12.1电路中的能量转化-教学设计（表格式）

教学设计 课程基本信息 学科 物理 年级 高二 学期 春季 课题 第1节 电路中的能量转化 教学目标 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。 推导得到电功、电功率、电热、热功率公式，理解电功、电功率和焦耳定律。 分别从实验和能量的转化、守恒角度分析纯电阻元件和非纯电阻元件电功和电热关系，从而得到相应规律。 教学内容 教学重点： 1.电功概念的建立。 2.电功的理解。 教学难点： 1.对包含电动机的电路中的能量转化的实例分析。 2.纯电阻电路和非纯电阻电路的电功与电热关系，以及欧姆定律是否适用。 教学准备：多媒体课件、数字电压电流双线表、滑动变阻器、小电动机、电源、开关。 学生准备：课前预习教材、复习初中已学过的电学知识。 教学过程 【课堂导入】 列举生活中几种常见的用电器，并分析各种用电器中的能量是怎样转化的，激发学生兴趣和思考。 出示图片:电热水壶 电饭煲 电暖器 它们都是将电能转化为内能。 出示图片:电风扇 洗衣机 电吹风 它们都有电动机，电动机通电发生转动时，电能要转化为机械能 但同时电机内部也要发热，产生内能 出示图片：新能源车充电，充电过程电能转化为化学能，同时要发热， 也会产生内能 这些用电器都是将电能转化为其他形式的能，那么电能是如何转化为其他形式的能的呢？ 【探究一】：电能是如何转化为其他形式的能 功是能量转化的量度，有能量发生转化就对应有某个力做功。 物体重力势能有变化，一定对应重力做功。 弹性势能有变化，对应弹力做功。 动能有变化，对应合力做功。 那么电能变化，对应的是什么力做功呢？ 给导体加上电压，导体中就会产生电场，自由电子在电场的作用下会受到电场力，在电场力的作用下发生定向移动从而形成电流，可见电能的转化是通过电场力对电荷做功产生的。 得到电功的概念、公式和单位 通过介绍炖锅的块炖和慢炖按钮，发现需要描述电流做功快慢的物理量，因此引入电功率。得到电功率的定义、物理意义、表达式和单位。 【探究二】：电流通过用电器产生的热量如何计算 英国物理学家焦耳用了40年时间，研究功和热的关系，他做了400多次实验，在1841年得到了焦耳定律。得到焦耳定律和电热、热功率的表达式 对电功和电热的进一步理解。 电功就是 消耗电能的量度 W=UIt 电热：消耗电能产生热的量度 Q=I2Rt 看来电功和电热是有区别的，那么它们会有相等情况吗？它们的计算公式是否可以通用呢？ 【教学反馈】 1.电风扇火灾原因解释 以电风扇为例，进行实验研究，从数据中我们发现，电风扇叶片卡住后电流会增大很多，电风扇的电功率P会变大很多。卡住后电风扇的电功全部变成电热，发热多，温度高，电机烧坏，还可能引发火灾。 2.电风扇转动和卡住情况下电功率和热功率对比 从数据中我们发现 电动机转动的时候P电>P热 电动机不转动时，P电=P热 3.电风扇转动和卡住时欧姆定律是否适用 从数据中我们发现叶片不转动时， 电动机转动的时候P电>P热 , R<欧姆定律不适用 电动机不转动时，P电=P热 ，R=欧姆定律适用 4.得到纯电阻元件和非纯电阻元件规律 纯电阻元件：电能全部转化为内能 W=Q P电=P热 I= (欧姆定律适用） W=Q=UIt=I2Rt 非纯电阻元件：电能部分转化为内能 W=Q+E其他 P电>P热 UI>I2R I< (欧姆定律不适用） W=UIt Q=I2Rt P电=UI P热=I2R 5.输出功率的计算、机械效率的计算 P出=P电-P热 η= 【课堂小结】 备注：教学设计应至少含教学目标、教学内容、教学过程等三个部分，如有其它内容，可自行补充增加。 ... ...