第十二章 電能 能量守恒定律 素養(yǎng)檢測2023-2024學(xué)年新教材高中物理必修第三冊同步教學(xué)設(shè)計（人教版2019 江蘇專用）

第十二章電能能量守恒定律素養(yǎng)檢測2023-2024學(xué)年新教材高中物理必修第三冊同步教學(xué)設(shè)計（人教版2019江蘇專用）課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是電能、能量守恒定律。這部分內(nèi)容是高中物理必修第三冊第十二章的內(nèi)容，主要包括電能的定義、計算以及能量守恒定律的表述和應(yīng)用。在學(xué)生已有知識的基礎(chǔ)上，本節(jié)課將引導(dǎo)學(xué)生深入理解電能的概念，掌握電能的計算方法，并運(yùn)用能量守恒定律解釋一些物理現(xiàn)象。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系主要體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，學(xué)生需要掌握電流、電壓等基本電學(xué)概念，這是理解電能的基礎(chǔ)；其次，學(xué)生需要了解一些基本的數(shù)學(xué)知識，如代數(shù)運(yùn)算，以便于計算電能；最后，學(xué)生需要具備一定的觀察和實驗?zāi)芰Γ员阌谕ㄟ^實驗觀察電能的變化，并運(yùn)用能量守恒定律進(jìn)行分析。

在教學(xué)過程中，我將結(jié)合課本內(nèi)容，通過講解、示范、練習(xí)等方式，幫助學(xué)生掌握電能的概念和計算方法，并能夠運(yùn)用能量守恒定律分析和解決問題。同時，我會設(shè)計一些實際案例和問題，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于實際情境中，提高學(xué)生的實際問題解決能力。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要包括物理觀念、科學(xué)思維、實驗探究和科學(xué)態(tài)度。首先，通過學(xué)習(xí)電能和能量守恒定律，學(xué)生能夠建立正確的物理觀念，理解電能的概念和計算方法，并能夠運(yùn)用能量守恒定律分析和解決問題。其次，學(xué)生需要運(yùn)用科學(xué)思維，通過觀察、實驗和分析，形成對電能和能量守恒定律的深入理解。同時，學(xué)生需要進(jìn)行實驗探究，通過實驗驗證能量守恒定律，提高實驗操作和觀察能力。最后，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中應(yīng)該保持積極的態(tài)度，主動參與課堂討論和實踐活動，培養(yǎng)對物理學(xué)的興趣和好奇心。三、學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：在開始本節(jié)課之前，學(xué)生應(yīng)該已經(jīng)掌握了電流、電壓等基本電學(xué)概念，以及一些基本的數(shù)學(xué)知識，如代數(shù)運(yùn)算。這些知識為本節(jié)課的學(xué)習(xí)電能和能量守恒定律奠定了基礎(chǔ)。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：根據(jù)對學(xué)生的了解，他們對物理現(xiàn)象的解釋和實驗操作具有較強(qiáng)的興趣。在能力方面，學(xué)生具備一定的觀察和實驗?zāi)芰Γ軌蜻M(jìn)行簡單的物理計算。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生偏好直觀演示和實驗操作，而另一部分學(xué)生則更擅長理論分析和數(shù)學(xué)計算。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在學(xué)習(xí)電能和能量守恒定律的過程中，學(xué)生可能遇到以下困難和挑戰(zhàn)：（1）電能概念的理解：部分學(xué)生可能對電能的概念理解不夠深入，難以把握電能的本質(zhì)；（2）能量守恒定律的應(yīng)用：學(xué)生可能難以將能量守恒定律應(yīng)用于實際問題中，對于復(fù)雜問題的分析能力有待提高；（3）數(shù)學(xué)計算能力：部分學(xué)生在電能計算過程中可能由于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱而遇到困難。

針對學(xué)生的特點和可能遇到的困難，我在教學(xué)過程中將采取多種教學(xué)方法和策略，如講解、示范、練習(xí)等，以幫助學(xué)生更好地理解和掌握電能及能量守恒定律，提高學(xué)生的實際問題解決能力。同時，注重個體差異，針對不同學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格進(jìn)行有針對性的教學(xué)，以提高教學(xué)效果。四、教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.引導(dǎo)法：通過提問、引導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生的思考，引導(dǎo)學(xué)生自主探究電能和能量守恒定律的概念和應(yīng)用。

2.互動討論法：組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，分享彼此的想法和理解，促進(jìn)學(xué)生之間的交流和合作。

3.實踐操作法：安排實驗活動，讓學(xué)生親自動手操作，觀察電能的變化，驗證能量守恒定律，增強(qiáng)學(xué)生的實踐能力。

教學(xué)手段：

1.多媒體演示：利用多媒體設(shè)備展示電能的圖像、動畫等，直觀地呈現(xiàn)電能的變化和能量守恒定律的應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生的理解和記憶。

