2025--2026年人教版高中物理必修3 第12章 第1节 电路中的能量转化 教学设计（表格式）

电路中的能量转化 教学设计 课题 电路中的能量转化 单元 12 学科 物理 年级 高二 教材 分析 本节课所采用的教材是人教版高中物理必修3第12章第1节的内容, 本节从能量转化的角度理解电功和电热，区分纯电阻电路与非纯电阻电路，教科书没有通过实验归纳引入焦耳定律，而是从能量守恒定率分析得出的。这里又一次应用了功能关系的思想。焦耳定律是一个定量的、严谨的、逻辑性非常强的物理规律，它是能量守恒定律在电能和热能转换中的体现，因此本节在电学中的地位举足轻重．对于电路中电阻将从电源获得的能量全部转化为内能的纯电阻电路，学生能够很好地掌握焦耳定律的计算．而对于非纯电阻电路，学生在学习的过程中有一定的难度，通过学习焦耳定律的理论推导，学生合作学习可以突破这个难点． 教学目标与核心素养 一、教学目标 1．理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，理解电功的公式，能进行有关的计算。 2．理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。 3．知道电功率和热功率的区别和联系。 4．通过推导电功的计算公式和焦耳定律，培养分析、推理能力。 二、核心素养 物理观念：焦耳定律是能量守恒定律在电能和热能转换中的体现，能量观念 科学思维：通过对电动机电路的探究，提高学生的分析论证能力，在教学中培养学生归纳、总结的科学思维方法． 科学探究：通过分组实验，培养学生主动观察、分析和总结的能力． 科学态度与责任：通过本节教学，让学生体会到探索自然规律的科学态度． 重点 电功和电功率的公式，焦耳定律内容。 难点 怎样求电动机的电流和绕线电阻及电动机中的热能。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 现代生活中随处都可以见到用电设备和用电器，那么，你知道这些用电器中的能量是怎样转化的吗？ 出示图片:电热水壶 电热水壶通电时，电能转化为内能。 出示图片:电动机 电动机通电时，电能转化为机械能 出示图片:蓄电池 蓄电池充电时，电能转化为化学能。 那么，你知道电能转化为其他形式的能，是通过什么做功来实现的吗？ 观察图片说出能量转化 通过回忆初中知识回答问题为本节知识做铺垫 讲授新课 一、电功和电功率 1.电功 （1）电场力(或电流)所做的功叫做电功。电能转化为其他形式的能，是通过电流做功来实现的。 （2）电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做功。 自由电荷在静电力的作用下做定向移动，结果电荷的电势能减少，其他形式的能增加。 （3）试推导电功的表达式 问题：如图表示一段电路，这段电路两端的电势差是 U，电路中的电流为 I，电荷从左向右定向移动，你能表示出t这段时间内静电力做的功吗？ 解：这段时间内通过这段电路任一截面的电荷量为q ＝ It 静电力做的功就是W＝Uq ＝UIt ①电功的定义式：W=IUt 上式表示电流在一段电路中所做的功，等于这段电路两端的电压 U、电路中的电流 I、通电时间 t 三者的乘积。 注意：公式适用于一切电路； U、I对应同一段电路。 ②单位：焦(J) 千瓦时(kW·h). 1kW·h＝3.6×106J ③电功是电能转化为其他形式能的量度。 2.电功率 （1）电流在一段电路中所做的功与通电时间之比叫作电功率，用 P 表示。 （2）电功率公式：P ＝ UI 电流在一段电路中做功的功率 P 等于这段电路两端的电压 U 与电流 I 的乘积。 （3）单位：瓦特（W）、千瓦（kw） 二、焦耳定律 我们知道能量在相互转化或转移的过程中是守恒的，下面我们应用能量守恒定律分析电路中的能量转化问题。 思考：电流通过电热水器中的电热元件做功时，电路中的能量发生了怎样转化？ 电路中的电能全部转化为导体的内能，所以电流在这段电路中做的功 W ＝ UIt，等于这段电路产生的热量 Q。 即：Q ＝ W= UIt （1） 由欧姆定律 U ＝ IR （2） 由 ... ...