2021高中物理人教版必修第三冊(cè)教案 第12章

6電路中的能量轉(zhuǎn)化

［學(xué)習(xí)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).(重點(diǎn))2.

理解電功和電熱的區(qū)別，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)從能量守恒角度理解焦耳定律.(難點(diǎn))

自主預(yù)習(xí)》裾新翔

ZIZHLJYLJXITAZXIZ/HI

口r知識(shí)梳理Q

一、電功和電功率

1.電功

(1)定義：電流在一段電路中所做的功等于這段電路兩端的電壓、電路中的

電流、通電時(shí)間三者的乘積.

(2)公式：W=IUt.

(3)單位：國(guó)際單位是焦耳,符號(hào)是J.

(4)意義：描述電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的多少.

2.電功率

(1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電速所做的功.

⑵公式：P=IU.

(3)單位：瓦特，符號(hào)是叱.

(4)意義：描述電能轉(zhuǎn)化為其他能的快慢或者是電流做功的快慢.

二、焦耳定律

1.內(nèi)容：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.

2.表達(dá)式：O=I2Rt.

3.熱功率

L意義:表示電流發(fā)熱快慢的物理量

熱功率，一定義:單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量

一公式:P熱=，■二單位:瓦特（W）

「7基礎(chǔ)自測(cè)「

1.思考判斷（正確的打“，錯(cuò)誤的打“X”）

（1）電功與電能的單位相同，電功就是電能.（X）

（2）電功率越大，電功越大.（X）

11IJ1

（3）根據(jù)/="可導(dǎo)出尸=》,該公式用于任何用電器.（X）

KK

（4）電流通過電解槽時(shí)，電功大于電熱.（J）

2.（多選）關(guān)于電功和焦耳熱，下列說法正確的是（）

A.在純電阻電路中，計(jì)算電功可用公式W=F心

B.在非純電阻電路中，計(jì)算電功可用公式W=I2Rt

C.在非純電阻電路中，計(jì)算焦耳熱可用Q=I2Rt

D.在純電阻電路中，計(jì)算焦耳熱可用。

ACD[電功的計(jì)算式〃適用于任何形式的電路，焦耳熱計(jì)算式。=

尸Rf也是普遍適用的，但是只有在純電阻電路中，電功W才等于焦耳熱。，A、

C、D正確，B錯(cuò)誤.]

3.把六個(gè)相同的小燈泡接成如圖甲、乙所示的電路，調(diào)節(jié)變阻器使燈泡正

常發(fā)光，甲、乙兩電路所消耗的總功率分別用P單和尸乙表示，則下列結(jié)論中正

確的是（）

12V-----------Hh---------12V

甲乙

A.P甲=尸乙B.P甲=3尸乙

C.P乙=3P甲D.尸乙＞3P甲

B[設(shè)每個(gè)燈泡正常工作時(shí)的電流為/,則甲圖中電路的總電流為31,PT

=12VX3Z,乙圖中電路的總電流為I,Pa=12NXl,故有尸甲=3尸匕，B正確.]

合作探究。及重Hi

HEZUOTANJIUCONGZHONGNAN

［逮點(diǎn)1

串、并聯(lián)電路中電功率的計(jì)算

1.串聯(lián)電路功率關(guān)系

(1)各部分電路電流/相同，根據(jù)P=rR,各電阻上的電功率與電阻成正比.

(2)總功率P總=U/=(Ui+S+…+U”)/=Pi+P2+…+P”.

2.并聯(lián)電路功率關(guān)系

U2

(1)各支路電壓相同，根據(jù)p=菅，各支路電阻上的電功率與電阻成反比.

(2)總功率R總=U/=U(/i+心+…+1”)=尸］+P2+…+

3.結(jié)論

無論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，電路消耗的總功率均等于各負(fù)載消耗的功

率之和.

【例1】有額定電壓都是110V,額定功率PA=100W,PB=40W的電

燈兩盞，若接在電壓是220V的電路上，兩盞電燈均能正常發(fā)光，那么電路中消

耗功率最小的電路是()

思路點(diǎn)撥：(1)電路的總功率等于各用電器消耗的功率之和.

(2)串聯(lián)電路中，功率與電阻成正比；并聯(lián)電路中，功率與電阻成反比.

C［若要兩燈均正常發(fā)光，亦即每燈的電壓均為110V,對(duì)A電路，因?yàn)?/p>

RAVRB,所以〃<見，即UB>U0V,B燈將被燒壞；對(duì)B電路，UK>U

B燈將被燒壞；對(duì)C電路，網(wǎng)可能等于B燈與變阻器并聯(lián)后的電阻，所以以

可能等于UB,等于110V,兩燈可能正常發(fā)光，且電路消耗總功率為200W;

對(duì)D電路，變阻器電阻可能等于兩燈并聯(lián)后總電阻，可能有UA=UB=U*=110

V,兩燈可能正常發(fā)光，且電路中消耗總功率為280W.綜上可知，C正確.]

規(guī)律)5法

功率求解的技巧

(1)在純電阻電路中，比較用電器的電功率時(shí)，要根據(jù)已知條件靈活選用公

式，如用電器電流相同時(shí)，用P=/2R比較，若電壓相同時(shí)用尸=力比較，若電

阻相同時(shí)，可根據(jù)/或U的關(guān)系比較.

(2)求解串、并聯(lián)電路中的功率分配問題，比例法求解會(huì)使問題簡(jiǎn)化，但一

定要明確是正比還是反比關(guān)系.

(3)當(dāng)求解用電器的功率時(shí)，要明確求解的是什么功率.實(shí)際功率與額定功

率不一定相等.

1.(多選)如圖所示，Li、L2是兩個(gè)不同的小燈泡，。、萬間有恒定電壓，當(dāng)滑

動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向右滑動(dòng)時(shí)，發(fā)生的現(xiàn)象是()

L2

L.

