Урок физики 11-го класса.

Тема: Производство  и использование электрической энергии.

Цель урока: изучение новой темы, формирование знаний о способах производства электрической энергии, уровне производства и потребления электроэнергии в России, демонстрация значения электрификации для развития и благополучия страны.

Задачи урока:

• образовательные: показать практическое применение закона электромагнитной индукции, способы передачи электроэнергии; изучить физические основы производства и использования электрической энергии;
• развивающая: формировать и развивать внимание, мышление и умение анализировать полученную информацию, видеть проявление изученных закономерностей в жизнедеятельности человека;
• воспитательная: организовать коммуникативное взаимодействие для приобретения обучающимися навыков самоорганизации.

Тип урока:изучение новой темы.

Методы обучения: словесный, наглядный, частично – поисковый.

Формы работы обучающихся: работа с текстом, заполнение обобщающей таблицы, диалог.

Необходимое техническое оборудование: урок проводится в кабинете, оснащённом компьютером, мультимедийным проектором.

Методическое сопровождение урока: презентация к уроку, видеофрагменты («ГЭС», «Как работает угольная ТЭС)

Структура и ход урока.

  Перечень используемых на данном уроке ЭОР.

                    Ход урока.

1. Организация начала урока (слайд 1)

                Как наша прожила б планета,

                Как люди жили бы на ней

                Без теплоты, магнита, света

                И электрических лучей?         

                                                                А.Мицкевич.

Вступительное слово учителя.

- Здравствуйте, ребята! Сегодня мы с вами поговорим о способах производства и передачи электрической энергии, о значении электрификации для нас с вами, для нашей страны. В основном в нашей стране производится переменный электрический ток.

-  Почему? Каковы преимущества переменного тока перед постоянным?

   ( заслушиваются ответы обучающихся)

- с какими источниками переменного тока вы знакомы?

( ответы учеников)

- каков принцип работы тех электростанций, которые вы мне назвали? А вы знаете,что, кроме тепловых электростанций (ТЭС), гидроэлектростанций (ГЭС) и атомных электростанций (АЭС), существуют ветро электростанции (ВЭС), геотермальные электростанции, солнечные электростанции (СЭС), электростанции с магнитогидродинамическим генератором, электрохимические, приливные электростанции и т.д.?

-А  как часто вам необходим  электрический ток?

( заслушиваются ответы обучающихся)

2. Целеполагание.

Обучающиеся формулирую цель и задачи урока, учитель демонстрирует на экране слайд с целью и задачами урока (слайд 2)

3. Усвоение новых  знаний и способов действий.

1. Рассказ учителя об электрификации России (слайды 3 - 6).      
2. Общая схема электрификации (слайды 7 – 9).
3. Источники электроэнергии (слайды 10 – 12).
4. Принцип работы ГЭС (слайд 13). Верхний левый угол – гиперссылка на видеофрагмент «ГЭС.

В гидроэлектростанции кинетическая энергия падающей воды используется для производства электроэнергии. Турбина и генератор преобразовывают энергию воды в механическую энергию, а затем - в электроэнергию. Турбины и генераторы установлены либо в самой дамбе, либо рядом с ней. Иногда используется трубопровод, чтобы подвести воду, находящуюся под давлением, ниже уровня дамбы или к водозаборному гидроузлу гидроэлектростанции. Мощность гидроэлектростанции определяется, прежде всего, по функции двух переменных: (1) расход воды, выраженный в кубических метрах в секунду (м³ /с), и (2) гидростатический напор, который является разностью высот между начальной и конечной точкой падения воды. Проект станции может основываться на одной из этих переменных или на обеих.

С точки зрения превращения энергии, гидроэнергетика - технология с очень высоким КПД, зачастую превышающем более чем в два раза КПД обычных теплоэлектростанций. Причина в том, что объем воды, падающий вертикально, несет в себе большой заряд кинетической энергии, которую можно легко преобразовать в механическую (вращательную) энергию, необходимую для производства электричества. Оборудование для гидроэнергетики достаточно хорошо разработано, относительно простое и очень надёжное. Поскольку никакая теплота в процессе не присутствует (в отличие от процесса горения), оборудование имеет продолжительный срок службы, редко случаются сбои. Срок службы ГЭС - более 50 лет. Многие станции, построенные в двадцатые годы ХХ века - первый этап расцвета гидроэнергетики - все еще в действии.

