第十二章 電能 能量守恒定律 高考強(qiáng)化2023-2024學(xué)年新教材高中物理必修第三冊(cè)同步教學(xué)設(shè)計(jì)（人教版2019）

第十二章電能能量守恒定律高考強(qiáng)化2023-2024學(xué)年新教材高中物理必修第三冊(cè)同步教學(xué)設(shè)計(jì)（人教版2019）授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間設(shè)計(jì)意圖結(jié)合高中物理必修第三冊(cè)人教版2019教材內(nèi)容，本教學(xué)設(shè)計(jì)旨在通過(guò)對(duì)“電能、能量守恒定律”章節(jié)的深入講解與高考強(qiáng)化訓(xùn)練，幫助學(xué)生掌握電能的基本概念、能量守恒定律的應(yīng)用，以及相關(guān)物理量的計(jì)算方法。通過(guò)實(shí)際案例分析、互動(dòng)討論和同步練習(xí)，提高學(xué)生的理解能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為高考物理復(fù)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標(biāo)本章節(jié)核心素養(yǎng)目標(biāo)包括：培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理概念和規(guī)律的深入理解，提高科學(xué)思維能力，尤其是通過(guò)電能和能量守恒定律的學(xué)習(xí)，發(fā)展學(xué)生的物理觀念和科學(xué)探究能力；引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解釋自然現(xiàn)象和實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)其科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神；同時(shí)，通過(guò)解決具體問(wèn)題的過(guò)程，鍛煉學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)新意識(shí)，促進(jìn)其物理學(xué)科核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

①電能的概念及其計(jì)算方法，包括電能與電功的關(guān)系。

②能量守恒定律的應(yīng)用，理解在電路中能量如何轉(zhuǎn)換與守恒。

③電功和電功率的計(jì)算，掌握相關(guān)公式及其應(yīng)用。

2.教學(xué)難點(diǎn)

①電能與其他能量形式的轉(zhuǎn)換過(guò)程，特別是電能轉(zhuǎn)化為熱能、光能等。

②能量守恒定律在不同電路狀態(tài)下的具體體現(xiàn)，如直流電路和交流電路中的能量轉(zhuǎn)換。

③復(fù)雜電路中電能、電功和電功率的計(jì)算，尤其是含有多個(gè)元件和不同連接方式的電路。教學(xué)方法與手段1.教學(xué)方法

①采用講授法，系統(tǒng)地介紹電能、能量守恒定律的基本概念和計(jì)算方法。

②利用討論法，引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行思考和討論，促進(jìn)知識(shí)的內(nèi)化。

③實(shí)施實(shí)驗(yàn)法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示和學(xué)生的親手操作，加深對(duì)電能和能量轉(zhuǎn)換的理解。

2.教學(xué)手段

①使用多媒體設(shè)備展示電能轉(zhuǎn)換的動(dòng)態(tài)過(guò)程，增強(qiáng)直觀性。

②利用教學(xué)軟件模擬電路中的能量守恒現(xiàn)象，提高學(xué)生對(duì)定律的理解。

③通過(guò)在線平臺(tái)提供同步練習(xí)，便于學(xué)生及時(shí)鞏固所學(xué)知識(shí)和技能。教學(xué)實(shí)施過(guò)程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過(guò)在線平臺(tái)發(fā)布預(yù)習(xí)資料，包括電能和能量守恒定律的基本概念和公式，以及相關(guān)實(shí)例。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問(wèn)題：如“舉例說(shuō)明電能如何轉(zhuǎn)化為其他形式的能量？”“能量守恒定律在日常生活中的應(yīng)用有哪些？”

監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過(guò)平臺(tái)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和學(xué)生的預(yù)習(xí)反饋，了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。

學(xué)生活動(dòng)：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生自主閱讀電能和能量守恒定律的相關(guān)內(nèi)容。

思考預(yù)習(xí)問(wèn)題：學(xué)生根據(jù)問(wèn)題進(jìn)行思考，嘗試用自己的語(yǔ)言解釋概念和定律。

提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生將預(yù)習(xí)筆記和思考的問(wèn)題提交至平臺(tái)。

