12.1 电路中的能量转化（教学设计）- 【上好课】高二物理同步高效课堂（人教版2019必修第三册）

第1节　电路中的能量转化 教学设计 备课人 学科 物理 课题 电路中的能量转化 教学内容分析 本章是恒定电流的第二部分，是从能量的角度研究电路的特点和规律。 本节与初中物理电学部分有较多的关联，学生在电功、电功率、焦耳定律等知识点上都在初中有所涉及。但与初中的内容相比，本节在介绍这些知识点时，是在静电场的基础上进行更为理论的推导，并对纯电阻电路和非纯电阻电路进行了更加细致、定量地分析，以电动机为例，引导学生对其能量的转化进行了讨论。本节课涉及的公式较多，需要在教学过程中娓娓道来，逐一明确其来源、适用范围。 学情分析 学生通过初中物理课的学习，已经对电功、电功率、焦耳定律等有了一定的了解，但从静电场的能量角度阐释这些内容，学生仍存在知识点灵活运用的问题。同时，在对以电动机为例的非纯电阻电路进行研究时，学生也容易混淆输入功率、输出功率、热功率等概念。 教学目标 1、通过实例分析，理解电能转化为其他形式的能是通过电流做功来实现的，加深对功与能量转化关系的认识。 2、通过推导电功公式和焦耳定律，理解电功、电功率和焦耳定律，能用焦耳定律解释生产、生活中的相关现象。 3、从能量的转化和守恒角度分析非纯电阻电路中的能量转化，理解电功和电热的区别和联系。 4、联系生活中的电风扇、空调、电动机等电器设备，体会能量转化与守恒思想，增强理论联系实际的意识。 教学 重难点 教学重点： 电功概念的建立和理解。 教学难点： 对包含电动机的电路中的能量转化的实例分析。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 新课导入 【提问】现代生活中随处都可以见到用电设备和用电器，例如电灯、电视、电热水壶、电动汽车等。那么，你知道这些用电器中的能量是怎样转化的吗？ 思考。 从能量角度对生活中常见的用电器提出问题，引发学生思考。 环节一 电功和 电功率 【提问】电热水壶、电动机通电时，手机电池充电时，能量是怎样转化的？ 【提问】电能转化为其它形式的能，是怎样实现的？ 【提问】电流做功的实质是什么？ 提示：结合静电场知识思考。 【讲述】电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流的功。 【提问】电流做功的计算式是什么？ 【提问】怎样利用高中阶段所学的知识推导这一计算式？ →W＝UIt适用于一切电路。 【提问】电功的物理意义是什么？ 【提问】由计算式，电功的决定因素有哪些？ 【提问】电功是矢量还是标量？ 【提问】电功的单位有哪些？怎样换算？ 【提问】电功的大小怎样测量？ 【提问】不同用电器做功的快慢不同，如何描述电流做功的快慢？ 【提问】电功率的定义、定义式是什么？ →适用于一切电路。 【提问】电功率是矢量还是标量？ 【提问】电功的单位有哪些？怎样换算？ 【提问】电功率的大小怎样测量？ 【提问】什么是额定电压、额定功率、实际电压、实际功率？ 思考并回答： 电热水壶通电时，电能转化为内能。 手机电池充电把电能转化成化学能。 电动机通电时把电能转化为机械能。 思考并回答： 电能转化为其它形式的能，是通过电流做功来实现的。 思考并回答： 电流做功的实质：恒定电场对自由电荷的静电力作正功，电势能减小，其它形式的能增加。 思考并理解。 回忆并作答： W＝UIt 思考并回答： 由q＝It、W＝Uq可推得W＝UIt 思考并回答： 电功是表示量度电能转化为其它形式的能的多少的物理量。 思考并回答： 电功与通过用电器的电量（通过用电器的电流和通电时间）和用电器两端的电压成正比。 思考并回答： 标量。 思考并回答： 国际单位：焦耳（J） 常用单位：千瓦时（kWh） 换算： 1kWh＝3.6×106J 思考并回答： 用电能表测量； 用伏安法测量。 思考并回答： 用电功与时间的比值，即电功率来描述。 思考并回答： 定义：单位时间内电流所做的功。（比值定义法） 定义式： 思考并回答： 标量。 思考并回答： 国际单位：瓦特（W） 常用单位：千瓦（kW） 换算：1kW＝103W 思考并回答： 伏安法测量电功率。（电压表和电流表） 思考并回答： 额定电压：用电器正常工作时电压（铭牌上标出的电压） 额定功率：用电器在额定电压下的功率（铭牌上标出的功率） 实际电压：用电器实际工作时的电压 实际功率：用电器在实际电压下的功率 从能量的角度提出实际问题，直接将对电功等概念的介绍提升到能量的高度，明确主题。 定性分析能量的转化过程，为定量研究做铺垫。 结合前面静电场的知识，讨论电流做功的本质，帮助学生在初中学习的基础上，对电功有更准确的认识。 从前面学习的公式出发推导电功的计算式，进一步帮助学生建立起新旧知识的关联。 完善学生对电功概念的认知。 在电功的基础上引出对电功率的研究。 完善学生对电功率的认知。 复习初中学习过的知识，