2.在線教學(xué)平臺：利用教學(xué)軟件和在線平臺，提供豐富的學(xué)習(xí)資源和練習(xí)題，方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)和鞏固知識。

3.虛擬實驗室：利用虛擬實驗室軟件，模擬實驗操作，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實驗，提高實驗操作能力和問題解決能力。五、教學(xué)過程課堂導(dǎo)入：

大家好，今天我們要學(xué)習(xí)的是高中物理必修第三冊第十二章的內(nèi)容，關(guān)于電能和能量守恒定律。在這一章節(jié)中，我們將深入理解電能的概念，掌握電能的計算方法，并運(yùn)用能量守恒定律解釋一些物理現(xiàn)象。希望大家能夠積極參與，共同探索這一章節(jié)的奧秘。

新課講解：

首先，讓我們來了解一下電能。電能是指電荷在電場力作用下移動一定距離所做的功。它是電學(xué)中非常重要的一個概念。電能的計算公式是E=qV，其中E表示電能，q表示電荷量，V表示電壓。通過這個公式，我們可以計算出電能的大小。

案例分析：

現(xiàn)在，讓我們來看一個實際案例。假設(shè)有一個電路，有一個電池和一個燈泡。當(dāng)電池連接到燈泡時，燈泡會發(fā)光。這是因為電池提供了電能，電能通過電路傳遞到燈泡，燈泡將電能轉(zhuǎn)化為光能和熱能。在這個過程中，能量守恒定律得到了體現(xiàn)，電能轉(zhuǎn)化為光能和熱能，但總能量保持不變。

互動環(huán)節(jié)：

現(xiàn)在，我想請大家分成小組，進(jìn)行一個實驗。實驗的目的是驗證能量守恒定律。你們可以利用一些電路元件，如電池、燈泡、電阻等，搭建一個簡單的電路。然后，通過測量電路中的電流和電壓，計算出電能的消耗，并觀察和記錄燈泡的亮度變化。最后，我們來分享實驗結(jié)果，看看是否符合能量守恒定律。

通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們深入理解了電能的概念和計算方法，并運(yùn)用能量守恒定律解釋了一些物理現(xiàn)象。大家能夠積極參與實驗和討論，展現(xiàn)了良好的學(xué)習(xí)態(tài)度和合作精神。希望你們能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識應(yīng)用到實際生活中，不斷提高自己的物理素養(yǎng)。

作業(yè)布置：

為了鞏固本節(jié)課的知識，請大家完成課后習(xí)題，包括一些與電能和能量守恒定律相關(guān)的問題。同時，也可以進(jìn)行一些實際的觀察和實驗，例如觀察家中的電器設(shè)備，思考它們的能量轉(zhuǎn)化過程，并嘗試運(yùn)用能量守恒定律進(jìn)行分析。

下節(jié)課，我們將進(jìn)一步學(xué)習(xí)電能的測量和轉(zhuǎn)換，以及一些與電能相關(guān)的實際應(yīng)用。希望大家能夠繼續(xù)努力，保持學(xué)習(xí)的熱情。下節(jié)課再見！六、知識點梳理電能的概念：電能是指電荷在電場力作用下移動一定距離所做的功。它是電學(xué)中非常重要的一個概念。

電能的計算方法：電能的計算公式是E=qV，其中E表示電能，q表示電荷量，V表示電壓。通過這個公式，我們可以計算出電能的大小。

能量守恒定律：能量守恒定律是指在一個封閉系統(tǒng)中，能量不會憑空產(chǎn)生也不會憑空消失，只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，但總能量保持不變。

電能的測量：電能的測量通常使用電能表進(jìn)行，電能表可以測量電路中的電能消耗。

電能的轉(zhuǎn)換：電能可以轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，如光能、熱能等。例如，電燈將電能轉(zhuǎn)化為光能和熱能。

實際應(yīng)用：電能在生活中有著廣泛的應(yīng)用，如家庭電器、電動汽車等都是利用電能進(jìn)行工作。七、課堂課堂評價：

在本節(jié)課中，我將通過提問、觀察和測試等方式，對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評價。在課堂講解過程中，我會提問學(xué)生關(guān)于電能和能量守恒定律的問題，以了解他們對于知識點的理解和掌握情況。同時，我也會觀察學(xué)生在實驗和討論環(huán)節(jié)的參與程度和表現(xiàn)，了解他們的實踐操作能力和團(tuán)隊合作能力。此外，我還會進(jìn)行一次小測驗，以評估學(xué)生對于課堂內(nèi)容的掌握程度。通過這些評價方式，我可以及時發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行解決，確保學(xué)生能夠更好地理解和掌握電能和能量守恒定律的知識。

