2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十二章電能能量守恒定律第一節(jié)電路中的能量轉(zhuǎn)化教案新人教版必修3

PAGE5-第1節(jié)電路中的能量轉(zhuǎn)化教學(xué)設(shè)計(jì)問題與目標(biāo)1．理解電功和電功率的概念，知道電流做功的實(shí)質(zhì)．2．理解焦耳定律的概念，會(huì)區(qū)分純電阻電路和非純電阻電路．3．理解電功率和熱功率．4．會(huì)從能量轉(zhuǎn)化與守恒角度看電路中的能量轉(zhuǎn)化．重點(diǎn)與難點(diǎn)1．理解電功和電功率的概念，知道電流做功的實(shí)質(zhì)．(重點(diǎn))2．理解電功和電熱的區(qū)分，會(huì)區(qū)分純電阻電路和非純電阻電路．(難點(diǎn))3．理解電功率和熱功率．(重點(diǎn))4．會(huì)從能量轉(zhuǎn)化與守恒角度看電路中的能量轉(zhuǎn)化．(難點(diǎn))教學(xué)打算老師要求教學(xué)課件，用電器（帶有銘牌）學(xué)生要求復(fù)習(xí)初中有關(guān)電功和電功率的學(xué)問，預(yù)習(xí)本節(jié)課程。教學(xué)過程一、導(dǎo)入新課初中我們學(xué)習(xí)了家庭電路有關(guān)的學(xué)問，了解了各種用電器在運(yùn)用的過程中，是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。這個(gè)過程是通過電流做功來實(shí)現(xiàn)的。那么電流做功的實(shí)質(zhì)又是什么呢？二、新課教學(xué)1.電功和電功率我們知道電流是電荷定向移動(dòng)產(chǎn)生的，那電流在做功的時(shí)候，就是靜電力在做功；導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)對(duì)自由電荷的靜電力使自由電荷做定向移動(dòng)，電勢(shì)能削減，其他形式的能量增加。電路中電荷沿著一個(gè)方向定向移動(dòng)，他們經(jīng)過這段電路的時(shí)間記為t。依據(jù)已學(xué)的學(xué)問，在這段時(shí)間內(nèi)通過這段電路隨意界面的電荷量為假如這段電路兩端電勢(shì)差為，靜電力做的功就是單位：國際單位制單位焦耳，符號(hào)。電流在一段電路中所做的功與通電時(shí)間之比叫作電功率，用表示，由，進(jìn)而得到單位：瓦特，符號(hào)。公式表示，電流在一段電路中做功的功率等于這段電路兩端的電壓與電流的乘積。2.焦耳定律依據(jù)能量轉(zhuǎn)化過程中的守恒，電能轉(zhuǎn)化為其它能量的時(shí)候，分為兩種電路：純電阻電路和非純電阻電路。純電阻電路：電路中只有電阻元件（電阻、電烙鐵、白熾燈）非純電阻電路：電路中除電阻外，還包括能把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的用電器（電動(dòng)機(jī)、吹風(fēng)機(jī)）當(dāng)計(jì)算非純電阻電路時(shí)：當(dāng)計(jì)算純電阻電路時(shí)：即，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時(shí)間成正比。由于,所以此時(shí)電功率就是電流通過導(dǎo)體發(fā)熱的功率所以，電路中產(chǎn)生的電熱與電阻有關(guān)3.電路中的能量轉(zhuǎn)化同學(xué)們來視察用電器的銘牌，可以看出來，每個(gè)用電器的銘牌上都標(biāo)著用電器的額定功率。若電動(dòng)機(jī)的消耗的功率為，電動(dòng)機(jī)對(duì)外輸出功率為，另外電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)也會(huì)有能量損失，對(duì)應(yīng)的功率為，他們之間滿意若電機(jī)兩端的電壓為，通過電動(dòng)機(jī)線圈的電流為，電動(dòng)機(jī)工作一段時(shí)間后，外殼是熱的，說明工作時(shí)有電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。若電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為，則綜上，三、課堂小結(jié)這堂課學(xué)習(xí)了有關(guān)電功和電功率的公式，從純電阻電路和非純電阻電路兩個(gè)角度分析。四、作業(yè)設(shè)計(jì)完成課本第82頁練習(xí)題。課堂練習(xí)例1.一電飯煲和一洗衣機(jī)并聯(lián)接在輸出電壓為220V的溝通電源上，均正常工作。用電流表分別測(cè)得通過電飯煲的電流是5.0A，通過洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)的電流是0.50A，則下列說法正確的是()A.電飯煲的電阻為，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為B.電飯煲的電功率為1555W，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為155.5WC.1min內(nèi)，電飯煲消耗的電能為，洗衣機(jī)消耗的電能為D.電飯煲發(fā)熱功率是洗衣機(jī)發(fā)熱功率的10倍答案：C解析：電飯煲電阻，電功率，每分鐘消耗的電能；洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)線圈電阻無法確定，也無法確定其發(fā)熱功率，洗衣機(jī)電功率，每分鐘消耗的電能，故選項(xiàng)C正確，ABD錯(cuò)誤。例2.對(duì)電功及焦耳定律公式的理解正確的是()A.焦耳定律適用于一切電路的焦耳熱的求解B.電功公式、焦耳定律公式都適合于任何電路，因此W肯定等于QC.非純電阻電路中的電功可能等于焦耳熱D.電功的另一表達(dá)式只適用于純電阻電路答案：AD解析：任何電路的焦耳熱的求解都可用焦耳定律求解，A正確；B選項(xiàng)中的兩個(gè)公式均適合于任何電路，但W不肯定等于Q，B錯(cuò)誤；非純電阻電路中的電功肯定大于焦耳熱，C錯(cuò)誤；只適用于純電阻電路，D正確。例3.掃地機(jī)器人是智能家用電器的一種，它利用自身攜帶的小型吸塵部件進(jìn)行吸塵清掃，如圖為某掃地機(jī)器人，已知其電池容量，額定工作電壓，額定功率，則下列說法正確的是()A．掃地機(jī)器人的電阻是B．掃地機(jī)器人正常工作時(shí)的電流是C．題中“”是能量的單位D．掃地機(jī)器人充溢電后一次工作時(shí)間約為答案：B解析：A.掃地機(jī)器人是非純電阻用電器，歐姆定律不適用，無法計(jì)算掃地機(jī)器人的電阻，故A錯(cuò)誤；B.由可得,掃地機(jī)器人正常工作時(shí)的電流：，故B正確；C.是電流的單位，h是時(shí)間的單位，由可知，“”是電荷量的單位，故C錯(cuò)誤；D.由可得,掃地機(jī)器人充溢電后一次工作時(shí)間：，故D錯(cuò)誤。例4.一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)所加電壓為U，電流為I，線圈內(nèi)阻為R，當(dāng)它工作時(shí)，下述說法中錯(cuò)誤的是（）A．電動(dòng)機(jī)的輸入功率為IUB．電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為C．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為D．電動(dòng)機(jī)的功率可寫作答案：D解析：A、電動(dòng)機(jī)的總功率為P=UI，故A正確；B、電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率，依據(jù)焦耳