2024-2025學(xué)年新教材高中物理 第十二章 電能 能量守恒定律 1 電路中的能量轉(zhuǎn)化教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版必修3

2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十二章電能能量守恒定律1電路中的能量轉(zhuǎn)化教學(xué)設(shè)計(jì)新人教版必修3科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十二章電能能量守恒定律1電路中的能量轉(zhuǎn)化教學(xué)設(shè)計(jì)新人教版必修3教材分析親愛的同學(xué)們，今天我們要一起探索物理世界中的神秘力量——電能和能量守恒定律。這是我們高中物理必修3中非常精彩的一章內(nèi)容，它將帶我們走進(jìn)電路的奇妙世界，感受能量轉(zhuǎn)化的奧秘。在這一章中，我們將學(xué)習(xí)到電路中的能量是如何轉(zhuǎn)化和守恒的，這對(duì)于我們理解生活中的各種電器工作原理非常有幫助哦！??核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解釋實(shí)際現(xiàn)象的能力，如分析電路中能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程。

2.提升學(xué)生科學(xué)思維能力，通過(guò)能量守恒定律的學(xué)習(xí)，訓(xùn)練學(xué)生的邏輯推理和數(shù)學(xué)建模能力。

3.強(qiáng)化學(xué)生的探究精神，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)和觀察，親自體驗(yàn)電路中能量轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象。

4.增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，認(rèn)識(shí)到電能的合理利用對(duì)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的重要性。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：

1.電路中電能的轉(zhuǎn)化形式：重點(diǎn)理解電能如何轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，如熱能、光能等。

2.能量守恒定律在電路中的應(yīng)用：重點(diǎn)掌握如何運(yùn)用能量守恒定律分析電路中的能量變化。

難點(diǎn)：

1.電路復(fù)雜情況下的能量轉(zhuǎn)化分析：難點(diǎn)在于如何處理電路中多個(gè)元件同時(shí)工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題。

2.能量守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)：難點(diǎn)在于將能量守恒定律轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)方程，并進(jìn)行計(jì)算。

解決辦法：

1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示和實(shí)際案例，幫助學(xué)生直觀理解電能的轉(zhuǎn)化過(guò)程。

2.引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)小組討論和合作，共同解決復(fù)雜電路中的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題。

3.結(jié)合具體實(shí)例，指導(dǎo)學(xué)生如何將能量守恒定律轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)方程，并教授解決方程的方法。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有一本新人教版物理必修3教材，以便課堂講解和課后復(fù)習(xí)。

2.輔助材料：準(zhǔn)備電路圖、能量轉(zhuǎn)化過(guò)程的動(dòng)畫視頻、相關(guān)物理實(shí)驗(yàn)的圖片等多媒體資源，幫助學(xué)生直觀理解。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備電源、電阻、開關(guān)、電燈、導(dǎo)線等實(shí)驗(yàn)器材，用于演示電路中的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，確保每組學(xué)生都有足夠的空間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和討論。教學(xué)實(shí)施過(guò)程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過(guò)在線平臺(tái)或班級(jí)微信群，發(fā)布預(yù)習(xí)資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求，特別是對(duì)電路中能量轉(zhuǎn)化的基本概念和能量守恒定律的基本原理進(jìn)行預(yù)習(xí)。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問(wèn)題：圍繞“電路中的能量轉(zhuǎn)化”，設(shè)計(jì)問(wèn)題如“電能是如何轉(zhuǎn)化為熱能的？”和“能量守恒定律在電路中如何體現(xiàn)？”引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過(guò)平臺(tái)數(shù)據(jù)和學(xué)生反饋，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保預(yù)習(xí)效果。

學(xué)生活動(dòng)：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生根據(jù)預(yù)習(xí)要求，自主閱讀預(yù)習(xí)資料，理解電路中能量轉(zhuǎn)化的基本原理。

思考預(yù)習(xí)問(wèn)題：學(xué)生針對(duì)預(yù)習(xí)問(wèn)題，進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄自己的理解和疑問(wèn)，如對(duì)能量守恒定律在實(shí)際電路中的應(yīng)用感到困惑。

提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生將預(yù)習(xí)成果（如筆記、思維導(dǎo)圖、問(wèn)題等）提交至平臺(tái)或老師處，以便教師了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

導(dǎo)入新課：通過(guò)展示家庭電路圖或?qū)嶋H生活中的電器使用場(chǎng)景，引出“電路中的能量轉(zhuǎn)化”課題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過(guò)程，如電燈泡發(fā)光發(fā)熱的過(guò)程，并結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解。

