(新教材)统编人教版高中物理必修三第十二章第1节《电路中的能量转化》优质说课稿

（新教材）统编人教版高中物理必修三第十二章第1节《电路中的能量转化》优质说课稿今天我说课的内容是新人教版高中物理必修三第十二章第1节《电路中的能量转化》。

第十二章讲述电能、能量守恒定律。

本章我们要研究的是电路中的能量是怎样转化的，用能量守恒定律推导出的闭合电路的规律是怎样的，自然界存在哪些能源，能源的利用与可持续发展有着怎样的关系。

《电路中的能量转化》一节主要讲解电路中的能量是怎样转化的。

本课教学承担着实现本单元教学目标的任务，为了更好地教学，下面我将从课程标准、教材分析、教学目标和学科核心素养、教学重难点、学情分析、教学方法、教学准备、教学过程等方面进行说课。

一、说课程标准普通高中物理课程标准（2017版2020年修订）【内容要求】：“3.2.5 理解电功、电功率及焦耳定律，能用焦耳定律解释生产生活中的电热现象。

”二、说教材分析本课教材主要内容有三个方面：电功和电功率、焦耳定律、电路中的能量转化。

教材一开始以问题引入，让学生思考电路中的能量是怎样转化的问题；紧接着教材讲解了电功、电功率的含义、表达式；在此基础上，教材讲解了焦耳定律；最后教材讲解了电路中能量转化的过程。

教材安排有思考与讨论，以提高学生理解、探究分析解决问题的能力。

三、说教学目标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。

5.理解电路中能量转化的过程。

四、说核心素养：【物理观念】通过学习电路中能量转化知识，树立能量观念和运动与相互作用观念；能从电学视角解释自然现象和解决实际问题。

【科学思维】运用定量分析、综合、推理论证等方法。

【科学探究】通过拓展学习活动，培养学生探究问题的能力。

【科学态度与责任】从生活中有关电能转化的运用事例观察思考，渗透在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，激发学生探索自然规律的兴趣。

12.1《电路中的能量转化》第2课时教案课堂教学设计探究二电动机电功率、热功率的大小关系问题+实验要求PPT小组讨论实验演示1．同学们通过小组合作，根据实验要求，设计出合理的电路图，来探究电动机的能量转化。

实验要求：①结合已经学习的电功率、热功率公式，选择合适的实验装置；②实验电路图需简单明了，易于操作。

1．学生画实验电路图，在教师引导下设计实验，分组操作，得到初步结论2.小组代表上台演示自己的设计思路，操作过程。

学生通过具体问题的分析，重在体验电动机在不同工作时电功率和热功率的大小关系。

结论PPT小组讨论学生实验1.问题：同学们实验过程中得到什么结论？。

2.这个实验有什么缺陷吗？3.提出问题，探究2不能定量的测量机械功率。

学生分组演示实验，并陈述结论。

学生1：电动机卡住时，电功率和热功率是基本相等的，说明电动机卡住时消耗的电能全部转化为了内能。

学生2：电动机正常工作时，电功率远大于热功率，消耗的电能远大于产生的电热，说明电动机可能将一部分的电能转化为了机械能。

1养学生的观察能力和语言表达能力。

2．帮助学生进一步体会不同工作状态下电动机的能量转化，同时加深学生由表象到本质的认知。

探究三电动机正常工作时机械问题+实验要求PPT小组讨论学生实验1.同学们开动脑筋想一想，如何测量机械功率。

2.展示实验装置1.创新实验小组介绍实验器材，介绍设计理念2. 电路部分、传动装置、测速装置3.简述实验步骤4.分析实验误差创新了实验教具，研究了电动机不同状态下能量的转化，实验数据准确，实验效果良好结论PPT小组讨论引导学生对实验数据进行思考，考虑实验误差的来源若忽略这些能量损失，则电动机损耗的能量全部用于内阻生热，即：P损=P热，电动机的能量转化：P电=P热+P机。