教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和歸納總結(jié)的能力。

信息技術(shù)手段：利用在線平臺(tái)實(shí)現(xiàn)資源的共享和預(yù)習(xí)進(jìn)度的監(jiān)控。

作用與目的：

幫助學(xué)生提前構(gòu)建知識(shí)框架，為課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

導(dǎo)入新課：通過(guò)實(shí)際案例，如家庭電路中的能量轉(zhuǎn)換，引出電能和能量守恒定律。

講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解電能的計(jì)算方法和能量守恒定律的應(yīng)用。

組織課堂活動(dòng)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，如測(cè)量不同電器消耗的電能，讓學(xué)生在實(shí)踐中理解電能的概念。

解答疑問(wèn)：對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問(wèn)進(jìn)行解答。

學(xué)生活動(dòng)：

聽(tīng)講并思考：學(xué)生認(rèn)真聽(tīng)講，思考如何將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題。

參與課堂活動(dòng)：學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)，分析結(jié)果。

提問(wèn)與討論：學(xué)生提出疑問(wèn)，與同學(xué)討論，共同解決問(wèn)題。

教學(xué)方法/手段/資源：

講授法：系統(tǒng)地傳授電能和能量守恒定律的知識(shí)。

實(shí)踐活動(dòng)法：通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作，加深對(duì)電能和能量守恒定律的理解。

合作學(xué)習(xí)法：通過(guò)小組討論，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力。

作用與目的：

幫助學(xué)生掌握電能的計(jì)算方法和能量守恒定律的應(yīng)用。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

布置作業(yè)：設(shè)計(jì)包括計(jì)算題和應(yīng)用題的作業(yè)，鞏固電能和能量守恒定律的知識(shí)。

提供拓展資源：提供相關(guān)的物理網(wǎng)站和視頻，幫助學(xué)生深入了解電能的應(yīng)用。

反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋。

學(xué)生活動(dòng)：

完成作業(yè)：學(xué)生完成作業(yè)，鞏固所學(xué)知識(shí)。

拓展學(xué)習(xí)：學(xué)生利用拓展資源進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。

反思總結(jié)：學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行反思，總結(jié)學(xué)習(xí)方法和收獲。

教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：鼓勵(lì)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生反思學(xué)習(xí)過(guò)程，提高學(xué)習(xí)效率。

作用與目的：

通過(guò)反思總結(jié)，幫助學(xué)生形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，提升自我學(xué)習(xí)能力。教學(xué)資源拓展1.拓展資源

（1）能量守恒定律的哲學(xué)意義：介紹能量守恒定律在哲學(xué)上的意義，如何體現(xiàn)了自然界的基本規(guī)律和物質(zhì)世界的統(tǒng)一性。

（2）電能的歷史發(fā)展：回顧電能的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用歷史，包括早期電學(xué)實(shí)驗(yàn)、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的發(fā)明等。

（3）電能的單位換算：詳細(xì)解釋電能的單位，如焦耳、千瓦時(shí)等，以及它們之間的換算關(guān)系。

（4）能量轉(zhuǎn)換效率：探討不同能量轉(zhuǎn)換裝置的效率問(wèn)題，如火力發(fā)電、水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等。

（5）電路分析方法：介紹電路分析的基本方法，包括基爾霍夫定律、歐姆定律等，以及它們?cè)趶?fù)雜電路中的應(yīng)用。

（6）實(shí)際電路案例分析：分析實(shí)際電路中的能量轉(zhuǎn)換和分配問(wèn)題，如家庭電路、工廠配電系統(tǒng)等。

（7）能量守恒定律在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用：探討能量守恒定律在新能源技術(shù)、環(huán)保技術(shù)等領(lǐng)域中的應(yīng)用。

（8）物理學(xué)家的故事：介紹對(duì)電能和能量守恒定律做出重要貢獻(xiàn)的物理學(xué)家，如法拉第、焦耳等。

2.拓展建議

（1）閱讀相關(guān)書(shū)籍：鼓勵(lì)學(xué)生閱讀《物理的進(jìn)化》、《能量守恒定律的故事》等書(shū)籍，深入了解電能和能量守恒定律的發(fā)展歷程。