01--------o

ab

3

A.Li亮度不變，L2變暗

B.Li變暗，L2變亮

C.電路消耗的總功率減小

D.經(jīng)過滑動(dòng)變阻器的電流減小

BCD[當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭向右滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大，

Rs變大，/g減小，由Pi=^Ri知Li實(shí)際功率變小，即亮度變暗；U^=U-1&

Ri變大，由尸2=方知L2的實(shí)際功率變大，L2變亮，P總=W總變小，/史=總一12,

由于，2變大，所以/史變小.]

苫點(diǎn)2

純電阻電路和非純電阻電路

1.純電阻電路和非純電阻電路的比較

純電阻電路非純電阻電路

元件特除電阻外還包括能把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能

電路中只有電阻元件

點(diǎn)的用電器

歐姆定

服從歐姆定律不服從歐姆定律

律

能量轉(zhuǎn)電流做功全部轉(zhuǎn)化為電流做功除轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外還要轉(zhuǎn)化為其他形

化電熱式的能

元件舉

電阻、電爐、白熾燈等電動(dòng)機(jī)、電解槽等

例

2.電功與電熱的區(qū)別與聯(lián)系

⑴純電阻電路

1/2

W=Q=UIt=I2Rt=^t；

____止

P電=Pjt?=U/=1~2R=五.

(2)非純電阻電路

電功W=U〃，電熱Q=I2Rt,W>Qi

電功率尸電=",熱功率P熱=FR,P電〉尸熱.

3.電動(dòng)機(jī)的功率和效率

(1)電動(dòng)機(jī)的總功率(輸入功率)：P&=UI.

(2)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱的功率：P熱=/2幾

⑶電動(dòng)機(jī)的輸出功率(機(jī)械功率)：

尸機(jī)=尸檢一尸熱=U/一?r.

P機(jī)

(4)電動(dòng)機(jī)的效率：〃=言義100%.

【例2】在研究微型電動(dòng)機(jī)的性能時(shí)，可采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路.當(dāng)調(diào)

節(jié)滑動(dòng)變阻器R使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.5A和

1.0V；重新調(diào)節(jié)R使電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0

A和15.0V.求這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的輸出功率和電動(dòng)機(jī)的線圈電阻.

思路點(diǎn)撥：(1)電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，電路為純電阻電路.

⑵電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，電路為非純電阻電路.

［解析］當(dāng)電流表和電壓表的示數(shù)為0.5A和1.0V時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止工作,

電動(dòng)機(jī)中只有電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻消耗電能，其阻值.=?=欄。=2。

11U.3

當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電流表、電壓表示數(shù)分別為2.0A和15.0V,

則電動(dòng)機(jī)的總功率P3=5/2=15.0X2.0W=30.0W

線圈電阻的熱功率P熊=1%=2.()2x2W=8.0W

所以電動(dòng)機(jī)的輸出功率

P..=P&-P*=30.0W-8.0W=22.0W.

［答案］22.0W2。

［一題多變］

上例中，若電動(dòng)機(jī)以。=1m/s勻速豎直向上提升重物，該重物的質(zhì)量為多

少？(g=10m/s2)

產(chǎn)出

提不：P貝”6=.=2.2kg.

規(guī)律方法

電動(dòng)機(jī)電路的分析與計(jì)算

J電功W電汽卯電二u〃,u為電動(dòng)機(jī)兩端電壓

電動(dòng)機(jī)正T電熱Q卜匚。=尸改,火為電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻

常運(yùn)轉(zhuǎn)

1電功率尸入hp入="

工*——I\關(guān)系：P入=P次+P出

1熱功率P熱'P熱=/2R/I-----------------------

即電=Qby即釁U/t=/2RuQ

電動(dòng)機(jī)被

卡住

/電=尸假卜［尸電=〃/=/2/=產(chǎn)系

2.規(guī)格為“220V36W”的排氣扇，線圈電阻為40。,

(1)接上220V的電壓后，求排氣扇轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率和發(fā)熱的功率；

(2)如果接上220V的電壓后，扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，求電動(dòng)機(jī)消耗的功

率和發(fā)熱的功率.

［解析］(1)排氣扇在220V的電壓下正常工作時(shí)的電流為

p36

^=I/=220AQ0.16A,

發(fā)熱功率為P*=FR=(0.16)2X40W^lW.

轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率為

產(chǎn)機(jī)=尸.一尸*=36W-lW=35W.

(2)扇葉被卡住不能轉(zhuǎn)動(dòng)后，電動(dòng)機(jī)成為純電阻電路，電流做功全部轉(zhuǎn)化為

熱能，此時(shí)電動(dòng)機(jī)中電流為

電動(dòng)機(jī)消耗的功率即發(fā)熱功率為

PJ=P『=UI'=220X5.5W=1210W.

［答案］(1)35W1W⑵1210W1210W

課堂小結(jié)知識(shí)脈絡(luò)

電功推導(dǎo)

1.對(duì)電功、電功率、電熱及熱功率的理解與

?L電功率一F二〃/

計(jì)算.

Q=/2及■任何電路一非純電阻電路一能量轉(zhuǎn)化

2.串、并聯(lián)電路的功率分析與計(jì)算.候工［|純電阻fP皿=網(wǎng)考

夜律N電路［W=Q=Ug產(chǎn)取昭

3.對(duì)純電阻電路與非純電阻電路的比較.

當(dāng)堂達(dá)標(biāo)。固巴基

「AZGI),oc;us

1.下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說法中錯(cuò)誤的是()

A.電功率越大，電流做功越快，電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多

B.W=U〃適用于任何電路，而叩=/2口=左1只適用于純電阻電路

C.在非純電阻電路中，UI>fR

D.焦耳熱。=/2放適用于任何電路

A［電功率公式為尸二5,功率越大，表示電流做功越快.對(duì)于一段電路,

有尸=皿1=~,焦耳熱。=份）即可見。與尸、U、，都有關(guān).所以，P越

大，2不一定越大，A錯(cuò)誤.w=u〃是電功的定義式，適用于任何電路，而/

=名只適用于她電阻電路，B正確.在非純電阻電路中，電流做的功=焦耳熱+

其他形式的能，所以W>°,即U/>/R,c正確.0=12次是焦耳熱的定義式，

適用于任何電路中產(chǎn)生的焦耳熱，D正確.]