因此，电动机工作过程中，将电能转化为了电热和机械能。

学生通过观察实验的操作、数据的处理、结论的得出，能够更好地感受非纯电阻电路的特功率点，提高了课堂教学效果，实现了教学目标课堂小结和作业PPT1.本节课对电动机电路的探究，迁移拓展到非纯电阻电路的能量转化特点。

课 时 教 案第 12 单元 第 1 案 总第 24 案 课题： §12. 1 电路中的能量转化【教学目标与核心素养】1．理解电功、电功率、焦耳定律、热功率的概念，能进行有关计算2．知道电功率与热功率的区别和联系3．理解纯电阻、非纯电阻电路【教学重点】1．电功、电功率、焦耳定律、热功率2．非纯电阻电路中的能量转化【教学难点】1．非纯电阻电路中的能量转化【教学过程】引入：初中我们学过，用电器通电时，电能可以转化为其它形式的能，（学生举例），原因是电流做了功。

由功是能量转化的量度可知，电流做功的过程即是电能转化为其它形式能的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其它形式的能，什么是电流做功，电能是怎样转化的，本节课我们就来学习这方面的内容。

一、电功和电功率1.电功：⑴定义：电流做功，简称电功。

电流做功的实质：是导体中的恒定电场对导体中自由电荷的静电力做功。

电荷的电势能减少，其它形式的能增加。

即：电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。

⑵公式：移动的电荷q It = U W q =联立以上两式得：W UIt = （这是计算电功普遍适用．．．．的公式） 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。

⑶单位： J （kWh ：1 kWh=1000 W×3600 s=3.6×106 J ）2.电功率：⑴定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比叫作电功率（electric power ），数值上等于单位时间内电流所做的功 表达式：W P UI t== （这是计算电功率普遍适用．．．．的公式） 公式表示：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。

⑵单位：W kW⑶物理意义：描述电路中电流做功快慢的物理量。

二、焦耳定律（电热）：电流做功消耗的是电能，电能转化为哪些形式的能，由电路中元件决定。

1 电路中的能量转化1.理解电功、电功率、电热、热功率及它们之间的关系.2.应用焦耳定律解决相关问题.3.区分电功和电热，会在非纯电阻电路中正确计算电功和电热．一、电功和电功率 1．电功(1)电功是指电路中静电力对定向移动的电荷所做的功，电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程． (2)电功的计算公式：W ＝UIt . 单位：焦耳，符号为J.常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h ＝3.6×106 J. 2．电功率(1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比． (2)公式：P ＝Wt ＝UI .(3)单位：瓦特，符号为W. (4)意义：表示电流做功的快慢． 二、焦耳定律 1．焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比． (2)表达式：Q ＝I 2Rt . 2．热功率(1)定义：单位时间内的发热量称为热功率． (2)表达式：P 热＝I 2R .(3)物理意义：表示电流发热快慢的物理量． 三、电路中的能量转化从能量转化与守恒的角度看，电动机从电源获得能量，一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能，即P电＝P 机＋P 损，其中P 电＝UI ，P 损＝I 2R .一、电功和电热 1．电功和电功率W ＝UIt 是电功的计算式，P ＝UI 是电功率的计算式，适用于任何电路． 2．电热和热功率Q ＝I 2Rt 是电热的计算式，P 热＝I 2R 是热功率的计算式，可以计算任何电路产生的电热和热功率． 3．串、并联电路的功率分配关系(1)串联电路中各个电阻的电功率跟它的阻值成正比，即P 1R 1＝P 2R 2＝…＝P nR n＝I 2.(2)并联电路中各个电阻的电功率跟它的阻值成反比，即P 1R 1＝P 2R 2＝…＝P n R n ＝U 2. (3)无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于电路中各电阻消耗的功率之和． 4．额定功率和实际功率(1)用电器正常工作时所消耗的功率叫作额定功率．当用电器两端电压达到额定电压U 额时，电流达到额定电流I 额，电功率也达到额定功率P 额．且P 额＝U 额I 额．(2)用电器的实际功率是用电器在实际工作时消耗的电功率．为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大于其额定功率． 二、电路中的能量转化 1．纯电阻电路与非纯电阻电路(1)纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能．(2)非纯电阻电路：含有电动机或电解槽等的电路称为非纯电阻电路．在非纯电阻电路中，电流做功将电能除了部分转化为内能外，还转化为机械能或化学能等其他形式的能．例如电动机P 总＝P 出＋P 热． 2．纯电阻电路和非纯电阻电路的比较W ＝Q W ＝Q ＋E1．随着我国人民生活水平的不断提高，家庭中使用的电器越来越多。

