第七節(jié)遠距離輸電教學設計-2025-2026學年高中物理粵教版選修3-2-粵教版2005課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、教學內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學內(nèi)容為遠距離輸電。該內(nèi)容與課本選修3-2的“電路和磁場的應用”章節(jié)緊密相連。

2.教學內(nèi)容與學生已有知識的聯(lián)系包括：電磁感應定律、歐姆定律、功率計算公式等。通過復習這些知識，幫助學生理解遠距離輸電的原理和應用。二、核心素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)學生的科學探究能力，通過實驗探究遠距離輸電中的電磁感應現(xiàn)象。

2.提升學生的科學思維能力，引導學生運用物理定律分析輸電線路中的能量損失。

3.強化學生的科學態(tài)度與責任，使學生認識到能源傳輸對社會發(fā)展的重要性，并關注能源節(jié)約和環(huán)境保護。三、重點難點及解決辦法1.重點：遠距離輸電中能量損失的計算和分析。

解決辦法：通過實際案例和實驗演示，引導學生理解輸電線路中電阻和感抗對能量損失的影響，并運用公式進行計算。

2.難點：電磁感應現(xiàn)象在遠距離輸電中的應用。

解決辦法：采用多媒體教學，結(jié)合動畫和視頻，直觀展示電磁感應原理在變壓器和輸電線路中的作用，幫助學生建立直觀的物理圖像。

3.重點：輸電線路的電壓和電流選擇。

解決辦法：通過小組討論和案例分析，讓學生學會如何根據(jù)功率和距離選擇合適的電壓和電流，提高學生的實際應用能力。

4.難點：高壓輸電線路對環(huán)境的影響。

解決辦法：結(jié)合實際案例，引導學生探討高壓輸電線路對環(huán)境的影響，培養(yǎng)學生的環(huán)境保護意識和社會責任感。四、教學資源-軟硬件資源：示波器、電壓表、電流表、變壓器模型、高壓輸電線路模型

-課程平臺：粵教版物理選修3-2教材配套教學平臺

-信息化資源：電磁感應動畫、遠距離輸電視頻、高壓輸電線路圖片

-教學手段：多媒體教學設備、實驗演示設備、學生實驗器材、教學軟件五、教學過程1.導入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：通過展示城市夜景圖片，提問學生“這些亮麗的燈光是如何從發(fā)電廠輸送到我們身邊的？”

-回顧舊知：簡要回顧電磁感應定律、變壓器原理、功率和電流的關系。

2.新課呈現(xiàn)（約20分鐘）

-講解新知：詳細講解遠距離輸電的基本原理，包括高壓輸電、輸電線路的電阻和感抗、能量損失的計算等。

-舉例說明：通過實際案例，如三峽大壩的電力輸送，展示高壓輸電的優(yōu)勢和必要性。

-互動探究：分組討論高壓輸電線路的設計原則，如如何減少能量損失、提高輸電效率等。

3.實驗演示（約10分鐘）

-使用高壓輸電線路模型和示波器，演示高壓輸電線路中的電磁感應現(xiàn)象。

-學生觀察實驗現(xiàn)象，記錄數(shù)據(jù)，分析電磁感應對輸電的影響。

4.鞏固練習（約15分鐘）

-學生活動：學生分組完成練習題，包括計算輸電線路的能量損失、選擇合適的輸電電壓等。

-教師指導：巡視課堂，解答學生疑問，確保學生理解并能正確應用所學知識。

5.應用拓展（約10分鐘）

-引導學生思考高壓輸電對環(huán)境的影響，如電磁輻射、線路占地等。

-學生討論并提出可能的解決方案，如使用超導材料、優(yōu)化線路布局等。

6.總結(jié)與反思（約5分鐘）

-教師總結(jié)本節(jié)課的重點內(nèi)容，強調(diào)高壓輸電的重要性。

-學生反思學習過程，分享學習心得和收獲。

7.作業(yè)布置（約2分鐘）

-布置課后作業(yè)，包括閱讀教材相關章節(jié)、完成課后習題、準備下周的實驗報告。六、知識點梳理1.遠距離輸電的基本原理

-電磁感應定律：法拉第電磁感應定律，描述電磁感應現(xiàn)象的基本規(guī)律。

-變壓器原理：通過電磁感應，將電壓和電流在變壓器中轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)高壓輸電。