2.一電動(dòng)機(jī)線圈電阻為R,在它兩端加上電壓U,電動(dòng)機(jī)正常工作，測(cè)得

通過它的電流為/,電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是（）

2（72

A.I2RB下

C.UI-I2RD.UI

C[電動(dòng)機(jī)的電功率P=U1,熱功率尸亂=/2R,所以機(jī)械功率尸機(jī)=尸一尸解

=UI-I2R,選項(xiàng)C正確.]

3.如圖所示，電路兩端的電壓U保持不變，電阻修、￡、&消耗的電功率

一樣大，則&:&：&是（）

A.1：1：1B.4：1：1

C.1：4：4D.1：2：2

U2

C[對(duì)及、由尸=石，5=5知，&:夫3=1:1,對(duì)R1>&,由p=

I2R,八=2/2知，R1：/?2=區(qū)：A=1：4,C正確.]

電路中的能量轉(zhuǎn)化

【教學(xué)目標(biāo)】

1.理解電功的概念，知道電功是指電場(chǎng)力對(duì)自由電荷所做的功，理解電功

的公式，能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。

2.理解電功率的概念和公式，能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。

3.知道電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。

4.通過推導(dǎo)電功的計(jì)算公式和焦耳定律，培養(yǎng)分析、推理能力。

【教學(xué)重點(diǎn)】

電功和電熱的計(jì)算。

【教學(xué)難點(diǎn)】

電流做功的表達(dá)式的推導(dǎo)，純電阻電路和非純電阻電路在能量轉(zhuǎn)化過程中的

區(qū)別。

【教學(xué)過程】

一、創(chuàng)設(shè)情景，導(dǎo)入新課

教師：用電器通電后，可以將電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，請(qǐng)同學(xué)們列舉生

活中常用的用電器，并說明其能量的轉(zhuǎn)化情況。

學(xué)生舉例：

1.電燈將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能。

2.電爐將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

3.電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

4.電解槽將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。

教師：用電器把電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程，就是電流做功的過程。電流

做功的多少及電流做功的快慢與哪些因素有關(guān)呢？本節(jié)課我們學(xué)習(xí)關(guān)于電功和

電功率的知識(shí)。

二、新課教學(xué)

（―）電功和電功率

請(qǐng)同學(xué)們思考下列問題：

（1）電場(chǎng)力的功的定義式是什么？

（2）電流的定義式是什么？

答：電場(chǎng)力的功的定義式W=qUa

I=-

電流的定義式,

如圖所示，一段電路兩端的電壓為U,由于這段電路兩端有電勢(shì)差，電路中

就有電場(chǎng)存在，電路中的自由電荷在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流I。

在時(shí)間t通過這段電路上任一橫截面的電荷量q是多少？

這相于在時(shí)間t內(nèi)將這些電荷q由這段電路的一端移到另一端。在這個(gè)過程

中，電場(chǎng)力做了多少功？

電場(chǎng)力做功的功率是多少？

這些公式分別用語言怎么描述？

教師講解：

在時(shí)間t內(nèi)，通過這段電路上任一橫截面的電荷量q=H

在這一過程中，電場(chǎng)力做的功W=qU=UIt

p—w—ui

電場(chǎng)力做功的功率為‘

電功：電流在這一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓U、電路中的

電流I和通電時(shí)間t三者的乘積。

電流做功的功率等于這段電路兩端的電壓U、電路中的電流I的乘積。

在國(guó)際單位制中，電功的單位是焦耳，簡(jiǎn)稱焦，符號(hào)J。

電功常用單位是千瓦時(shí)，俗稱“度”，符號(hào)是kW?h.

lkW-h表示功率為IkW的用電器正常工作lh所消耗的電能。

1kWh=l000Wx3600s=3.6x106J

利用電功率的公式P=u/計(jì)算時(shí)，電壓U的單位：V,電流I的單位：

A,電功率P的單位就是W。

總結(jié)如下：

1.電功(W)

(1)表達(dá)式：電流在一段電路中所做的功等于這段電路兩端的電壓U、電

路中的電流I和通電時(shí)間t三者的乘積，即W=UIto

(2)單位：國(guó)際單位制中：焦耳(J)o

(3)物理意義：反應(yīng)了電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的多少。

2.電功率(P)

（1）定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做的功叫做電功率。

（2）表達(dá)式：電流在一段電路上做功的功率等于電流I與這段電路兩端的

電壓U的乘積，即P=Ulo

（3）單位：國(guó)際單位制中：瓦特（W）。

（4）物理意義：表示電流做功的快慢。

讓學(xué)生觀察用電器上的銘牌，提問：用電器上寫的功率是它在工作中的實(shí)際

功率嗎？引出額定功率與實(shí)際功率。

3.額定功率和實(shí)際功率

用電器銘牌上所標(biāo)稱的功率是額定功率，用電器在實(shí)際電壓下工作的功率是

實(shí)際功率。

觀察實(shí)驗(yàn)，同一個(gè)小燈泡接入不同的電壓，亮度不一樣，并且測(cè)量得出的電

功率也不一樣，因此我們知道，用電器的實(shí)際功率與額定功率的關(guān)系:

用電器只有在額定電壓下工作實(shí)際功率才等于額定功率。

教師展示幾種常見家用電器的額定功率

用電路29寸彩電電熨斗電冰箱微波爐臺(tái)燈

額定電壓（V）220220220220220

額定功率（W）70~150300~800100—150800~120040?60

（二）焦耳定律

教師：家用熱水器是將電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，那么消耗的電能轉(zhuǎn)化成熱量，我們

