初三物理寒假小班第四讲电能的获得和输送、无线电波和无线电通信教案

恒高教育恒高1+1个性化辅导遇见未来不如预见未来——2016开启你的恒高人生全国统一服务热线：400-888-7705网站：报名电话：[phone]第1页/共7页上课内容电能的获得和输送1、电能的获得电能的来源广泛，总的来说它的来源可以分为两类，一类是电池，另一类是发电机。（1）电池①介绍伏打电堆。②展示各种电池，让学生认识各种化学电池和锌锰干电池的各个组成部分，知道化学电池的能量转化是化学能转化为电能。同时向学生介绍日常生活中电池的污染环境问题，增强学生的环保意识。（2）发电机①人类大规模利用电能主要依靠的两项发明和创造：一是18世纪中期至19世纪发明的热机，他们将燃料燃烧时产生的内能转化成机械能，使人类从化石能源中获得了动力。二是19世纪初法拉第发现的电磁感应规律，这一发现找到了将机械能转化为电能的途径。这两项发明和发现使人类大规模获取电能成为可能。②问题：发电机是怎样发电的呢？发电机发电，是什么能转化为电能的呢？③演示实验1发电机模型的工作原理。观察：发电机的基本构造。（请一位同学上台摇动发电机）结论：发电机是一种把机械能转化为电能的装置。在实际生产中往往有不同的动力机来带动发电机，如水轮机、汽轮机、内燃机、蒸汽机等。（媒体展示生活中的发电机）（3）电能不能从自然界直接开采和获取，它必须从其它能源转化而来，所以称为二次能源。它的最大优点是便于转化和便于输送和分配。（4）我国在电力事业发展的主要成就（如核电、水电、风力发电等）4、电能的输送（1）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上海的呢？（2）“高压电网”，电能是通过架设很高的、很粗的高压电线输送的。（3）高压输电——减少远距离输电时在导线上的电能消耗输电要用导线，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．电流通过很长的导线要产生大量的热，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。提问：如何减小导线发热呢？分析：由焦耳定律Q=I2Rt，减小发热有效的方法是减小输电电流，电流减小一半，损失的电能就降为原来的四分之一。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。提问：怎样才能满足减小输电电流、而功率仍足够大这两个要求呢？分析：根据公式P=UI，要使输电电流减小，而输送功率不变（足够大），就必须提高输电电压。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。（4）变压器能把交流电的电压升高或降低发电站都安装了用来升压的变压器，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，二是用电器只能用恒高教育恒高1+1个性化辅导遇见未来不如预见未来——2016开启你的恒高人生全国统一服务热线：400-888-7705网站：报名电话：[phone]第2页/共7页低电压．）（三）应用为什么我国电网建设中要用500千伏主网架逐步取代220千伏电网？电能的输送和分配总结二1.电能是二次能源，需要其他能源转化而来，那为什么在生活和生产中，我们还要使用电能呢？和其他能源相比，电能有什么优点呢？结论：电能的优点：便于转化；便于输送和分配2.在远距离输电时，高压输电的目的是什么呢？结论：高压输电的目的是为了减少电能在输电线上的损耗。3.为什么高压输电就能有效地减少电能在输电线上的损耗呢？结论：提高输电电压，可以减少电流，从而减少在输电线上的电能损耗。4.远距离高压输电的电压至少需几十万伏，二大型发电机产生的电压一般为10~20千伏，不符合远距离输电的要求，怎么办呢？发电站发出的电能通过怎样的途径输送到用电单位？结论：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。5.让我们一起模拟高压输电的过程，感受高压输电带给我们的意义。答：降压后的电能由火线和零线组成的双芯电缆引入住户，在供电箱的每一条支路上都装有不同电流大小的自动断路器。一旦电流超过定制，断路器便会自动切断电路，故障排除后只要重新合上开关便可恢复供电。（四）练习1、人类大规模利用电能是由物理学上两项划时代的发现或创造带来的，它们是_____________________和_____________________________。2、目前常见的发电方式中有___________发电、____________发电和_________发电等，请从中选出一种，分析其能量转化过程，完成下列空白。发电方式能量转化过程：能转化为能。（只填能量的形式）3、电能是______次能源，它的最大优点是便于______________和______________________。4、远距离输电必须要_________输电，以减少输电线上的的_______________。无线电波和无线电通信1、无线电波的产生（1）学生实验：活动卡P11活动（1）问题：电路通断的瞬时收音机为什么会发出嚓嚓声呢？（2）演示实验1：奥斯特实验证明：通电导线周围存在磁场。即：电能产生磁。（3）演示实验2：闭合的线圈在磁场中做切割磁感线运动。证明：磁也能产生电。（4）解释电能产生磁，磁能产生电，电和磁总是相互联系的，形成了一个不可分离的统一体，并由近及远恒高教育恒高1+1个性化辅导遇见未来不如预见未来——2016开启你的恒高人生全国统一服务热线：400-888-7705网站：报名电话：[phone]第3页/共7页地向外传播，就形成了无线电波。收音机发出嚓嚓声的原因是收音机收到了电路瞬时通断时发出的无线电波。