19.1电路中的能量转化 微课教学设计(表格式) 高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

19.1《电路中的能量转化》教学设计
章节名称 §19.1电路中的能量转化 学 科 高二物理
课时 1课时 课型 新授课
教学背景 教材分析 本节课是人教版（2019）第十九章第1节《电路中的能量转化》，本节课程标准要求：从能量转化的角度理解电功和电热，区分纯电阻电路和非纯电阻电路。并且理解功是能量转化的量度，电流做了多少功，就有多少电能转化为其它形式的能。
学情分析 本节课授课对象是高二学生，他们在初中阶段已经学习过电功、焦耳定律等知识及其公式应用，并且对纯电阻电路中电流做功，使得电能转化成内能已经有了一定的认识，因而本节课应在此基础上了解非纯电阻电路，理解非纯电阻电路中的能量转化情况。在授课过程中，为了同时展示纯电阻电路和非纯电阻电路的区别，从“为什么电风扇卡住后容易引起火灾？”这一问题出发，研究两种电路中的能量转化，引导学生分析，最终归纳得出物理规律。
教学目标 物理 观念 1.从能量转化的角度理解电功和电功率；理解电功和能量转化的关系； 2.理解电功和电热的区别，知道纯电阻电路和非纯电阻电路。
科学 思维 1.经历探究过程，理解纯电阻电路和非纯电阻电路在能量转化过程中的区别。
科学 探究 1.通过电能与其他形式能量的转化和守恒，进一步渗透辩证唯物主义观点的教育。
科学 态度 与责任 1.培养学生透过现象看本质的思维方法。 2.阅读课后材料，渗透科学家的物理思维和科学精神。
教学重点 纯电阻电路和非纯电阻电路在能量转化过程中的区别。
教学难点 纯电阻电路和非纯电阻电路在能量转化过程中的区别。 会从能量守恒角度理解焦耳定律。
教学方法 讲授法
教学用具 PPT
教 学 过 程 师生活动 设计意图
【导课】问题：为什么电风扇卡住后容易引起火灾？ 引起火灾，一定是因为电路产生热量较多，那为什么电风扇在卡住之后容易引起火灾呢。 要想解决这个问题，我们应该站在物理学的角度，研究电风扇所在的电路，并分析此电路中的能量转化。要想分析一个电路中的能量转化，首先要看电路中具有哪种类型的用电器。 一、电路的类型 1.纯电阻电路:电路中只含有电热元件的电路。如：电阻、电炉、电热水器等电热器件组成的电路，转子被卡住的电动机也是纯电阻器件。 2.非纯电阻电路:电路中含有电动机、电解槽的电路。如：电风扇、四驱车、蓄电池等等。 二、纯电阻电路 1.电路中的能量转化:由于电路中只含有电热元件，因此在纯电阻电路中，电流做的功就全部生成了电热，而功是能量转化的量度，电流做了多少功，就有多少电能转化为电热。 即电路中消耗的电能能够全部转化为内能。即W电=Q，UIt=I2Rt。 2.纯电阻电路满足欧姆定律:等式两边同时消去t与一个I的乘积，得到U=IR，即纯电阻电路满足欧姆定律。 既然满足欧姆定律，上述式子还可以写为W电=Q=UIt=I2Rt=U2t/R，单位时间内的功即为功率，得到电功率与热功率的关系P电=P热=UI=I2R=U2/R。 三、非纯电阻电路 1.电路中的能量转化: 以含有电动机的非纯电阻电路为例，在非纯电阻电路中，电动机从电源获得能量，电能一部分转化为机械能，还有能量损失，比如电动机在工作时会生热，此外还有可能是电动机工作时的摩擦，以及空气阻力导致能量损失。但若不考虑摩擦和空气阻力的作用，损失的能量即为线圈发热所产生的热量。即在非纯电阻电路中，电能一部分转化为其他形式的能，另一部分转化为内能。 即W电=E其他+Q，UIt=E其他+I2Rt。 