可以得到Q=W=Uh由歐姆定律U=IR,可以得到熱量??的表達(dá)式

z

0=lRto

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。我們把它稱為焦耳定律。

那么產(chǎn)生熱量的快慢怎么表示呢？

p=上=￡

由Q=12Rt,t'得：P=/2R,表示電流做功全部變成

熱的功率，我們稱為熱功率。

總結(jié)如下：

1.焦耳定律：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。這個(gè)關(guān)系最初是焦耳由實(shí)驗(yàn)得到的。表達(dá)式:

Q=I2Rt

2.熱功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間的發(fā)熱量通常稱為熱功率，表達(dá)式為P=，2上

（三）電路中的能量轉(zhuǎn)化

教師：電流做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過程。

再次請(qǐng)同學(xué)們列舉電能轉(zhuǎn)化成其他能量的例子：

1.電燈將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能。

2.電爐將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

3.電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

4.電解槽將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。

提問：電動(dòng)機(jī)是將消耗的電能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能了嗎？玩具汽車運(yùn)行久了會(huì)

怎么樣？為什么會(huì)這樣？

學(xué)生回答：電動(dòng)機(jī)除了將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能以外，還有一部分電能轉(zhuǎn)化成了

熱量。

思考：一個(gè)電動(dòng)機(jī)，線圈電阻是0.4Q,當(dāng)它兩端所加的電壓為220V時(shí)，通

過的電流是5A。這臺(tái)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱的功率與對(duì)外做功的功率各是多少？

P蛆=I2R=52X0.4W=10W

解：電動(dòng)機(jī)發(fā)熱的功率為

P由=IU=5AX220V=1100W

電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為電

電動(dòng)的對(duì)外做功的功率為「機(jī)=「電—「熱=1100W-1°W=1090W

教師和學(xué)生一起總結(jié)電動(dòng)機(jī)類和電熱水器類的不同

純電阻電路非純電阻電路

除電阻外還包括能把電能轉(zhuǎn)化

元件特點(diǎn)電路中只有電阻元件

為其他形式的能的用電器

符合歐姆定律不符合歐姆定律

電流、電壓、

U=IRU>IR

電阻的關(guān)系

能量轉(zhuǎn)化形式電流做功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電流做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和

其他形式的能量

W=UIl

電功

可應(yīng)用的公式Q=rRt

YR電熱

W=Q+W其他

例題：規(guī)格為“220V,1000W”的電爐，求：①電爐正常工作時(shí)，通過電

阻絲的電流；②電爐的電阻。

三、課堂練習(xí)

1.如右圖所示的電路，若將玩具電動(dòng)機(jī)卡住，電流表的示數(shù)如何變化?

解：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電路為非純電阻電路，有??陣??/??。

若將玩具電動(dòng)機(jī)卡住，則電路變?yōu)榧冸娮桦娐?，??純=??/??,

即??純＞??非。電流變示數(shù)變大。

2.關(guān)于電功，下列說法中正確的有（）

A.電功的實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)力所做的功

B.電功是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

C.電場(chǎng)力做功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的量度

D.電流通過電動(dòng)機(jī)時(shí)的電功率和熱功率相等

答案：AC

3.對(duì)計(jì)算任何用電器的電功率都適用的公式是（）

A.P=12R

U2

BP=k

C.P=UI

D.P=—

答案：CD

4.加在某臺(tái)電動(dòng)機(jī)上的電壓是U,電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為P,電動(dòng)機(jī)線圈

的電阻為r,則電動(dòng)機(jī)線圈上消耗的熱功率為（）

A.F

U2

B—

p2r

c中

P2r

DP-不

答案：C

閉合電路的歐姆定律

【教學(xué)目標(biāo)】

一、知識(shí)與技能

1.借助實(shí)驗(yàn)，知道閉合電路歐姆定律。

2.能利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

3.知道閉合電路中各點(diǎn)的電勢(shì)高低，加深對(duì)于電動(dòng)勢(shì)及回路中能量轉(zhuǎn)化的

理解。

二、過程與方法

1.懂得使用電壓傳感器，學(xué)會(huì)測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)的一種方法。

2.通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，歸納、總結(jié)的科學(xué)研究方法。

三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀

1.了解電池的結(jié)構(gòu)，感悟物理貼近生活、聯(lián)系實(shí)際。

2.結(jié)合實(shí)驗(yàn)和探索過程，學(xué)會(huì)觀察、勤于思考，體會(huì)科學(xué)研究方法，提高

科學(xué)素養(yǎng)。

【教學(xué)重點(diǎn)】

1.推導(dǎo)閉合電路歐姆定律，應(yīng)用定律進(jìn)行有關(guān)討論。

2.路端電壓與負(fù)載的關(guān)系。

【教學(xué)難點(diǎn)】

路端電壓與負(fù)載的關(guān)系。

【教學(xué)過程】

一、復(fù)習(xí)提問、新課導(dǎo)入

1.教師：（演示實(shí)驗(yàn)）為什么多接幾個(gè)小燈泡之后，會(huì)比之前要暗？

2.介紹閉合電路的組成和內(nèi)電壓、外電壓的含義。

外電路

由導(dǎo)線、電源、用電器連成的電路叫做閉合電路。用電器和導(dǎo)線組成外電路,

電源內(nèi)部是內(nèi)電路。

2.提出問題：E、U、U\R、r和I這些物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系是怎樣的？

二、新課教學(xué)

（一）電動(dòng)勢(shì)

1.電源：

（1）保持兩極間有電壓。

（2）通過非靜電力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

2.電動(dòng)勢(shì)：電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓。

（1）非靜電力做的功與所移動(dòng)的電荷量之比來表示電源的這種特性，叫做

電動(dòng)勢(shì)。用字母E表示。

W

E=—

q

（2）單位：V

（3）電動(dòng)勢(shì)與外電路無關(guān)，由電源本身特性決定的。

（4）電動(dòng)勢(shì)的實(shí)質(zhì)：表征電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)。

（二）閉合電路歐姆定律及其能量分析

1.內(nèi)電路和外電路

（1）內(nèi)電路：電源內(nèi)部的電路，叫內(nèi)電路。如發(fā)電機(jī)的線圈、電池內(nèi)的溶

液等。

（2）外電路：電源外部的電路，叫外電路。包括用電器、導(dǎo)線等。

2.內(nèi)電阻和外電阻上一匕,

（1）內(nèi)電阻：內(nèi)電路的電阻，通常稱為電源的內(nèi)阻。。?