（2）觀看科普視頻：推薦學(xué)生觀看《電能的奧秘》、《能量守恒定律揭秘》等科普視頻，以生動(dòng)形象的方式理解抽象的物理概念。

（3）參與科學(xué)實(shí)驗(yàn)：建議學(xué)生參與學(xué)?；蛏鐓^(qū)的科普實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，如制作簡(jiǎn)單的電路、測(cè)量電能消耗等，增強(qiáng)實(shí)踐操作能力。

（4）開(kāi)展小組討論：組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，探討電能和能量守恒定律在實(shí)際生活中的應(yīng)用，以及它們對(duì)可持續(xù)發(fā)展的影響。

（5）撰寫(xiě)研究論文：鼓勵(lì)學(xué)生選擇一個(gè)與電能或能量守恒定律相關(guān)的課題，進(jìn)行深入研究，撰寫(xiě)論文，提高研究性學(xué)習(xí)能力。

（6）參加學(xué)科競(jìng)賽：鼓勵(lì)學(xué)生參加物理學(xué)科競(jìng)賽，如物理奧林匹克競(jìng)賽，通過(guò)競(jìng)賽檢驗(yàn)自己的知識(shí)和能力。

（7）開(kāi)展科學(xué)講座：邀請(qǐng)物理學(xué)專(zhuān)家到校進(jìn)行講座，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)直接接觸到前沿的物理研究成果。

（8）利用網(wǎng)絡(luò)資源：建議學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源，如科普網(wǎng)站、在線課程等，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，拓寬知識(shí)視野。教學(xué)反思與總結(jié)在完成“電能、能量守恒定律”這一章節(jié)的教學(xué)后，我深感教學(xué)過(guò)程中的點(diǎn)滴細(xì)節(jié)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成效有著至關(guān)重要的影響。以下是我對(duì)本次教學(xué)的一些反思和總結(jié)。

在教學(xué)方法上，我嘗試了多種方式以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如，通過(guò)預(yù)習(xí)任務(wù)，我看到了學(xué)生們?cè)谡n前對(duì)知識(shí)點(diǎn)的自主探索和思考，這有助于他們?cè)谡n堂上更好地吸收新知識(shí)。然而，我也發(fā)現(xiàn)，對(duì)于一些抽象的概念，如能量守恒定律，學(xué)生們?nèi)匀桓械诫y以理解。在這一點(diǎn)上，我認(rèn)為我需要更多地利用實(shí)驗(yàn)和日常生活中的實(shí)例來(lái)幫助學(xué)生形象地理解這些概念。

在策略上，我試圖通過(guò)課堂討論和小組活動(dòng)來(lái)促進(jìn)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)和深度思考。我觀察到，在小組活動(dòng)中，學(xué)生們能夠積極地分享自己的想法，并在討論中互相學(xué)習(xí)。但同時(shí)，我也注意到，一些學(xué)生可能因?yàn)楹π呋蛉狈ψ孕哦辉敢鈪⑴c討論。為此，我計(jì)劃在未來(lái)的課堂上創(chuàng)造更多的機(jī)會(huì)，讓每個(gè)學(xué)生都有發(fā)言的機(jī)會(huì)，并鼓勵(lì)他們表達(dá)自己的觀點(diǎn)。

在課堂管理方面，我發(fā)現(xiàn)自己有時(shí)在維持課堂秩序上花費(fèi)了過(guò)多的時(shí)間，這影響了教學(xué)進(jìn)度。我意識(shí)到，我需要更加有效地制定課堂規(guī)則，并在上課伊始就明確這些規(guī)則，以便創(chuàng)造一個(gè)更加專(zhuān)注和有序的學(xué)習(xí)環(huán)境。

