12.1 电路中的能量转化 教学设计-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

课题

电路中的能量转化

单元

第十二章

学科

物理

年级

高二

教材内容分析

人教版必修第三册第十二章第1节，教材正文79—82页，教师用书108—112页。由用电器的能量转化引入，从静电力做功推导电功，借能量守恒建立纯电阻电热关系，再分析电动机。闭合电路欧姆定律留待下一节。教参建议1课时；课堂以三条主线为核心，延伸例题可按学生进度选用。

新课标要求

依据《普通高中物理课程标准（2017年版2025年修订）》3.2.5：理解电功、电功率及焦耳定律，解释生产生活中的电热现象；结合3.2.6落实安全和节约用电。

学习目标

1. 能从静电力做功推导电功公式，说明电功与电能转化的关系。
2. 能区分电功率与热功率，说明焦耳定律的适用对象和公式条件。
3. 能分析电动机的输入、发热与输出功率，并用能量守恒求解。
4. 能在充电、电热和电动机情境中选择公式，检查计算结果是否合理。

学情分析

学生已有静电力做功、欧姆定律、串并联与机械功率基础。重点诊断把电功等同于电热、把电动机总电压直接除以线圈电阻求工作电流、混淆输入和输出功率等问题。

重点

电功的物理意义与推导；电功和焦耳热的区别；用能量守恒分析电动机。

难点

区分电功率、热功率和机械输出功率；辨清纯电阻代入式与一般电热公式的条件；识别可忽略的损耗。

材料准备

投影设备、原课件中的用电器照片、原液面比较实验图及原提升重物图。可用安全低压电热演示作辅助；不把市电堵转作为演示，不编造实测数据。

教学过程

1.同样消耗电能，去向是否相同

电热水壶、电视等用电器工作时，电能去了哪里？
电流做功的多少与产生的热量一定相同吗？

观察给定材料、解释能量去向，独立推理后与预期答案比较。

从现象与问题进入规律，保持场与路、功与能的联系。

2.学习目标

1. 能从静电力做功推导电功公式，说明电功与电能转化的关系。
2. 能区分电功率与热功率，说明焦耳定律的适用对象和公式条件。
3. 能分析电动机的输入、发热与输出功率，并用能量守恒求解。
4. 能在充电、电热和电动机情境中选择公式，检查计算结果是否合理。

观察给定材料、解释能量去向，独立推理后与预期答案比较。

从现象与问题进入规律，保持场与路、功与能的联系。

3.电能怎样转化为其他形式的能

电炉通电、电动机转动、蓄电池充电，分别发生什么能量转化？
答案：分别主要转化为内能、机械能和化学能。
电能转化为其他形式能，是通过电流做功实现的。

观察给定材料、解释能量去向，独立推理后与预期答案比较。

从现象与问题进入规律，保持场与路、功与能的联系。

4.从电荷移动推导电流做功

一段电路两端电压为，电流为，通电时间为。
通过任一截面的电荷量是多少？静电力做功多少？
答案：，。
电功度量这段时间内电能转化为其他形式能的多少。

观察给定材料、解释能量去向，独立推理后与预期答案比较。

从现象与问题进入规律，保持场与路、功与能的联系。

5.“电流做功”的实质是什么

自由电荷在导体中定向移动时，是什么力在做功？
电荷的电势能及其他形式的能如何变化？
答案：恒定电场对自由电荷的静电力做功；
电势能减少，其他形式的能增加。恒定U、I时用。

观察给定材料、解释能量去向，独立推理后与预期答案比较。

从现象与问题进入规律，保持场与路、功与能的联系。

6.怎样描述电能转化的快慢

同样消耗电能，用电器完成转化的时间可能不同。
如何用一个量描述电流做功的快慢？
答案：，单位瓦特（W）。
功率描述快慢，不等于累计消耗的电能。

观察给定材料、解释能量去向，独立推理后与预期答案比较。

从现象与问题进入规律，保持场与路、功与能的联系。