（2）外電阻：外電路的總電阻。

【理論分析】

設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為&內(nèi)阻為〃與一個(gè)負(fù)載連成閉合電路，負(fù)載兩端

電壓為U,電路中電流為I,通電時(shí)間為t：

W外=Ult

非靜電力做功電流做功

化學(xué)能---電--能---------->其它形式的能

w非=Eq=Elt

w內(nèi)3t

根據(jù)能量守恒定律，有

EIt=Ult+I2rtE=U+Ir

即:E=U外+U內(nèi)

4.閉合電路歐姆定律

（1）內(nèi)容：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電

阻之和成反比，這個(gè)結(jié)論叫做閉合電路的歐姆定律。

F

（2）公式：1=3石：

（3）適用條件：外電路是純電阻的電路。

（三）路端電路與負(fù)載的關(guān)系

路端電壓：外電路的電勢(shì)降落，也就是外電路兩端的電壓，通常叫做路端電

壓。

1.路端電路與電壓的關(guān)系

【實(shí)驗(yàn)探究】1）

對(duì)某一給定的閉合電路來說，電流、路端電壓、內(nèi)電壓隨_____（v）___

外電阻的改變而改變，變化情況如下：&Rr-

R變化情況RTR->ooR1RT0

E

I=------

R+r

"I內(nèi)

當(dāng)外電阻增大時(shí)，電流減小，路端電壓增大；當(dāng)外電阻減小時(shí)，電流增大,

路端電壓減小。

定性分析

E

R-1(=而"7rlT(=E—Ir)t

E

RK=申)tTiU(=ETr)!

①當(dāng)外電路斷開時(shí),

RT8,/=0,U內(nèi)=0,1/外=5

此為直接測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)的依據(jù)。

②當(dāng)電源兩端短路時(shí)，

R=0,I=E/r,U=0,U^=E

o

由于r很小，電路中電流很大，容易燒壞電源。

（絕對(duì)不允許將電源兩端用導(dǎo)線直接連接在一起。）

2.路端電路與電流的關(guān)系

路端電壓U與電流I的關(guān)系圖像是一條向下傾斜的直線。U-I圖像如圖所

不。

①在縱軸上的截距表示電源電動(dòng)勢(shì)?？勺

②在橫軸上的截距表示電源短路電流E葭

③圖象斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻、、、

（內(nèi)阻越大，圖線傾斜得越厲害）o'-----------一*

/短

3.閉合電路中的功率

（1）閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化qE=qU外+qU內(nèi)

在某段時(shí)間內(nèi)，電能提供的電能等于內(nèi)、外電路消耗的電能的總和。

電源的電動(dòng)勢(shì)又可理解為在電源內(nèi)部移送1C電量時(shí)，電源提供的電能。

（2）閉合電路中的功率

EI=U/+U內(nèi)I

EI=I2R+I2r

說明了電源提供的電能只有一部分消耗在外電路上，轉(zhuǎn)化為其他形式的能，

另一部分消耗在內(nèi)阻上，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

（3）電源提供的電功率

電源提供的電功率，又稱之為電源的總功率。

E2

R+r

RT—P1，R-8時(shí)，p=o

p——

RJ—Pf,RTO時(shí)，

（4）外電路消耗的電功率

外電路上消耗的電功率，又稱之為電源的輸出功率。

P=u外I

定性分析

I痣

u產(chǎn)E-

從這兩個(gè)式子可知，R很大或R很小時(shí)，電源的輸出功率均不是最大。

定量分析

E2RE2R

p=1U=----=-----

(R+r)2(Z?+r)2

所以，當(dāng)R=i?時(shí)，電源的輸出功率為最大，P4ro

圖像表述:

從P—R圖像中可知，當(dāng)電源的輸出功率小于最大輸出功率時(shí)，對(duì)應(yīng)有兩個(gè)

外電阻Ri.R2時(shí)電源的輸出功率相等?？梢宰C明，Ri.R?和r必須滿足：

r=

（5）內(nèi)電路消耗的電功率

內(nèi)電路消耗的電功率是指電源內(nèi)電阻發(fā)熱的功率。

E2R

P內(nèi)=UG=（R+了

Rf-'P內(nèi)I,RJ-P內(nèi)T。

（6）電源的效率

電源的輸出功率與總功率的比值。

P外R

n=-F=R+7

當(dāng)外電阻R越大時(shí)，電源的效率越高。當(dāng)電源的輸出功率最大時(shí)，n=50%。

三、當(dāng)堂檢測(cè)

［題1］關(guān)于電動(dòng)勢(shì)下列說法中正確的是（）

A.在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移到正極，非靜電力做功，電能增加

B.對(duì)于給定的電源，移動(dòng)正電荷非靜電力做功越多，電動(dòng)勢(shì)就越大

C.電動(dòng)勢(shì)越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極向正極移動(dòng)，單位

電荷量做功越多

D.電動(dòng)勢(shì)越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移到正極，移送電

荷量越多

【題2】如圖所示的電路中，當(dāng)S閉合時(shí)，電壓表和電流表

（均為理想電表）的示數(shù)各為L(zhǎng)6V和0.4A。當(dāng)S斷開時(shí)，它們

的示數(shù)各改變0.1V和0.1A,求電源的電動(dòng)勢(shì)。

【題3】如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為E

和r,當(dāng)閉合開關(guān)S,向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)，下列說法

正確的是（）

A.電流表的示數(shù)變大，電壓表的示數(shù)變大

B.電流表的示數(shù)變大，電壓表的示數(shù)變小

C.電流表的示數(shù)變小，電壓表的示數(shù)變小

D.電流表的示數(shù)變小，電壓表的示數(shù)變大

【題4】如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E=10V,內(nèi)電阻r=0.5Q,電動(dòng)機(jī)的電

