12.1 电路中的能量转化 说课课件(共35张PPT)

(共35张PPT)
高中物理人民教育出版社 必修第三册 第十二章第 1 节
电路中的能量转化
教材内容
学情分析
目标制定
学习过程 板书设计
教材内容
学情分析
目标定制
学习过程
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学情分析
目标定制
学习过程
教材内容
板书设计
教材内容
电路中的能量转化
电功 焦 电功率 耳
定 律
电路中的 能量转化
电路中 的能量 转化
学情分析
目标制定
学习过程
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能量守恒定律 具体表现，是 电学和能量观 点的有机融合
。
课本知识 与实际生 活的联系
选择性必修 2 《电磁感 应》《交变 电流》知识 铺垫
推导过程符合 高中学生的思 维由形象到抽 象的转变特点
教材内容
学情分析
学情分析
目标制定
学习过程
教材内容
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学情
知识储备
初中已经学习了简单电路的相关知识，电功和电功率 的计算式已经掌握，这为本节知识的学习打好了基础。
认知现状
学生对电流做功的实质理解不够透彻，对电路中的能量转 化关系缺乏感性认识，理论推导存在一定的困难，这是本节课 的学习障碍。
学情分析
学情分析
目标制定
学习过程
教材内容
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学情分析
教学 目标
观察演示实验
分析归纳总结
情境创设
启发引导
教师主导
学生主体
归纳分析
任务驱动
教、学、做、说
探究学习 一体化
教法学法
目标制定
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目标制定
学习过程
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物理学科核心素养
物理观念、 科学思维、 科学探究、 科学态度与责任
建构主义理论
学习是一个意义建构的过程，一方面将新知识与原有知识联系起来
，一方面，原有知识会因新知识发生调整。
理论依据
目标制定
学情分析
目标制定
学习过程
教材内容
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1 、知道电流做功的实质，从电能转化 的角度建立电功和电功率的概念；掌握 电热和热功率表达式的推导思路和过程
。
3 、知道焦耳定律的物理意义，关注 焦耳定律在生活、生产中的应用，并 用所学知识解释生活中电能转化现象
，培养节能意识。
学生主体
2 、通过对电动机电路的探究，能够区 分纯电阻电路和非纯电阻电路，提高学 生分析论证能力，帮助形成科学思维和 方法。
01
02
03
物理观念
科学态度 与责任
科学思维
科学探究
重点与难点
学习重点
学习难点
区别并掌握电功和电热、 电功率和热功率的表达式 推导和计算。
体会用能量转化和守恒的 观点来区分纯电阻电路和 非纯电阻电路。
突出重点： 紧扣能量观点，注重推导过程 突破难点： 对比演示实验，引导归纳总结
学情分析
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学习过程
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学习过程
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学习过程
1
复习巩固 温故知新
2
创设情景 引发问题
3
理论推导 建立概念
4
实验探究 总结规律
5
联系实际 学以致用

我们知道，在电路中使用不同的用电器，往往会有不同的能量转化。回顾 生活中用过的用电器，说明用电器将电能转化成怎样的能量？
烧水壶通电时， 电能转化为内能
；
电动机通电时，
电能转化为机械能；
蓄电池充电时，
电能转化为化学能。
思考：用电器工作时，电能转化为其他形式能，是什么做功？
自由电荷受到导体中恒定电场的静电力作用 自由电荷在静电力的作用下做定向移动
电流做功的实 质是什么呢？
即：电场力对自由电荷做功，也称为电流做功，简称电 功。
如图，在一段电路中，电路两端电压为 U ，在 t 时间内，定向移动电荷 量为 q ，则移动电荷静电力做多少功？若电路中的电流为 I ，又可以怎 样表示静电力做功？
静电力做的功为：
即：
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．
你对电功有怎样的理解？