關(guān)于教學(xué)效果，我看到了學(xué)生們?cè)谥R(shí)和技能上的進(jìn)步。他們能夠運(yùn)用電能和能量守恒定律來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，這表明他們對(duì)這些概念有了深刻的理解。在情感態(tài)度方面，我也看到了積極的變化，學(xué)生們對(duì)物理學(xué)的興趣明顯提升，他們開(kāi)始意識(shí)到物理學(xué)與日常生活的緊密聯(lián)系。

盡管如此，我也意識(shí)到了一些不足之處。例如，一些學(xué)生在理解能量轉(zhuǎn)換的具體過(guò)程時(shí)仍然存在困難。為了改進(jìn)這一點(diǎn)，我計(jì)劃在未來(lái)的教學(xué)中加入更多的互動(dòng)式學(xué)習(xí)活動(dòng)，如模擬實(shí)驗(yàn)和角色扮演，以幫助學(xué)生更好地理解這些復(fù)雜的概念。典型例題講解在本章節(jié)中，我們將通過(guò)幾個(gè)典型例題來(lái)深入講解電能、能量守恒定律的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，并針對(duì)每個(gè)題型進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明和舉例。

例題1：

某電路中，電阻R1和R2串聯(lián)，已知R1=10Ω，R2=20Ω，通過(guò)R1的電流為I=2A。求電阻R1兩端的電壓U1。

解答：

根據(jù)歐姆定律，電壓U=IR。因此，電阻R1兩端的電壓U1=I*R1=2A*10Ω=20V。

補(bǔ)充說(shuō)明：此題型考查了學(xué)生對(duì)歐姆定律的理解和應(yīng)用，是基礎(chǔ)題型。在解答時(shí)，要確保使用正確的公式，并注意單位的一致性。

例題2：

一個(gè)電燈泡的功率為60W，正常工作時(shí)的電壓為220V。求電燈泡正常工作時(shí)的電流。

解答：

根據(jù)功率公式P=UI，可以求得電流I=P/U=60W/220V≈0.27A。

補(bǔ)充說(shuō)明：此題型涉及到電功率和電流的計(jì)算，需要注意功率公式的變形應(yīng)用。

例題3：

在電路中，電池提供穩(wěn)定的電壓12V，電阻R1和R2并聯(lián)，R1=30Ω，R2=60Ω。求通過(guò)R1的電流I1。

解答：

并聯(lián)電路中，各電阻兩端電壓相等，即U1=U2=12V。根據(jù)歐姆定律，I1=U1/R1=12V/30Ω=0.4A。

補(bǔ)充說(shuō)明：并聯(lián)電路中，電壓相等是解題的關(guān)鍵。此題型考查了學(xué)生對(duì)并聯(lián)電路的理解。

例題4：

一個(gè)電路中，電阻R1和R2串聯(lián)，R1=5Ω，R2=10Ω，電源電壓為24V。求電路中的電流I。

解答：

串聯(lián)電路中，總電阻R=R1+R2=5Ω+10Ω=15Ω。根據(jù)歐姆定律，電流I=U/R=24V/15Ω=1.6A。

補(bǔ)充說(shuō)明：串聯(lián)電路中，總電阻等于各電阻之和。此題型考查了學(xué)生對(duì)串聯(lián)電路的理解。

例題5：

一個(gè)小型發(fā)電機(jī)在正常工作時(shí)，線圈轉(zhuǎn)速為1200轉(zhuǎn)/分，每轉(zhuǎn)過(guò)一圈，線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值為20V。求線圈中電動(dòng)勢(shì)的有效值。

解答：

發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)是交變電動(dòng)勢(shì)，其有效值是最大值的1/√2倍。因此，電動(dòng)勢(shì)的有效值E=20V/√2≈14.14V。

補(bǔ)充說(shuō)明：此題型考查了學(xué)生對(duì)交變電動(dòng)勢(shì)有效值的概念理解，是物理學(xué)科中的常見(jiàn)題型。內(nèi)容邏輯關(guān)系①電能的概念和計(jì)算

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：電能的定義、電能的計(jì)算公式

-重點(diǎn)詞：焦耳、千瓦時(shí)

-重點(diǎn)句：電能是電流在電路中做功的量度，其計(jì)算公式