阻Ro=LOC，電阻Ri=L5Q,電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電壓表的示數(shù)Ui=3.0V,求：

（1）電源釋放的電功率。A電動(dòng)機(jī)

（2）電動(dòng)機(jī)消耗的電功率，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率。一'

（3）電源的輸出功率。0

實(shí)驗(yàn)：電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量

【教學(xué)目標(biāo)】

一、知識(shí)與技能

1.知道測(cè)量電源，電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理，進(jìn)一步感受電源路端電壓隨

電流的變化關(guān)系。

2.經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過程，掌握實(shí)驗(yàn)原理和方法，學(xué)會(huì)根據(jù)圖像合理外推進(jìn)行數(shù)據(jù)

處理的方法。

3.嘗試進(jìn)行電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻測(cè)量誤差的分析，了解測(cè)量中減小誤差的方

法。

二、過程與方法

1.體驗(yàn)設(shè)計(jì)測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)的電路、選擇實(shí)驗(yàn)的儀器、連接

實(shí)驗(yàn)電路，這些過程可以讓學(xué)生得到操作技能的訓(xùn)練。

2.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析以及圖像法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，可以

鍛煉學(xué)生的思維方法。

三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀

1.使學(xué)生理解和掌握基本的實(shí)驗(yàn)手段和處理數(shù)據(jù)的基本過程和技能，嚴(yán)謹(jǐn)

求實(shí)的態(tài)度和不斷探索的精神。

2.培養(yǎng)仔細(xì)觀察，真實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和實(shí)事求是的品質(zhì)。

3.提高學(xué)生的思維能力、操作能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)

合作、探究、交流、動(dòng)手處理問題的能力。

【教學(xué)重點(diǎn)】

掌握實(shí)驗(yàn)原理和方法，學(xué)會(huì)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。只有掌握了原理和方法，才能加

深對(duì)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的理解。

【教學(xué)難點(diǎn)】

用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)誤差分析。圖像中的兩個(gè)截距點(diǎn)的處理辦法。

【教學(xué)過程】

一、復(fù)習(xí)提問、新課導(dǎo)入

教師：我們的日常生活中，很多用電器都離不開電池，而電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)

阻是電池的兩個(gè)最重要參數(shù)，要求學(xué)生根據(jù)閉合電路，歐姆定律的知識(shí)來設(shè)計(jì)電

路，從而測(cè)出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，從而激發(fā)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的實(shí)際問題應(yīng)用的

渴望和興趣。

二、新課教學(xué)

1.實(shí)驗(yàn)方法：用伏安法測(cè)量

如圖所示，改變滑動(dòng)變阻器的阻值，分別測(cè)量?jī)山MU、I的值，則由閉合電

路歐姆定律可得：

2.數(shù)據(jù)記錄:

實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456

電壓U/V

電流I/A

3.數(shù)據(jù)處理:

方法一：解方程組法

Ur=E-lxr

U2=E-l2r

_IW2-IUi

E------------2----

/i一，2

%一%

r=----------

A~~12

方法二：圖象法

小U/V

U軸截距等于電動(dòng)勢(shì)E

R是直線的斜率的絕對(duì)值

4.注意事項(xiàng)：

（1）電壓表、電流表要選擇合適的量程，使測(cè)量時(shí)指針的偏角大一些，減

小讀數(shù)時(shí)的誤差。

（2）為了使電池的路端電壓變化較明顯，電池的內(nèi)阻宜大些。也可以將一

個(gè)定值電阻與電池串聯(lián)在一起作為電源，不過要注意測(cè)量結(jié)果減去定值電阻才是

電池內(nèi)阻。

（3）干電池在大電流放電時(shí)，電動(dòng)勢(shì)會(huì)明顯下降，內(nèi)阻會(huì)明顯增大，故在

實(shí)驗(yàn)中，不要將電流調(diào)得過大，且讀取電表數(shù)據(jù)要快，每次讀完立即斷開電鍵。

（4）在畫??-??圖線（直線）時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)落在這條直線上，而且

在直線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相等，個(gè)別偏離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)舍去。求r時(shí)選取直線上

相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)求斜率可以減小誤差。

（5）由于電池的內(nèi)阻r一般很小，得到的圖線斜率的絕對(duì)值就較小。為了

使測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，可以將縱軸的坐標(biāo)不從零開始，這時(shí)直線與橫軸的交點(diǎn)不再是

短路電流，但斜率的絕對(duì)值仍然還是電源的內(nèi)阻r。所以求內(nèi)阻的一般表達(dá)式應(yīng)

該是??=|A??/A??|。

（6）電阻??的伏安特性曲線中，？?與??成正比，前提是??保持一定。

補(bǔ)充：

電源的U-I圖線的縱坐標(biāo)是路端電壓，它反映的是：E、r不變，外電阻R

改變，電流I增大，路端電壓U將隨之減小，U與I成線性關(guān)系，U=E-Ir0

也就是說它所反映的是電源的性質(zhì)，所以也叫電源的外特性曲線。

5.誤差分析：

（1）偶然誤差：主要來源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作??-??圖象時(shí)描點(diǎn)

不是很準(zhǔn)確。

（2）系統(tǒng)誤差：選用電路圖時(shí)，實(shí)驗(yàn)電路中的電流表也有內(nèi)接法和外接法

之分，兩種方式測(cè)量都會(huì)帶來誤差。

內(nèi)接法（安培表內(nèi)接在并聯(lián)電路之內(nèi)的電路）

E?i<E我，r?i<r我

外接法（安培表外接在并聯(lián)電路之外的電路）

E加=后a，r?i>r真

該電路適用于電源內(nèi)阻很大的情況。

要想測(cè)出電池的內(nèi)阻，如果采用外接法，將電流表的內(nèi)阻r與電源的內(nèi)