-輸電線路的電阻和感抗：輸電線路中的電阻和感抗對電流和電壓的影響。

2.高壓輸電的優(yōu)勢

-能量損失減少：高壓輸電可以顯著降低輸電線路中的能量損失。

-提高輸電效率：高壓輸電能夠提高輸電效率，減少能源浪費。

-適合長距離輸電：高壓輸電適合長距離輸電，降低輸電成本。

3.輸電線路的設計原則

-選擇合適的輸電電壓：根據(jù)輸電距離和功率需求，選擇合適的輸電電壓。

-減少能量損失：通過優(yōu)化輸電線路的布局和材料，減少電阻和感抗，降低能量損失。

-確保安全可靠：確保輸電線路的安全可靠運行，防止故障和事故發(fā)生。

4.能量損失的計算

-線路電阻引起的能量損失：根據(jù)歐姆定律，計算輸電線路中電阻引起的能量損失。

-感抗引起的能量損失：根據(jù)功率公式，計算輸電線路中感抗引起的能量損失。

-總能量損失：計算輸電線路中電阻和感抗引起的總能量損失。

5.高壓輸電對環(huán)境的影響

-電磁輻射：高壓輸電線路產(chǎn)生的電磁輻射對環(huán)境和人體健康可能產(chǎn)生一定影響。

-線路占地：高壓輸電線路占地較大，可能對土地資源造成一定影響。

-生態(tài)影響：高壓輸電線路對周邊生態(tài)環(huán)境可能產(chǎn)生一定影響。

6.輸電線路的優(yōu)化措施

-使用超導材料：利用超導材料降低輸電線路的電阻，減少能量損失。

-優(yōu)化線路布局：通過優(yōu)化輸電線路的布局，減少線路長度和彎曲，降低能量損失。

-采用智能電網(wǎng)技術：利用智能電網(wǎng)技術實現(xiàn)輸電線路的實時監(jiān)控和故障預警，提高輸電安全性。

7.電力傳輸與能源利用

-電力傳輸：了解電力傳輸?shù)幕具^程，包括發(fā)電、輸電、配電和用電。

-能源利用：認識不同能源的利用方式，如化石能源、可再生能源等，以及其在電力傳輸中的應用。七、反思改進措施反思改進措施（一）教學特色創(chuàng)新

1.實驗教學結(jié)合：在講解遠距離輸電時，我嘗試將理論知識與實驗操作相結(jié)合，讓學生通過親手操作變壓器模型和示波器，直觀感受電磁感應現(xiàn)象，這樣不僅提高了學生的參與度，也加深了他們對理論知識的理解。

2.案例分析引入：為了讓學生更好地理解高壓輸電的實際應用，我引入了三峽大壩電力輸送的案例，讓學生分析其中的技術難點和解決方案，這種案例教學能夠激發(fā)學生的興趣，同時也培養(yǎng)了他們的分析能力。

反思改進措施（二）存在主要問題

1.學生參與度不足：在小組討論和實驗操作中，部分學生參與度不高，可能是由于對物理實驗的陌生感或者缺乏足夠的興趣。

2.理論與實踐結(jié)合不夠緊密：在講解某些復雜概念時，雖然盡量通過實驗和案例來輔助教學，但仍有部分學生覺得理論與實踐脫節(jié)，難以將所學知識應用于實際問題。

3.評價方式單一：主要依靠學生的課堂表現(xiàn)和作業(yè)完成情況來評價學生的學習效果，缺乏多元化的評價手段。

反思改進措施（三）改進措施

1.提高實驗教學的趣味性：可以通過設計更具互動性和挑戰(zhàn)性的實驗項目，或者引入游戲化元素，激發(fā)學生的學習興趣，增加他們的參與度。

2.加強理論與實踐的結(jié)合：在講解復雜概念時，可以結(jié)合實際工程案例，讓學生在了解工程背景的同時，學會如何將理論知識應用于解決實際問題。

3.實施多元化評價：除了傳統(tǒng)的評價方式，可以引入學生自評、互評、小組評價等多種評價方式，全面了解學生的學習情況和進步，同時也能提高學生的自我反思能力。八、教學評價1.課堂評價