作業(yè)評價：

對于學(xué)生提交的作業(yè)，我會進(jìn)行認(rèn)真的批改和點評。在批改作業(yè)的過程中，我會關(guān)注學(xué)生對于電能計算和能量守恒定律應(yīng)用的準(zhǔn)確性，以及他們的解題思路和方法。對于作業(yè)中的錯誤和不足之處，我會給出詳細(xì)的修改意見和建議，幫助學(xué)生糾正錯誤并提高解題能力。同時，我也會對學(xué)生的努力和進(jìn)步給予鼓勵和肯定，以激發(fā)他們的學(xué)習(xí)積極性和自信心。八、板書設(shè)計①電能的概念與計算：

-電能：電荷在電場力作用下移動一定距離所做的功

-計算公式：E=qV（E表示電能，q表示電荷量，V表示電壓）

②能量守恒定律：

-能量守恒：在一個封閉系統(tǒng)中，能量不會憑空產(chǎn)生也不會憑空消失，只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，但總能量保持不變

-表述：能量不能創(chuàng)造也不能消滅，只能轉(zhuǎn)換形式

③電能的應(yīng)用：

-電燈：電能轉(zhuǎn)化為光能和熱能

-電動汽車：電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

藝術(shù)性與趣味性：

-使用圖形、符號和顏色，使板書設(shè)計更加直觀和生動

-設(shè)計一些有趣的插圖或圖示，如燈泡、電池等，以吸引學(xué)生的注意力

-通過創(chuàng)意的布局和設(shè)計，使板書具有視覺沖擊力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣課后作業(yè)為了鞏固本節(jié)課的知識點，我為大家設(shè)計了以下五個課后作業(yè)題型，分別是計算題、應(yīng)用題、分析題、探究題和設(shè)計題。

1.計算題：

題目：一個電路中，電池的電壓為12V，通過電路的電流為2A。求電池在1小時內(nèi)提供的電能。

解答：根據(jù)電能的計算公式E=qV，我們可以計算出電池提供的電能為：

E=12V×2A×3600s=86400J

2.應(yīng)用題：

題目：一個家庭電路中，電燈的功率為100W，正常工作時間為每天4小時。求一個星期內(nèi)電燈消耗的電能。

解答：根據(jù)功率的定義P=W/t，我們可以計算出電燈消耗的電能為：

W=P×t=100W×4h×7天=2800W·h

3.分析題：

題目：一輛電動汽車的電池容量為75kW·h，行駛速度為60km/h。假設(shè)電池的能量轉(zhuǎn)換效率為80%，求電動汽車行駛100km所需的充電時間。

解答：首先，計算電動汽車行駛100km所需的電能：

W=P×t=75kW×(100km/60km/h)=125kW·h

考慮到電池的能量轉(zhuǎn)換效率為80%，實際需要的充電電能為：

W_充電=W/η=125kW·h/0.8=156.25kW·h

因此，電動汽車行駛100km所需的充電時間為：

t_充電=W_充電/P=156.25kW·h/75kW=2.08h

4.探究題：

題目：請設(shè)計一個實驗，驗證能量守恒定律。

解答：可以設(shè)計一個簡單的電路實驗，如下：

（1）準(zhǔn)備一個電池、一個燈泡、一個電阻和一個開關(guān)；

（2）將電池、燈泡和電阻依次連接成電路，開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)；

（3）打開開關(guān)，觀察燈泡的亮度，同時測量電路中的電流和電壓；

（4）通過計算，比較電路中的輸入電能和輸出光能（燈泡的功率乘以工作時間），驗證能量守恒定律。

5.設(shè)計題：

題目：設(shè)計一個家庭節(jié)能計劃，以減少家庭用電量。

解答：可以從以下幾個方面設(shè)計家庭節(jié)能計劃：

（1）使用節(jié)能燈泡，減少照明用電；

（2）合理使用電器設(shè)備，避免長時間待機(jī)；

（3）使用節(jié)能電器，選擇高效率的電器設(shè)備；

（4）定期檢查電器設(shè)備的連接和線路，避免漏電和浪費；

（5）培養(yǎng)家庭節(jié)能意識，普及節(jié)能知識。教學(xué)反思本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了電能和能量守恒定律，通過講解、討論和實驗等多種教學(xué)方式，使學(xué)生能夠更好地理解和掌握這些知識點。

在講解電能的概念和計算方法時，我通過提問和舉例的方式，引導(dǎo)學(xué)生思考并理解電能的本質(zhì)和計算方法。通過電燈泡的工作原理，學(xué)生能夠直觀地理解電能是如何轉(zhuǎn)化為光能和熱能的，從而加深對電能的理解。

在討論環(huán)節(jié)，學(xué)生們積極發(fā)表自己的觀點和想法，通過小組合作和討論，促進(jìn)了學(xué)生之間的交流和合作，提高了學(xué)生的思維能力和解決問題的能力。

實驗環(huán)節(jié)是本節(jié)課的重點之一。通過實驗，學(xué)生能夠親自操作和觀察電能的變化，驗證能量守恒