組織課堂活動(dòng)：設(shè)計(jì)小組討論，讓學(xué)生分析不同電路中能量轉(zhuǎn)化的具體情況，如串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的能量分配。

解答疑問(wèn)：針對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問(wèn)，如“為什么電燈泡會(huì)發(fā)熱？”進(jìn)行及時(shí)解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

聽講并思考：學(xué)生認(rèn)真聽講，積極思考老師提出的問(wèn)題，如電路中能量轉(zhuǎn)化的效率問(wèn)題。

參與課堂活動(dòng)：學(xué)生積極參與小組討論，通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示電路中能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程，如使用電阻絲加熱水，觀察能量轉(zhuǎn)化的效果。

提問(wèn)與討論：學(xué)生針對(duì)不懂的問(wèn)題或新的想法，如“如何提高電路中能量轉(zhuǎn)化的效率？”勇敢提問(wèn)并參與討論。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

布置作業(yè)：布置設(shè)計(jì)電路圖并計(jì)算能量轉(zhuǎn)化的作業(yè)，鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的知識(shí)。

提供拓展資源：提供與電路中能量轉(zhuǎn)化相關(guān)的拓展資源，如科普書籍、在線教程等，供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)，如指出能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中的錯(cuò)誤理解。

學(xué)生活動(dòng)：

完成作業(yè)：學(xué)生認(rèn)真完成設(shè)計(jì)電路圖和計(jì)算能量轉(zhuǎn)化的作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

拓展學(xué)習(xí)：學(xué)生利用拓展資源，如在線實(shí)驗(yàn)?zāi)M器，進(jìn)行進(jìn)一步的能量轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)?zāi)M。

反思總結(jié)：學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)，提出改進(jìn)建議，如如何優(yōu)化電路設(shè)計(jì)以減少能量損失。學(xué)生學(xué)習(xí)效果六、學(xué)生學(xué)習(xí)效果

在學(xué)習(xí)了“電路中的能量轉(zhuǎn)化”這一章節(jié)后，學(xué)生在以下方面取得了顯著的學(xué)習(xí)效果：

1.**理論知識(shí)的掌握**

-學(xué)生能夠準(zhǔn)確描述電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過(guò)程，如熱能、光能和機(jī)械能。

-學(xué)生熟練運(yùn)用能量守恒定律來(lái)分析電路中的能量轉(zhuǎn)換，能夠解釋電路中能量的分配和損失。

2.**實(shí)踐能力的提升**

-學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，如電阻絲加熱實(shí)驗(yàn)，能夠觀察并記錄能量轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象，從而加深對(duì)能量守恒定律的理解。

-學(xué)生能夠設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的電路，并預(yù)測(cè)電路中能量的轉(zhuǎn)化情況，提升了動(dòng)手能力和問(wèn)題解決能力。

3.**批判性思維的培養(yǎng)**

-學(xué)生在討論和實(shí)驗(yàn)中，能夠提出關(guān)于能量轉(zhuǎn)化效率的問(wèn)題，如“如何減少電路中的能量損失？”這體現(xiàn)了他們批判性思維的能力。

-學(xué)生通過(guò)分析不同電路設(shè)計(jì)對(duì)能量轉(zhuǎn)化的影響，能夠評(píng)估不同方案的成本效益，培養(yǎng)了批判性分析和決策能力。

4.**科學(xué)探究精神的增強(qiáng)**

-學(xué)生在探究電路中能量轉(zhuǎn)化效率的過(guò)程中，表現(xiàn)出對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的濃厚興趣和好奇心。

-學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集和分析，學(xué)會(huì)了如何通過(guò)科學(xué)方法驗(yàn)證假設(shè)，增強(qiáng)了科學(xué)探究精神。

5.**團(tuán)隊(duì)合作能力的提高**

-在小組討論和實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，學(xué)生需要合作完成任務(wù)，這有助于提高他們的團(tuán)隊(duì)合作能力。

-學(xué)生學(xué)會(huì)了如何有效溝通和分工合作，共同解決問(wèn)題，提升了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

6.**跨學(xué)科知識(shí)的整合**

-學(xué)生在學(xué)習(xí)電路中能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，需要運(yùn)用到數(shù)學(xué)知識(shí)，如計(jì)算電阻、電壓和電流的關(guān)系。

-這種跨學(xué)科的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，使學(xué)生能夠?qū)⒉煌瑢W(xué)科的知識(shí)進(jìn)行整合，提升了綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。

7.**環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)**

-通過(guò)學(xué)習(xí)電路中能量的浪費(fèi)問(wèn)題，學(xué)生意識(shí)到節(jié)約能源的重要性，增強(qiáng)了環(huán)境保護(hù)意識(shí)。

