Урок физики в 11 классе: «Производство, передача и использование электроэнергии»
Цели урока: рассмотреть использование электрической энергии
Задачи урока:
Образовательная: учащиеся должны знать основной способ производства электроэнергии, виды электростанций, принципы трансформации тока на пути от производителя к потребителю; учащиеся должны уметь объяснять схему передачи электроэнергии.
Развивающая: развитие аналитических навыков (при выяснении расположения различных видов электростанций на территории России).
Воспитательная: воспитание бережного отношения к расходованию электроэнергии.
Ход урока:
1.Организационный момент.
Как наша прожила б планета,
Как люди жили бы на ней
Без теплоты, магнита, света
И электрических лучей?
А. Мицкевич
2.Проверка домашнего задания. Повторение материала, изученного на прошлом уроке.
1) Фронтальный опрос.
1. В чем сущность принципа действия генератора? (В явлении электромагнитной индукции: вокруг ротора возникает переменное магнитное поле, которое порождает индукционный ток в обмотках статора).
2. В простейшей модели генератора ток снимают с ротора с помощью колец и щеток, а в промышленном генераторе – со статора. Почему? (чтобы не искрили и не обгорали щетки, т.к. в промышленном генераторе токи большие).
3. Почему сердечники генератора набирают из отдельных пластин, изолированных друг от друга? (Чтобы не было потерь на токи Фуко).
4. Почему в гидротурбинных генераторах применяют магниты с несколькими десятками пар полюсов? (Чтобы увеличить частоту переменного тока).
5. Почему генераторы не рассчитывают на высокое напряжение? (Выгоднее повысить напряжение с помощью трансформатора, чем построить генератор высокого напряжения).
2) Тест по теме: «Трансформаторы»
1. Каким образом осуществляется передача электрической энергии из первичной обмотки трансформатора во вторичную обмотку? (Укажите правильные ответы)
А. Через провода, соединяющие обмотки трансформатора.
Б. С помощью электромагнитных волн.
В. С помощью магнитного поля, пронизывающего обе катушки.
2. Первичная обмотка трансформатора включена в сеть с напряжением 20В. Напряжение на зажимах вторичной обмотки равно 200В. (Укажите правильные утверждения).
А. Трансформатор является повышающим.
Б. Коэффициент трансформации равен 10.
В. Коэффициент трансформации равен 0,1.
3. Сила тока в первичной обмотке трансформатора 2А, напряжение на ней 120В. Напряжение во вторичной обмотке 30 В. (Укажите правильные утверждения).
А. Сила тока во вторичной обмотке 8А.
Б. Трансформатор является понижающим.
В. Коэффициент трансформации равен 0,25.
4. В первичной обмотке трансформатора 100 витков, во вторичной - 20. (Укажите правильные утверждения).
А. Трансформатор является понижающим.
Б. Коэффициент трансформации 0,2.
В. Коэффициент трансформации 5.
5.Трансформатор включён в цепь напряжением 200В. В первичной обмотке 1000 витков, а во вторичной 200 витков. (Укажите правильные утверждения).
А.Коэффициент трансформации равен 0,2
Б. Трансформатор является понижающим.
В. Напряжение на вторичной обмотке равно 40В.
6. Трансформатор изменяет напряжение от 200 до 1000В. В первичной обмотке 20 витков. (Укажите правильные утверждения).
А. Трансформатор является повышающим.
Б. Коэффициент трансформации равен 5.
В. Во вторичной обмотке 1000 витков.
КЛЮЧ: 1В; 2А,В; 3А,Б; 4А,В; 5Б,В; 6А.
3. Изучение нового материала
Учитель: Рождение энергетики произошло несколько миллионов лет тому назад, когда люди научились использовать огонь. Огонь давал им тепло и свет, был источником вдохновения и оптимизма, оружием против врагов и диких зверей, лечебным средством, помощником в земледелии, консервантом продуктов, технологическим средством и т.д.
Прекрасный миф о Прометее, даровавшем людям огонь, появился в Древней Греции значительно позже того, как во многих частях света были освоены различные методы обращения с огнем, его получением и тушением, сохранением огня и рациональным использованием топлива.