电路中的能量转化【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。

【教学重点】电功和电热的计算。

【教学难点】电流做功的表达式的推导，纯电阻电路和非纯电阻电路在能量转化过程中的区别。

【教学过程】一、创设情景，导入新课教师：用电器通电后，可以将电能转化成其他形式的能量，请同学们列举生活中常用的用电器，并说明其能量的转化情况。

学生举例：1．电灯将电能转化为内能和光能。

2．电炉将电能转化为内能。

3．电动机将电能转化为机械能。

4．电解槽将电能转化为化学能。

教师：用电器把电能转化成其他形式能的过程，就是电流做功的过程。

电流做功的多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢？本节课我们学习关于电功和电功率的知识。

二、新课教学（一）电功和电功率请同学们思考下列问题：（1）电场力的功的定义式是什么？（2）电流的定义式是什么？答：电场力的功的定义式W=qU。

电流的定义式I=qt如图所示，一段电路两端的电压为U，由于这段电路两端有电势差，电路中就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流I。

在时间t通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少？这相于在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端。

在这个过程中，电场力做了多少功？电场力做功的功率是多少？这些公式分别用语言怎么描述？教师讲解：在时间t内，通过这段电路上任一横截面的电荷量q=It在这一过程中，电场力做的功W=qU=UIt=UI电场力做功的功率为P=Wt电功：电流在这一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I 和通电时间t三者的乘积。

电流做功的功率等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I的乘积。

在国际单位制中，电功的单位是焦耳，简称焦，符号J。

1 电路中的能量转化1．理解电功及电功的公式，能利用公式进行有关计算；2．理解电流做功的实质上是电场力对电荷做功，并转化为其他形式能； 3．理解电功率的概念、公式以及电功率和热功率的区别和联系。

1．对电功、电功率、电热及热功率的理解与计算。

2．串、并联电路的功率分析与计算。

3．对纯电阻电路与非纯电阻电路的比较。

一、电功和电功率1．电流做功的实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。

2．电功(1)定义：电流在一段电路中所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的电流、通电时间三者的乘积。

(2)公式：W ＝UIt 。

(3)单位：国际单位是焦耳，符号是J 。

3．电功率(1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比。

(2)公式：P ＝W t＝UI 。

(3)单位：国际单位是瓦特，符号是W 。

二、焦耳定律1．内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。

2．表达式：Q ＝I 2Rt 。

3．热功率三、电路中的能量转化1．电动机工作时的能量转化(1)能量关系：电动机从电源获得的能量一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能。

(2)功率关系：电动机消耗的功率P 电等于电动机的输出功率P 机与电动机损失的功率P损之和，即：P 电＝P 机＋P 损，P 电＝UI ，P 损＝I 2R 。

2．电池充电时的能量转化电池从电源获得的能量一部分转化为化学能，还有一部分转化为内能。

知识点一 串、并联电路中电功率的计算1．串联电路功率关系(1)各部分电路电流I 相同，根据P ＝I 2R ，各电阻上的电功率与电阻成正比。

(2)总功率P 总＝UI ＝(U 1＋U 2＋…＋U n )I ＝P 1＋P 2＋…＋P n 。

2．并联电路功率关系(1)各支路电压相同，根据P ＝U 2R，各支路电阻上的电功率与电阻成反比。

(2)总功率P 总＝UI ＝U (I 1＋I 2＋…＋I n )＝P 1＋P 2＋…＋P n 。