阻L合并為r+r4,則可以不計(jì)電流表的分壓作用。最后測(cè)到的結(jié)果是

相當(dāng)于電池內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻的總和r+rA,而兩者相差又不太多，這樣一

來誤差就會(huì)比較大。

所以應(yīng)采用內(nèi)接法。為了減小系統(tǒng)誤差，所選用的電壓表的內(nèi)阻應(yīng)該大一些。

三、變式應(yīng)用

變式一：用一只電流表和電阻箱測(cè)量

如圖所示，改變電阻箱R的阻值，測(cè)出不同阻值時(shí)對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)，

則由閉合電路歐姆定律可得：

E=Ii/?i+I,E—I-)r

_/l/2（7?2—/?l）llRz—1\R\

E=-----------------r=----------------

h-hh-h

變式二：用一只電壓表和電阻箱測(cè)量

如圖所示，改變電阻箱R的阻值，測(cè)出不同阻值時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓表的示數(shù),

則由閉合電路歐姆定律可得:

「〃5

E=U\+——r

RT

l〃U2

E=Lh+——r

R2

變式三：定值電阻和一個(gè)理想電壓表（量程大于電源電動(dòng)勢(shì)）

變式四：用兩只電壓表測(cè)量

如圖所示，閉合Si、S?記下H讀數(shù)U”閉合Si、斷

I

開S,,記下。讀數(shù)V,讀數(shù)u?則由閉合電路歐姆定

律可得：

E=%+揮

?171

t

E=U.+U+六r

12'%2

由上兩式可得:

能源與可持續(xù)發(fā)展

【教學(xué)目標(biāo)】

1.理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散。

2.通過對(duì)生活中能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例分析，理解能量守恒定律的確切含義。

3.了感知我們周圍能源的耗散，樹立節(jié)能意識(shí)。

【教學(xué)重難點(diǎn)】

1.能量守恒定律的內(nèi)容。

2.理解能量守恒定律的確切含義。

【教學(xué)過程】

一、新課教學(xué)

（一）能的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化

1.教室列舉生活中能量轉(zhuǎn)化的例子

（1）化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機(jī)械能（2）風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能

自

■

*—一j-r*-'1

（3）重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能（口4）電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

（5）電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（6）太陽能轉(zhuǎn)化為電能

（7）光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能（8）化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

【練習(xí)】

指出下列現(xiàn)象中能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移情況:

（1）人在跑步時(shí)，身體發(fā)熱（）

化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

（2）風(fēng)吹動(dòng)帆船前進(jìn)（）

風(fēng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)移到帆船上

（3）放在火爐旁的冷水變熱（）

內(nèi)能由火爐轉(zhuǎn)移給水

（4）電流通過燈泡，燈泡發(fā)光（）

電能轉(zhuǎn)化為光能

（5）植物進(jìn)行光合作用（）

光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

（二）能量守恒定律

通過上面的練習(xí)，我們可以總結(jié)得出：

（1）能量轉(zhuǎn)移：能量的形式?jīng)]改變

（2）能量轉(zhuǎn)化：能量的形式發(fā)生變化

無論能量發(fā)生轉(zhuǎn)移還是轉(zhuǎn)化，總能量保持不變。

1.能量守恒定律：能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種

形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過

程中，能量的總量保持不變。

在歷史的長(zhǎng)河里，物理規(guī)律從來都是經(jīng)過不斷的試錯(cuò)和摸索得來的，在此之

前人們認(rèn)為有永動(dòng)機(jī)存在，它不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對(duì)外做功。人

們把這種不消耗能量的永動(dòng)機(jī)叫第一類永動(dòng)機(jī)。

在這個(gè)過程中，還設(shè)計(jì)了很多不同類型的永動(dòng)機(jī)。

水

塔

式

永

動(dòng)

機(jī)

2.事實(shí)和理論都證明永動(dòng)機(jī)是不可能制成的

永動(dòng)不可能制成的原因：

根據(jù)能量守恒定律，任何一部機(jī)器，只能使能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形

式，而不能無中生有地制造能量，因此第一類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的。

17~18世紀(jì)許多機(jī)械專家就已經(jīng)論證了永動(dòng)機(jī)是不可能的法國(guó)科學(xué)院在

1775年就正式?jīng)Q定，不再研究和試驗(yàn)任何永動(dòng)機(jī)。

3.能量守恒定律的意義：

（1）能量守恒定律同生物進(jìn)化論、細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)被恩格斯譽(yù)為19世紀(jì)的三個(gè)

最偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

（2）能量守恒定律是在無數(shù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上建立起來的，是自然科學(xué)的

普遍規(guī)律之一。

（3）自然界一切已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的過程都遵守能量守恒定律。凡是違反能量守恒

定律的過程都是不可能實(shí)現(xiàn)的，例如“永動(dòng)機(jī)”只能以失敗而告終。

（4）機(jī)械能守恒定律只是能量守恒定律的特例。

［例題1］下列對(duì)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的認(rèn)識(shí)正確的是（）

A.某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加

B.某個(gè)物體的能量減少，必然有其他物體的能量增加

C.不需要任何外界的動(dòng)力而持續(xù)對(duì)外做功的機(jī)器——永動(dòng)機(jī)是不可能制成

的

D.石子從空中落下，最后靜止在地面上，說明機(jī)械能消失了

【例題2】一個(gè)物體沿粗糙斜面勻速滑下，則下列說法正確的是（）

A.物體機(jī)械能不變，內(nèi)能也不變

B.物體機(jī)械能減小，內(nèi)能不變

C.物體機(jī)械能減小，內(nèi)能增大，機(jī)械能與內(nèi)能總量減小

D.物體機(jī)械能減小，內(nèi)能增大，機(jī)械能與內(nèi)能總量不變

（三）能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性

教師拋出問題：既然能量是守恒的，不可能消滅，為什么我們還要節(jié)約能源?

