2.7远距离输电
一、背景
新课程的一个显著特点就是比以前任何时候都更加重视对学生进行科学探究方法与能力的培养。普通高中物理课程标准的课程总目标明确提出要通过教学使学生学习科学探究的方法,培养科学探索的兴趣,经历科学探究的过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法去解决物理问题,验证物理规律。笔者认为粤教版物理《选修3-2》中"远距离输电"一节是培养学生科学探究能力的好教材。老师可以让学生经历如何减少远距离输电过程中电能损失的探究,认识科学探究的意义,了解科学探究的一些方法,培养学生科学探究的能力。
二、教学过程
利用多媒体展示:为了合理地利用天然资源,火力发电厂通常建在煤炭产地,水力发电站则建立在水力资源丰富的地方,这说明远距离输电是客观存在的。在这个基础上,让同学们分组探究以下问题。
问题探究1:远距离输电电能损失的大小。
远距离输电有无电能的损失?电能的损失大不大?老师可以引导学生从Q=I2Rt出发去探究,在学生主动探究的基础上,老师还可以通过一道例题从理论上去证明探究的结果。同时,老师还应鼓励同学们根据老师在讲台上提供的器材(学生电源、小灯泡、导线、约1米长的两根镍铬导线等)进行实验探究,验证自己的判断是否正确,让同学们眼见为实。
老师请一组做得比较好的学生到讲台前面陈述探究的结论,并给大家演示一个模拟实验:用一个低压小灯泡直接接到学生电源的低压交流输出端,发现小灯泡的亮度正常,然后通过用电阻率较大的实验室常备的镍铬()导线等效替代的铜()制长导线给同样的灯泡供电,发现灯泡亮度明显变暗,说明输电线上电能损失较大。
问题探究2:根据所学的知识,各小组探究为什么输电过程中有电能损失?减少输电过程中电能损失的方法有哪些?
必要时,老师可以启发引导学生从输电线上电能的损失计算公式Q=I2Rt考虑。如减少输电的时间从公式层面好象可行,但实际上不行。请同学们就减少输电线的电阻R和减少输电电流强度I两个方面进行理论与实践相结合的探究。