На сегодняшний день энергия остается главной составляющей жизни человека. Она дает возможность создавать различные материалы, является одним из главных факторов при разработке новых технологий. Попросту говоря, без освоения различных видов энергии человек не способен полноценно существовать. Трудно представить существование современной цивилизации без электроэнергии. Если в нашей квартире отключается свет хотя бы на несколько минут, то мы уже испытываем многочисленные неудобства. А что произойдет при отключении электроэнергии на несколько часов!
Электрический ток – основной источник электроэнергии. Вот почему так важно представлять физические основы получения, передачи и использования переменного электрического тока.
Наш урок мы продолжим в форме конференции. Для теоретического изучения мы заслушаем несколько сообщений:
Развитие энергетики нашей страны.
Производство электроэнергии.
Способы передачи электроэнергии на расстояние.
Использование электроэнергии в различных областях науки.
Экологические проблемы гидро- и теплоэнергетики.
4. Решение задач.
Задача 1. Двухпроводная линия длиной 800 м от понижающего трансформатора выполнена медным проводом сечением 20 мм2. Приемник потребляет 2,58 кВт при напряжении 215 в. Определите напряжение на зажимах трансформатора и потерю мощности в проводах линии ( удельное сопротивление меди 0,017 Ом. мм2/м).
Задача 2. Определите напряжение на концах телеграфной линии протяженностью 200 км, если провода линии изготовлены из железа и имеют площадь поперечного сечения 0,02мм2 равна 250 мА. Каково напряжение на концах проводника? (удельное сопротивление железа 0,1 Ом. мм2/м
Задача 3. Чему равна мощность лампы сопротивлением 806 Ом, работающей под напряжением 220 В?
5.Подведение итогов урока, выставление оценок
Основные этапы производства, передачи и потребления электроэнергии:
1. С помощью генераторов на электростанциях энергию механическую, тепловую, атомную и др. преобразуют в электрическую.
2. Для передачи электроэнергии на большие расстояния электрическое напряжение повышают.
3. При распределении электроэнергии потребителям электрическое напряжение понижают.
4. В процессе использования электроэнергию преобразуют в другие виды энергии – механическую, световую или внутреннюю.
5. Производство электрической энергии осуществляется в основном на электростанциях трех типов:
Тепловых электростанциях – ТЭС (более 60%)
Гидроэлектростанциях – ГЭС (20-25 %)
Атомных электростанциях – АЭС (15%)
6.Домашнее задание: §§ 39-41, упр. 5
Закончить урок мне хочется словами Мицкевича
Как наша прожила б планета,
Как люди жили бы на ней
Без теплоты, магнита, света
И электрических лучей?
А. Мицкевич
7. Рефлексия
Проблемы экологического характера в электроэнергетике:
Широкое использование электроэнергии породило одну из проблем современной цивилизации – экологический кризис.
Все крупные электростанции оказывают разрушающее действие на окружающую среду
Тепловые электростанции сильно загрязняют воздух продуктами сгорания топлива. Кроме того, они приводят к тепловому загрязнению, т.к. тепловые двигатели, преобразующие энергию в механическую, нуждаются в постоянном охлаждении
Гидроэлектростанции работают за счет падения воды с большой высоты. Чтобы обеспечить эту высоту, на равнинных реках строят плотины, поднимающие уровень воды. Это приводит к затоплению огромных территорий, которые выводятся из землепользования. В образующихся искусственных водоемах уровень воды изменяется со временем, поэтому условия для жизни рыб и водорослей там весьма неблагоприятны.
Атомные электростанции приводят также к тепловому загрязнению. Но еще большую опасность представляет угроза аварий на таких электростанциях, при которых может произойти выброс радиоактивных веществ. Такие серьезные аварии происходили в разных странах в 70-80-х годах 20-го века, что существенно затормозило развитие атомной энергетики.
Приведенные выше экологические проблемы, а также ограниченность топливных ископаемых (например, по оценкам геологов, запасов нефти хватит меньше чем на сто лет) заставляют искать новые источники энергии (их называют альтернативными). К альтернативным источникам энергии можно отнести следующие:
7 731
4 647 