电流做功的实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功
。
意义：电流做功的过程是电势能转化为其他形式的能的过程， 即电功是电势能（电能）转化为其他形式的能的量度
某同学发现家里的电炖锅上有 两个档位，分别是快炖和慢炖
，这两个档位的本质区别是什 么呢？这位同学说两个档位的 电功不同，这种说法正确吗？
区别：反映电流做功快慢不同
电功率
2 ．电功率
（ 3 ）单位：国际单位制：瓦（ W ），常用单位：千瓦（ kW ）
（ 4 ）物理意义：电功率表示电流做功的快慢．
（ 2 ）表达式
：
（比值定义 法）
=U I （任何电路）
（ 1 ）定 电流在一段电路中所做的功与通电时间之比叫做电功率
义：
初中，我们已学习了焦耳定律，回顾一下，焦耳定律的内容？焦耳定律是实 验定律、还是理论推导定律？
焦耳定律内容表述：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。
英国物理学家焦耳做了大量实验，于 1840 年 最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电 阻和通电时间的关系。后人为了纪念他，把能 量或功的单位命名为“焦耳”，简称“焦”。
（ 1 ）电流在电路中做的功 W 等于这段电路产生的热量 Q,
即 Q ＝ W ＝
电流做功的特点 电能全部转化为导体的内能
t
UIt
（ 2 ）由欧姆定律 U ＝ IR ，可以得到Q热量 Q 的表达式： Q ＝ I 2 Rt
I 2 R
（ 3 ）电流通过导体发热的功率： P
P=UI
P ＝ I 2
R
没有对电路有任何的限制
P 指电流做功的功率
要求电流做功，电能全部转化为内能。
P 指电流通过导体发热的功率
归纳比对
消耗电能和产生热量相等 吗？
电吹风 电风扇 电动机
结论：以上用电器，消耗电能大于产生的热量，电功率大于热功率
观察电动机转动和不转动两种情况下，电压表示数相同时，电流大小关系
。
分析说明电动机在转动和不转动两种情形下的电功率和热功率关系。
演示实验
电动机卡住不转动 观察电流表示数
电动机通电转动 观察电流表示数
用欧姆表测量电动机的线圈电阻为 19 Ω ，电动机转动，两端所加电压为 2.0 V 时，通过电
流为 0.020 A 。电动机用手捏住不转动，两端所加电压仍为 2.0 V ，通过电流为 0.098 A 。 电动机在转动和不转动两种情形下电功率和热功率各是多少？请判断线圈电阻 R 与 U/I 的 系。
电动机状态 电压表 示数 U/V 电流表 示数 I/A 电功率 P 电 / W 热功率 P 热 /W 电阻 R/Ω
转动 2.0 0.020 0.0400 0.0076 19 100
卡住不转动 2.0 0.098 0.1960 0.1825 19 20.4
结论：电动机转动时，欧姆定律不成立 .
如何计算电动机通电转动时 对外做功的功率？
纯电阻电路
只含有电阻的电路 , 如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，电能全部 转化为热能 , 电功等于电热。
满足欧姆定 律
非纯电阻电路
当电流通过时，电路消耗的电能大部分转化为其他形式的能 , 小部分不可避 免地转化为内能 , 电功大于电热。
不满足欧姆定律
随堂检测
一台电动机，线圈的电阻是 0.4Ω ，当它两端所加的电压为 220V 时，通 过的电流是 5A 。试求：
P 电 =UI=220×5W=1100W
P 热 =I2R=52×0.4W=10W P 电 =P 机 +P
机
P 热 =P
电
热
— P =1100W － 10W=1090W
电动机的电功率
电动机的热功率
电动机的机械功率
随堂检测
图为某款电吹风电路图，主要由电动机 M 和电热丝 R 构成．电动机内阻为 r=40Ω ， 已知电吹风额定电压为 220V ， 吹冷风时电吹风的功率为 110W ，吹热风时电吹风的功率为 990W ．关于该电吹风，下列说法正确 的 是 （ ）
A ．电热丝的电阻约为 48.9Ω
B ．电动机工作时的电流为 5.5A C ．当电吹风吹热风时，电热丝
每分钟消耗的电能为
59400J
D ．电动机的机械功率为 100W
玩具电风扇 1 台、干电池 2 节、电压表和电流表各 1 只、导线若 干。请设法测出电风扇的直流电阻，以及电风扇正常工作时的机械 功率和工作效率。
作业布置
M
V A
板书设计
板书设计
学情分析
目标制定
学习过程
教材内容
板书设计
二、电热和热功率
三、纯电阻电路
一、电功与电功率
、从功能关系转化建立概念
、表达式的推导过程
板书设计
电路中的能量转化
、从能量守恒角度建立概念
、表达式的推导过程
四、非纯电阻电路