。
发电站输出的功率P出是一定的,当以220伏的电压输出时,输出电流应该是:
I=P出/U出=44000W/220V=200A
两条输电线路的总电阻为0.4Ω,则导线上损失的电功率为:
P损=I2r=(200A)2×0.4Ω=16kW
用户得到的电功率为P=P出-P损=44kW-16kW=27kW
在导线上损失的电压为: U损=I2r=200V×0.4Ω=80V.
用户得到的电压为:U=U出-U损=220V-80V=140V
如果用1:10的变压器将电压升高到2200V后再输送出去,则输出电流为:
I=P出/U出=44000W/2200V=20A
P损=I2r=(20A)2×0.4Ω=160W
用户得到的电功率为P=P出-P损=44kW-160W=43.83kW
在导线上损失的电压为: U损=I2r=20V×0.4Ω=8V.
加到用户端变压器上的电压为:U=U出-U损=2200V-80V=2192V
经过变压器降压后输送给用户的电压为:219.2V.
引导学生看课本,了解我国输电电压,知道输送电能的优越性.
(四)反思总结,当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测。反思:课本中讲了从减少损失考虑,要求提高输电电压;又讲了并不是输电电压越高越好.希望帮助学生科学地、全面地认识问题,逐步树立正确地分析问题、认识问题的观点和方法
(五)发导学案、布置预习。
九、板书设计
第三节 电能的输送
高压输电的原理
要减小电能的损失,必须减小输电电流 输电功率必须足够大.
(3)高压输电可以保证在输送功率不变,减小输电电流来减小输送电的电能损失. 2.变压器能把交流电的电压升高或降低
3.远距离输电的实例分析
十、教学反思
1.在本节课的教学设计上能体现出课改精神,重在过程,重在发现,而不是象以前只重结论。
2.采用探究式教学法。体现了学生的主体地位。让学生主动参与其中而不是被动接受教师的结论。
3.最后的实验设计能令学生深刻意识到高压输电的效果。
4.老师教态自然,语音、语速等不错。
5.时间控制上有待改进,有点前松后紧。
6.个别概念(如P总不变)强调得不够。
十一、学案设计(见下页)