Так как всеми существенными рабочими процессами можно управлять и контролировать их дистанционно через центральный узел управления, непосредственно на месте требуется небольшой технический персонал. В настоящее время накоплен уже значительный опыт по работе гидроэлектростанции мощностью от 1 кВт до сотен МВт.

5. Принцип работы ТЭС (слайд 14). Верхний левый угол – гиперссылка на видеофрагмент «Как работает угольная ТЭС».

ТЭС.    Обозначения на рисунке:

• - устройство для охлаждения воды на электростанции атмосферным воздухом.

Котел паровой - закрытый агрегат для получения пара на электростанции посредством нагревания воды. Нагрев воду осуществляется посредством сжигания топлива (на саратовских ТЭЦ - газа).

• - линия электропередачи. Предназначена для передачи электричества. Различают воздушные ЛЭП (провода, протянутые над землей) и подземные (силовые кабели).

6. Принцип работы АЭС (слайд 15).

По сравнению с тепловыми и гидроэлектростанциями атомные электростанции имеют серьезные преимущества: они требуют малое количество топлива, не нарушают гидрологических режим рек, не выбрасывают в атмосферу загрязняющие ее газы. Основной процесс, идущий на атомной электростанции - управляемое расщепление урана-235, при котором выделяется большое количество тепла. Главная часть атомной электростанции - ядерный реактор, роль которого заключается в поддержании непрерывной реакции расщепления, которая не должна переходить в ядерный взрыв.

        Ядерное топливо - руда, содержащая 3% урана 235; ею заполняются длинные стальные трубки - тепловыделяющие элементы (ТВЭЛы). Если много ТВЭЛов разместить поблизости друг от друга, то начнется реакция расщепления. Чтобы реакцию можно было контролировать, между ТВЭЛами вставляют регулирующие стержни; выдвигая и вдвигая их, можно управлять интенсивностью распада урана-235. Комплекс неподвижных ТВЭЛов и подвижных регуляторов и есть ядерный реактор. Тепло, выделяемое реактором, используется для кипячения воды и получения пара, который приводит в движение турбину атомной электростанции, вырабатывающую электричество.

       Нарушение режима работы атомной электростанции грозит техногенной катастрофой - ядерным взрывом. Риск, связанный с эксплуатацией атомной электростанции, вызвал практически полное прекращение их строительства в США, Германии, Англии и Канаде; только Франция и Япония продолжают свои ядерные программы. Вместе с тем, основные мировые запасы ископаемого природного топлива, используемого в ТЭС (угля, нефти и газа), будут исчерпаны в XXI веке. Урановых месторождений хватит на гораздо более длительное время. Поэтому человечеству будет трудно обойтись без разработки максимально безопасных ядерных технологий. Вместе с тем, необходимо помнить, что отходы ядерных реакторов чрезвычайно опасны не только сами по себе, но и создают возможность взрыва. Поэтому развитию атомной индустрии должно сопутствовать (или даже предшествовать) открытие способов утилизации хранения или переработки ядерных отходов.

Обучающимся предлагается по ходу урока заполнять обобщающую таблицу:

4. Первичная проверка понимания.

В ходе данного этапа проводится корректировка заполнения таблицы обучающимися: ведётся опрос, в ходе которого обучающиеся заполняют пустые ячейки таблицы.

5. Подведение итогов урока.

Проводится анализ обобщающей таблицы с целью выявления наиболее экономичного и экологичного способа производства электрической энергии.

6. Формулировка домашнего задания.

Изучить §39. Подготовьте сообщение с сопроводительной презентацией по теме «Альтернативные виды получения электроэнергии» (слайд 16)

  Заполнить таблицу «Альтернативные источники энергии»

 (слайд17 - 20)

Демонстрируются электронные ресурсы, используемые при подготовке урока (слайд 21 – 23)

1. Мякишев Г.Я. Физика – 11/ Г. Я. Мякишев, Б.Б.Сотский, В.М.Чаругин. – М.: Просвещение, 2009.
2. Сборник задач по физике для 10-11 классов.

Интернет – ресурсы.

1. www.yaplakal.com/
2. www.ecoatominf.ru
3. http://geo.1september.ru
4. http://электростанция.рф
5. http://www.atomic-energy.ru
6. Иллюстрации с Яндекс. Видео по запросу «Производство и использование электроэнергии».