Разработка урока физики по теме "Производство, передача и использование электроэнергии. Проблемы энергосбережения"
план-конспект урока на тему

Урок физики по теме:

 «Производство, передача и использование электрической энергии. Проблемы энергосбережения»

Цели урока:

Обучающая: сформировать представление о видах электростанций, их достоинствах и недостатках, передаче и использовании электроэнергии;

Развивающая: развивать экономическое и экологическое мышление, учить                 анализировать;

Воспитательная: воспитывать экологическую, экономическую, информационную, коммуникативную культуру обучающихся.

Тип урока: объяснение нового материала.

Оборудование: генератор, трансформатор демонстрационный, схемы, плакаты, таблицы по теме, портреты ученых-физиков ( Яблочков П. Н., Майкл Фарадей).

Ход урока:

1.Организация начала урока. Проверка готовности обучающихся.

2.Проверка выполнения домашнего задания. Вопросы для фронтального опроса.

-Какие устройства вырабатывают электрический ток?

-Каково назначение и устройство генератора переменного тока?

-На каком явлении основана работа генератора?

-В чём суть явления электромагнитной индукции? Кем и когда оно было открыто?

-Каково назначение и устройство трансформатора? Показать на макете.

 3. Усвоение новых знаний.

Учитель: Сегодня  на уроке мы  затронем вопросы  получения, передачи и использования электроэнергии, а также связанные с ними экологические проблемы человечества.

В настоящее время уровень производства и потребления энергии - один из важнейших показателей развития производственных сил современного общества. Ведущую роль играет электроэнергия – самая универсальная и удобная для использования форма энергии. Её можно передавать по проводам на огромные расстояния с малыми потерями и удобно распределять между потребителями. Электроэнергию легко превратить в другие формы (внутреннюю, механическую, энергию света и др.) с помощью достаточно простых устройств. Производится электроэнергия на электрических станциях в основном с помощью электромеханических индукционных генераторов. Основные типы электростанций – это тепловые (ТЭС), гидроэлектрические (ГЭС) и атомные (АЭС), которые имеют свои технико-экономические особенности и факторы размещения.

Обучающиеся подготовили сообщения о каждом типе электростанций. Давайте дадим им слово.

1-й обучающийся. Сообщение о ТЭС и ТЭЦ (теплоэлектроцентрали).

2-й обучающийся. Сообщение о ГЭС.

3-й обучающийся. Сообщение о АЭС (преимущества и недостатки).

Учитель: Работу АЭС и устройство ядерных реакторов мы будем детально изучать в разделе «Ядерная физика». Существуют и так называемые нетрадиционные источники энергии. Это гелиоэнергетика, ветроэнергетика, приливные станции. Доля вырабатываемой на них энергии незначительна. Но учёные считают, что это энергетика будущего.Главным потребителем электроэнергии является промышленность. Крупным потребителем является транспорт. Большая часть используемой электроэнергии превращается в механическую. Почти все механизмы в промышленности приводятся в движение электродвигателями. Они удобны, компактны, допускают возможность автоматизации производства. Города, села, деревни получают электроэнергию для производственных и бытовых нужд. Современная цивилизация немыслима без широкого использования электроэнергии. Потребители  электроэнергии имеются повсюду, а производится она в сравнительно немногих местах, близких к источникам топливо- и гидроресурсов. По этой причине возникает необходимость в передаче энергии на большие расстояния. Передача энергии связана с заметными потерями. Дело в том, что электрический ток нагревает провода линий электропередач. В соответствии с законом Джоуля-Ленца энергия, расходуемая на нагрев проводов, определяется формулой: Q=I2*R*t, где R- сопротивление линии. При очень большой длине линии передача энергии может стать экономически невыгодной. Значительно снизить сопротивление линии практически весьма трудно. Поэтому приходится уменьшать силу тока. Так как мощность равна произведению силы тока на напряжение, то для сохранения передаваемой мощности повышают напряжение. Между тем, генераторы переменного тока строят на напряжения, не превышающие 16-20 кВ. Более высокое напряжение потребовало бы принятия сложных мер для изоляции обмоток и других частей генератора. Поэтому на крупных электростанциях ставят повышающие трансформаторы. Трансформатор увеличивает напряжение во столько раз, во сколько уменьшает силу тока. Для непосредственного использования электроэнергии потребителями напряжение на концах линии понижают. Обычно понижение напряжения и соответственно увеличение силы тока происходит в несколько этапов (показываю на схеме). Электростанции ряда районов страны связаны высоковольтными линиями электропередач, образуя Единую энергосистему (ЕЭС), которая даёт возможность сгладить «пиковые» нагрузки потребления энергии в утренние и вечерние часы.  

Потребность в электроэнергии постоянно увеличивается. Удовлетворить её можно двумя способами. С одной стороны можно увеличить число электростанций. Однако их строительство требует времени и затрат. Но есть и другой способ, который заключается в эффективном использовании электроэнергии, возможности для которого имеются. В настоящее время разработаны и применяются энергосберегающие лампы, которые потребляют на 80% меньше электроэнергии, чем традиционные лампы накаливания. Простые меры экономии электроэнергии способны дать немалый эффект.

 4.Закрепление полученных знаний. Обсуждаемые вопросы:

-Можете ли вы привести примеры машин и механизмов, в которых бы совершенно не использовался электрический ток?

-Находились ли вы возле генератора электрического тока на расстоянии, не превышающем 100 метров?

-Чего лишились бы жители большого города при аварии электрической сети?

Решение задачи №7 из упражнения 5 учебника физики для 11 кл. п/р Г.Я.Мякишева, Б.Б.Буховцева.

Решение олимпиадной задачи: Хватит ли энергии, вырабатываемой ГЭС, чтобы нагреть до кипения воду, проходящую через её турбины?

 5.Подведение итогов урока. Рефлексия. Выставление оценок.

 6.Информация о домашнем задании, инструкция о его выполнении.

а)Повторить конспект урока;

б)Продумать план проекта «Способы уменьшения расхода электроэнергии у себя дома»;

в)Подготовить сообщение «Энергетика и охрана окружающей среды» (по желанию).