師生活動(dòng)1:

活動(dòng)要求：

根據(jù)給定器材設(shè)計(jì)活動(dòng)，使能量發(fā)生轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移；

思考并記錄：活動(dòng)的目標(biāo)是什么、使用了何種能源、能量轉(zhuǎn)化過程怎樣、能

量最終去了哪里？

第1組：長(zhǎng)木板彈簧小車

第2組：干電池導(dǎo)線小電珠開關(guān)

第3組：高功率紅外燈電動(dòng)機(jī)小型葉片（或者蜂鳴器）

第4組：電吹風(fēng)電動(dòng)機(jī)小型葉片

第5組：臉盆水水車

教師提問：現(xiàn)在請(qǐng)各小組派一代表來說一下你們這組的活動(dòng)目標(biāo)是什么？利

用什么能源？能量的轉(zhuǎn)化情況如何？

學(xué)生回答：略

師生總結(jié)：

（1）雖然我們的器材不同、使用的能源不同，但是能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過

程中都完成了目標(biāo)，因此能源的利用本質(zhì)就是能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移；

（2）所有的能量最終“歸宿”都為內(nèi)能。

教師提問：那你們感受到了內(nèi)能嗎？

學(xué)生回答：沒有

教師提問：為什么？

學(xué)生回答：能量太小了

教師提問：那為什么當(dāng)它是機(jī)械能、水能、化學(xué)能其他形式的時(shí)候我們能感

知到了呢，難道能量不守恒了嗎？

學(xué)生回答：守恒

教師提問：那是為什么？

學(xué)生回答：（引導(dǎo)回答）那是因?yàn)榄h(huán)境太大，內(nèi)能分散到各個(gè)角落都有可能,

無序度高；

教師提問：那我們有沒有辦法把散發(fā)在空氣的所有內(nèi)能收集回來，比如重新

讓你們的燈泡發(fā)光、葉片旋轉(zhuǎn)、小車運(yùn)動(dòng)起來呢？

學(xué)生回答：不能

教師總結(jié)：不管何種形式的能源，其能量最終“歸宿”都為內(nèi)能，燃料燃燒時(shí)

一旦把自己的熱量釋放出去，它就不會(huì)再次自動(dòng)聚集起來供人類重新利用，電池

中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，它又通過燈泡轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和光能，熱和光被其他物質(zhì)吸

收后變?yōu)橹車h(huán)境的內(nèi)能，我們無法把這些內(nèi)能收集起來重新利用。這種現(xiàn)象叫

做能量的耗散。

教師展示一座房屋的紅外線照片

可以看出，由于取暖和使用電器，室內(nèi)溫度比室外高。熱量散失到室外后，

不能回收重新利用。

教師提問：能量耗散與能量守恒是否矛盾，該怎樣理解？

教師總結(jié)：能量耗散和能量守恒并不矛盾，能量耗散表明，在能源利用的過

程中，即在能量的轉(zhuǎn)化過程中，能量在數(shù)量上并沒有減少。但是可利用的品質(zhì)上

降低了，從便于利用變?yōu)椴槐阌诶昧?。這是節(jié)約能源的根本原因。

這說明能量的耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過程的方向性。

教師提問：我們手拿著冰塊，內(nèi)能是誰轉(zhuǎn)移給誰？冰塊能夠?qū)?nèi)能轉(zhuǎn)移給手

嗎？

學(xué)生回答：不能

教師總結(jié)：內(nèi)能總是自發(fā)地從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移，而不會(huì)自發(fā)的由低

溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移。

師生活動(dòng)2

教師提問：同學(xué)們當(dāng)內(nèi)能向其他形式能量轉(zhuǎn)化時(shí)，是否無條件全額地轉(zhuǎn)化

呢？

演示實(shí)驗(yàn)：溫差熱機(jī)發(fā)電

得出結(jié)論：要使葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，前提條件必須與環(huán)境存在溫度差，第二內(nèi)能也會(huì)

自發(fā)地向低溫環(huán)境傳遞熱量，因此內(nèi)能不能百分之百的轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。

能量耗散實(shí)際上也是品質(zhì)降低的過程。

教師提問：對(duì)于一個(gè)國(guó)家，主要能源來自化石能源，如石油、天然氣、煤炭

等，主要的發(fā)電形式也是火力發(fā)電，過渡使用能源將會(huì)出現(xiàn)什么問題？

學(xué)生回答：能源危機(jī)和環(huán)境問題。

穿插介紹：能源危機(jī)引發(fā)一個(gè)國(guó)家的能源掠奪、經(jīng)濟(jì)的震蕩；

圖片展示：介紹環(huán)境問題和引發(fā)的危害

（1）溫室效應(yīng)

大量燃燒石油、煤炭、天然氣等產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w，增大了大氣中二氧化

碳的含量，由于二氧化碳對(duì)長(zhǎng)波的輻射有強(qiáng)烈的吸收作用，且像暖房的玻璃一樣,

只準(zhǔn)太陽光的熱輻射進(jìn)來，不讓室內(nèi)長(zhǎng)波熱輻射出去，使地球氣溫上升，這種效

應(yīng)叫溫室效應(yīng)。溫室效應(yīng)使兩極的冰雪融化，海平面上升，淹沒沿海城市，使海

水倒流入河流，從而使耕地鹽堿化。

（2）酸雨

酸雨是指pH小于5.6的雨、雪或其他形式的大氣降水。形成酸雨的主要原

因是燃燒煤炭和石油，以及工業(yè)生產(chǎn)等釋放到大氣中的二氧化硫和氮氧化物，通

過化學(xué)反應(yīng)分別轉(zhuǎn)化為硫酸和硝酸，混入雨水和雪水中，使其酸度增加。同時(shí)，

酸雨的形成還與大氣中其他許多堿性物質(zhì)如飛灰中的氧化鈣、土壤中的碳酸鈣等

與酸發(fā)生中和反應(yīng)有關(guān)。

酸雨對(duì)人類是有害的，首先危害人體健康：由于酸雨可溶解空氣及土壤中的

重金屬粒子，使其變成對(duì)人體有害的金屬，人飲用了這種水就能誘發(fā)各