在一定的时间内，各类的功与功率之间成正比关系，因此研究更多的是功率之间的关系，即P电=P出+P热，UI=P出+I2R。 2.非纯电阻电路不满足欧姆定律:约去I与t的乘积，非纯电阻电路不满足欧姆定律。 四、为什么电风扇卡住后容易引起火灾？ 在了解电路中能量转化的基础知识之后，我们再回到视频一开始提出的问题:为什么电风扇卡住后容易引起火灾？ ①电动机正常工作是非纯电阻电路 首先我们需要判断电风扇所在的电路是属于纯电阻电路还是非纯电阻电路，由于其电路中存在电动机，因此是非纯电阻电路。若用电器正常工作，电能除了转化为机械能之外，还有少部分会转化为内能，满足电功率=输出功率+热功率，即P电=P出+P热。 ②电动机被卡住之后的电路是纯电阻电路 然而有时电风扇会因为摩擦阻力过大而被卡住停止转动，在电风扇被卡住之后，电风扇就相当于一个纯电阻电路，由于电风扇的内阻一般都很小，因此卡住之后线圈中的电流就会很大，产生较多的热量，会烧毁电风扇，或引发火灾。因此现实生活中如果遇到电风扇在通电之后没有转动，应该立即切断电源，进行检查。 我们可以以一道习题为例来计算一下产生的热量。 五、习题: 习题：一台电动机，线圈的电阻是10 Ω，当它两端所加的电压为220 V时，这台电动机消耗功率88 W.求： (1)电动机正常工作的电流是多少？ (2)电动机正常工作时转化为内能的功率和转化为机械能的功率各是多少？ (3)如果接上电源后，电动机不能转动，这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？ 解：（1）由P=UI可得电流I= P/U= 88W/220V=0.4A ； （2）线圈电阻发热功率P=Q=I2r=1.6W ；机械功率P机=P-P热=86.4W ； （3）当电动机不转动时，作纯电阻，I= U/r= 220/10A=22A ，P=UI=I2r=4840W ※注意:分析每种情况的电路类型，再带入公式进行求解。 ※分析: 最终算出电动机正常工作时转化为内能的热功率为1.6W，而在电动机卡住时电动机消耗的热功率为4480W，电动机卡住时产生的热功率是电动机正常工作时产生热功率的3025倍，故在实际生活中，电动机卡住之后极容易因生热过多而引发火灾。 六、生活启示: 因此在使用时，可采用以下方法防止电风扇引起火灾事故。 ①严格控制电风扇的使用时间。 ②应对电动机进行定期保养，向电机加油孔中滴注机油，使转动摩擦部位保持润滑；并定期用干净的抹布进行清洁，去除沾附在外壳上的灰尘。 ③使用中不能使电机进水受潮，不在有易燃易爆物品的场所使用，选择平稳牢固的位置放置电风扇，防止碰倒损坏风扇叶片和电机。 ④经常检查电器元件及电源线连接处是否牢固，电源线是否老化破损，发现问题应及时维修更换，绝不能“带病工作”。 为了同时展示纯电阻电路和非纯电阻电路的区别，从“为什么电风扇卡住后容易引起火灾？”这一问题出发，研究两种电路中的能量转化，引导学生分析，最终归纳得出物理规律。
板书设计 §19.1电路中的能量转化 一、电路类型 1.纯电阻电路：只含有电热元件的电路 如：电阻、电炉、电热水器等电热器件组成的电路， 转子被卡住的电动机也是纯电阻器件。 非纯电阻电路：含有电动机、电解槽的电路 如：电风扇、四驱车、蓄电池等。 二、纯电阻电路 1.电路中的能量转化： W电=Q=UIt=I2Rt=U2t/R P电=P热=UI=I2R=U2/R 2.纯电阻电路满足欧姆定律 三、非纯电阻电路 1.电路中的能量转化： W电=E其他+Q，UIt=E其他+I2Rt P电=P出+P热，UI=P出+I2R 2.非纯电阻电路不满足欧姆定律 四、为什么电风扇卡住后容易引起火灾？ 五、生活启示
教学反思