資源簡介

教學設計
課程基本信息
學科 物理 年級 高二 學期 春季
課題 第1節 電路中的能量轉化
教學目標
通過實例分析，理解電能轉化為其他形式的能是通過電流做功來實現的，加深對功與能量轉化關系的認識。 推導得到電功、電功率、電熱、熱功率公式，理解電功、電功率和焦耳定律。 分別從實驗和能量的轉化、守恒角度分析純電阻元件和非純電阻元件電功和電熱關系，從而得到相應規律。
教學內容
教學重點： 1.電功概念的建立。 2.電功的理解。 教學難點： 1.對包含電動機的電路中的能量轉化的實例分析。
2.純電阻電路和非純電阻電路的電功與電熱關系，以及歐姆定律是否適用。 教學準備：多媒體課件、數字電壓電流雙線表、滑動變阻器、小電動機、電源、開關。
學生準備：課前預習教材、復習初中已學過的電學知識。
教學過程
【課堂導入】 列舉生活中幾種常見的用電器，并分析各種用電器中的能量是怎樣轉化的，激發學生興趣和思考。 出示圖片:電熱水壺 電飯煲 電暖器 它們都是將電能轉化為內能。 出示圖片:電風扇 洗衣機 電吹風 它們都有電動機，電動機通電發生轉動時，電能要轉化為機械能 但同時電機內部也要發熱，產生內能 出示圖片：新能源車充電，充電過程電能轉化為化學能，同時要發熱， 也會產生內能 這些用電器都是將電能轉化為其他形式的能，那么電能是如何轉化為其他形式的能的呢？ 【探究一】：電能是如何轉化為其他形式的能 功是能量轉化的量度，有能量發生轉化就對應有某個力做功。 物體重力勢能有變化，一定對應重力做功。 彈性勢能有變化，對應彈力做功。 動能有變化，對應合力做功。 那么電能變化，對應的是什么力做功呢？ 給導體加上電壓，導體中就會產生電場，自由電子在電場的作用下會受到電場力，在電場力的作用下發生定向移動從而形成電流，可見電能的轉化是通過電場力對電荷做功產生的。 得到電功的概念、公式和單位 通過介紹燉鍋的塊燉和慢燉按鈕，發現需要描述電流做功快慢的物理量，因此引入電功率。得到電功率的定義、物理意義、表達式和單位。 【探究二】：電流通過用電器產生的熱量如何計算 英國物理學家焦耳用了40年時間，研究功和熱的關系，他做了400多次實驗，在1841年得到了焦耳定律。得到焦耳定律和電熱、熱功率的表達式 對電功和電熱的進一步理解。 電功就是 消耗電能的量度 W=UIt 電熱：消耗電能產生熱的量度 Q=I2Rt 看來電功和電熱是有區別的，那么它們會有相等情況嗎？它們的計算公式是否可以通用呢？ 【教學反饋】 1.電風扇火災原因解釋 以電風扇為例，進行實驗研究，從數據中我們發現，電風扇葉片卡住后電流會增大很多，電風扇的電功率P會變大很多。卡住后電風扇的電功全部變成電熱，發熱多，溫度高，電機燒壞，還可能引發火災。 2.電風扇轉動和卡住情況下電功率和熱功率對比 從數據中我們發現 電動機轉動的時候P電>P熱 電動機不轉動時，P電=P熱 3.電風扇轉動和卡住時歐姆定律是否適用 從數據中我們發現葉片不轉動時， 電動機轉動的時候P電>P熱 , R<歐姆定律不適用 電動機不轉動時，P電=P熱 ，R=歐姆定律適用 4.得到純電阻元件和非純電阻元件規律 純電阻元件：電能全部轉化為內能 W=Q P電=P熱 I= (歐姆定律適用） W=Q=UIt=I2Rt 非純電阻元件：電能部分轉化為內能 W=Q+E其他 P電>P熱 UI>I2R I< (歐姆定律不適用） W=UIt Q=I2Rt P電=UI P熱=I2R 5.輸出功率的計算、機械效率的計算 P出=P電-P熱 η= 【課堂小結】
備注：教學設計應至少含教學目標、教學內容、教學過程等三個部分，如有其它內容，可自行補充增加。

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