声波有不同的频率，无线电波与声波一样也有不同的频率，不同的频率对应不同的波长（对波长稍作解释），频率越高，波长越短，反之，频率越低，波长越长。无线电波按频率从低到高排列的顺序是：长波、中波、短波、微波。2、无线电波的传播及应用对电离层稍作解释。无线电波传播的特点：（1）与光的传播相同，不需要媒介物质，可在真空中传播，在真空中的传播速度等于光速C=3×108米/秒，在空气中的传播速度与在真空中的传播速度几乎相同。（2）无线电波也具有能量，但在沿地球表面附近的空间传播时能量会不断损失，而且频率越高(波长越短)能量损失越大；频率越低(波长越长)能量损失越小。（3）频率越高，传递信息就越多。（4）波长越长，如长波、中波，能绕过障碍物的本领越大。波长短，如短波、微波，遇较大的障碍物不能绕过，会受到阻挡。（5）微波遇到障碍物会发生反射，还能穿过电离层。问题：根据以上特点，你认为各波段各有什么特点？会如何传播？可以有哪些应用？总结：（1）长波（LW）特点：长波适宜沿地球表面附近的空间传播。传播距离远，稳定性和抗干扰性好。缺点：发射长波的设备庞大，造价高。因此长波很少用于无线电广播，目前，我国没有民用长波广播电台。应用：长波多用于超远程无线电通信、潜艇、远洋航行的通信、导航等。（2）中波（MW）特点：白天中波被电离层几乎全部吸收，因此，适宜沿地球表面附近的空间传播，晚上可依靠电离层的反射来传播。应用：中波多用于城市广播、电报通信。（3）短波（SW）特点：主要依靠电离层的反射来传播。缺点：由于电离层的快速变化，收听时经常出现类似海浪般忽大忽小的声音。稳定性和抗干扰性差。应用：远距离广播通信。（4）微波特点：①沿地球表面附近的空间传播时，由于波长很短，遇障碍物阻挡；频率很高，在传播过程中能量损失很大，所以传播距离很近。②由于频率很高，传递信息多。③遇到障碍物会发生反射。④能穿过电离层。应用1：电视广播、移动通信传播方法：①发射塔：用于近距离通信。小组讨论：如果要实现远距离通信，你有什么设想？②地面中继站：用于国内远距离通信。小组讨论：要实现国际通信，你有什么设想？③同步通信卫星作中继站：用于全球通信。小组讨论：微波遇到障碍物会发生反射，微波还能加剧水和脂肪分子的热运动，使物体温度升高，恒高教育恒高1+1个性化辅导遇见未来不如预见未来——2016开启你的恒高人生全国统一服务热线：400-888-7705网站：报名电话：[phone]第4页/共7页对于这些特点，你有什么设想？（提示：超声波的应用）应用2：雷达、微波炉3、无线电通信以广播电视为例（教科书P23图8-4-5，与运输货物进行类比）：（1）货物装箱话筒（拾音器）：将声音转换成与声音变化相一致的电信号（音频信号）；多媒体演示：Glodwave软件导入两段声音，再把两段声音进行合成。摄像机：将画面转换成与画面色彩、明暗变化相一致的电信号（视频信号）（2）装机调制器：使无线电波随模拟信号而改变，将模拟信号装载到无限电波上。调制有两种技术：①调幅（AM）：使无线电波的振幅随模拟信号改变。②调频（FM）：使无线电波的频率随模拟信号改变。（3）起飞、飞行放大器：调制后的无线电波经放大后发射。（4）降落调谐器：将所需频率的无线电波从大量不同频率中的无线电波中挑选出来，也就是选择不同频率的电台节目。（5）卸箱解调器：将所接收到的无线电波中分离出所需的模拟信号。（6）开箱取物放大器：模拟信号经放大器放大后，由扬声器还原成声信号，由显象管还原成光信号。家庭作业第八章总结与梳理知识梳理Ｋ1．电流做功表现在电流通过电灯时，电灯______，通过电炉时，电炉______，通过电动机时，电动机______。2．定义：______________________________叫做电功。电流做功的过程的实质是________________________________________________________________________________。3．电功的基本计算公式：W＝________＝________＝________，还有两个常用的推导公式W＝________＝________。4．电功单位：________。如果电路两端的电压是1伏特，电路中的电流是1安培，那么1秒钟的时间内这些电流将做功________。在力学部分，两个中等大小的鸡蛋的重力大约是________牛顿，把两个中等大小的鸡蛋竖直举高1米，我们将做功________。5．在日常生活中，家庭电路的电功即消耗的电能通常用________测定。与之相对应，我们还有一个常用的电功单位是：________，也叫做________。这个单位与单位“焦耳”之间的关系是：1________＝3.6×106焦耳。6．某电能表上标有“10(20)A”的物理意义是：______________________________________________________。7．某电能表上标有“3000r/kWh”的物理意义是：________________________________________________。8．王同学家的电能表月初的示数为，月末的示数为，则该同学家这个月用电恒高教育恒高1+1个性化辅导遇见未来不如预见未来——2016开启你的恒高人生全国统一服务热线：400-888-7705网站：报名电话：[phone]第5页/共7页________度。9．电流在________时间内所做的功叫做电功率。电功率的物理意义是：用来描述电流做功的____________的物理量。10．100瓦的意义：__________________________________。11．电功率的定义公式：P＝________；电功率的计算公式P＝________；电功率的两个常用推导公式是P＝________＝________。12．某电能表上标有“220V10(20)A3000r/kWh”的字样，由此可以求出电能表的额定功率：P＝________。13.磁体周围存在着_______