-學(xué)生能夠提出一些減少能量浪費(fèi)的建議，如使用節(jié)能燈泡和優(yōu)化電路設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了環(huán)保意識(shí)的提升。

8.**學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)**

-學(xué)生在了解電路中能量轉(zhuǎn)化的實(shí)際應(yīng)用時(shí)，如電動(dòng)汽車和太陽(yáng)能電池，對(duì)物理學(xué)科產(chǎn)生了濃厚的興趣。

-學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)這些前沿技術(shù)，對(duì)未來(lái)科技發(fā)展產(chǎn)生了好奇心，激發(fā)了進(jìn)一步學(xué)習(xí)的動(dòng)力。板書設(shè)計(jì)①電能轉(zhuǎn)化概述

-電能轉(zhuǎn)化為熱能

-電能轉(zhuǎn)化為光能

-電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

②能量守恒定律在電路中的應(yīng)用

-能量守恒定律：能量不能被創(chuàng)造或消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。

-電路中能量轉(zhuǎn)化的計(jì)算公式

-能量損失的計(jì)算：如電阻上的熱量損失

③電路中能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例分析

-電阻絲加熱實(shí)驗(yàn)

-電燈泡發(fā)光發(fā)熱

-電動(dòng)機(jī)能量轉(zhuǎn)化

④實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與分析

-電壓、電流、電阻的測(cè)量

-能量轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)記錄

-數(shù)據(jù)分析與結(jié)論

⑤能量轉(zhuǎn)化效率

-效率公式：輸出能量/輸入能量

-提高能量轉(zhuǎn)化效率的方法

-實(shí)際應(yīng)用中的效率問(wèn)題

⑥電路設(shè)計(jì)優(yōu)化

-電路元件的選擇

-電路布局的優(yōu)化

-能量損失的最小化

⑦環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展

-能源節(jié)約的重要性

-可再生能源的應(yīng)用

-電路設(shè)計(jì)對(duì)環(huán)境的影響重點(diǎn)題型整理1.**題型一：電路中電能轉(zhuǎn)化為熱能的計(jì)算**

-**題目**：一個(gè)家用電熱水器，功率為2000W，工作了10分鐘，計(jì)算它產(chǎn)生的熱量。

-**答案**：首先，將時(shí)間轉(zhuǎn)換為秒，10分鐘=10×60秒=600秒。

然后，使用功率和時(shí)間的關(guān)系來(lái)計(jì)算熱量：

熱量（Q）=功率（P）×?xí)r間（t）

Q=2000W×600s=1,200,000J

所以，電熱水器產(chǎn)生了1,200,000焦耳的熱量。

2.**題型二：電路中能量守恒定律的應(yīng)用**

-**題目**：一個(gè)電路中有兩個(gè)電阻，分別為R1和R2，連接在電壓源V上。如果R1的阻值為10Ω，R2的阻值為20Ω，電壓源電壓為12V，計(jì)算電路中的總電流和每個(gè)電阻上的電壓。

-**答案**：首先，計(jì)算總電阻：

R_total=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω

然后，使用歐姆定律計(jì)算總電流：

I_total=V/R_total=12V/30Ω=0.4A

接著，計(jì)算每個(gè)電阻上的電壓：

V1=I_total×R1=0.4A×10Ω=4V

V2=I_total×R2=0.4A×20Ω=8V

所以，總電流為0.4A，R1上的電壓為4V，R2上的電壓為8V。

3.**題型三：串聯(lián)電路中的能量分配**

-**題目**：在串聯(lián)電路中，有兩個(gè)電阻R1和R2，其阻值分別為10Ω和20Ω。如果電源電壓為15V，計(jì)算每個(gè)電阻上的電壓和電流。

-**答案**：首先，計(jì)算總電阻：

R_total=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω

然后，使用歐姆定律計(jì)算電流：

I_total=V/R_total=15V/30Ω=0.5A

接著，計(jì)算每個(gè)電阻上的電壓：

V1=I_total×R1=0.5A×10Ω=5V

V2=I_total×R2=0.5A×20Ω=10V

所以，電流為0.5A，R1上的電壓為5V，R2上的電壓為10V。

4.**題型四：并聯(lián)電路中的能量分配**

-**題目**：在并聯(lián)電路中，有兩個(gè)電阻R1和R2，其阻值分別為20Ω和30Ω。如果電源電壓為12V，計(jì)算每個(gè)電阻上的電壓和電流。

-**答案**：在并聯(lián)電路中，每個(gè)電阻上的電壓相同，即電源電壓：

V1=V2=12V

然后，使用歐姆定律計(jì)算每個(gè)電阻上的電流：

I1=V/R1