-提問：通過課堂提問，檢驗學生對遠距離輸電原理的理解程度。例如，詢問學生高壓輸電的優(yōu)勢和能量損失的計算方法。

-觀察：注意學生在課堂上的參與度、實驗操作的正確性和小組討論的互動情況。

-測試：在課程結(jié)束后，進行小測驗或隨堂測試，評估學生對本節(jié)課知識點的掌握情況。

2.作業(yè)評價

-認真批改：對學生的作業(yè)進行細致的批改，包括計算題、分析題和設計題等。

-點評：在批改作業(yè)的同時，給予學生詳細的點評，指出錯誤的原因和改進的方向。

-及時反饋：將作業(yè)批改結(jié)果及時反饋給學生，鼓勵學生在下一次作業(yè)中改進。

3.小組評價

-小組討論：通過小組討論的方式，評價學生在團隊協(xié)作和溝通能力方面的表現(xiàn)。

-小組報告：學生分組完成一個與遠距離輸電相關的項目，評價他們的報告質(zhì)量和團隊協(xié)作能力。

4.實驗評價

-實驗報告：評價學生在實驗過程中的操作規(guī)范性、數(shù)據(jù)記錄的準確性以及實驗結(jié)論的合理性。

-實驗展示：組織實驗展示活動，讓學生在課堂上展示實驗過程和結(jié)果，增加學生的自信心和表達能力。

5.多元化評價

-自我評價：鼓勵學生進行自我評價，反思自己的學習過程和學習成果。

-同伴評價：實施同伴評價，讓學生之間互相評價，培養(yǎng)學生的批判性思維和團隊合作精神。

-過程性評價：除了終結(jié)性評價，更加注重過程性評價，關注學生在學習過程中的成長和進步。

6.反饋與改進

-學生反饋：定期收集學生對教學的反饋，了解他們的需求和意見，及時調(diào)整教學策略。

-教學反思：教師定期進行教學反思，總結(jié)教學經(jīng)驗，不斷改進教學方法，提高教學質(zhì)量。典型例題講解例題1：某高壓輸電線路的電阻為10Ω，感抗為20Ω，電源電壓為100kV，頻率為50Hz。求：

（1）輸電線路中的電流；

（2）輸電線路上的功率損失；

（3）輸電線路上的電壓損失。

答案：

（1）輸電線路中的電流：

I=U/(R+jX)

I=100kV/(10Ω+j20Ω)

I=100,000V/(10+j20)

I=10,000∠-36.87°A

I≈9.898∠-36.87°kA

（2）輸電線路上的功率損失：

P_loss=I2R

P_loss=(10,000∠-36.87°kA)2×10Ω

P_loss=10,0002×10×(cos2(-36.87°)+sin2(-36.87°))

P_loss≈10,0002×10×(0.809+0.588)

P_loss≈100,000kW

（3）輸電線路上的電壓損失：

ΔU=IR+jIX

ΔU=10,000∠-36.87°kA×(10Ω+j20Ω)

ΔU=10,000∠-36.87°kA×10Ω+10,000∠-36.87°kA×j20Ω

ΔU=100,000∠-36.87°V+j200,000∠-36.87°V

ΔU≈100,000∠-36.87°V+j200,000∠-36.87°V

ΔU≈100,000∠-36.87°V

例題2：某遠距離輸電線路的電阻為5Ω，感抗為15Ω，電源電壓為500kV，頻率為50Hz。若輸電線路的功率損失為20MW，求輸電線路的電流。

答案：

P_loss=I2R

20MW=I2×5Ω

I2=20MW/5Ω

I2=4,000,000A2

I=√(4,000,000A2)

I=2,000A

例題3：某高壓輸電線路的電阻為8Ω，感抗為12Ω，電源電壓為200kV，頻率為50Hz。若輸電線路的功率損失為10MW，求輸電線路的電流。

答案：

P_loss=I2R

10MW=I2×8Ω

I2=10MW/8Ω

I2=1,250,000A2

I=√(1,250,000A2)

I=1,118.03A

例題4：某遠距離輸電線路的電阻為6Ω，感抗為18Ω，電源電壓為300kV，頻率為50Hz。若輸電線路的電壓損失為30kV，求輸電線路的電流。

答案：

ΔU=IR+jIX

30kV=I×(6Ω+j18Ω)

30kV=I×6Ω+jI×18Ω

30kV=6I+j18I

30kV=I(6+j18)

I=30kV/(6+j18)

I=30,000V/(6+j18)

I≈4.761∠-26.57°kA

例題5：某高壓輸電線路的電阻為7Ω，感抗為21Ω，電源電壓為400kV，頻率為50Hz。若輸電線路的功率損失為15MW，求輸電線路的電壓損失。

答案：

P_loss=I2R

15MW=I2×7Ω

I2=15MW/7Ω

I2=2,142,857A2

I=√(2,142,857A2)

I≈1,459.14A

ΔU=IR+jIX

ΔU=1,459.14A×(7Ω+j21Ω)

ΔU=1,459.14A×7Ω+1,459.14A×j21Ω

ΔU=10,234.98Ω+j30,595.54Ω

ΔU≈10,234.98Ω+j30,595.54Ω板書設計①遠距離輸電的基本原理

-電磁感應