第十二章 电能 能量守恒定律 高考强化2023-2024学年新教材高中物理必修第三册同步教学设计（人教版2019）

第十二章电能能量守恒定律高考强化2023-2024学年新教材高中物理必修第三册同步教学设计（人教版2019）授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间设计意图结合高中物理必修第三册人教版2019教材内容，本教学设计旨在通过对“电能、能量守恒定律”章节的深入讲解与高考强化训练，帮助学生掌握电能的基本概念、能量守恒定律的应用，以及相关物理量的计算方法。通过实际案例分析、互动讨论和同步练习，提高学生的理解能力、分析问题和解决问题的能力，为高考物理复习奠定坚实基础。核心素养目标本章节核心素养目标包括：培养学生对物理概念和规律的深入理解，提高科学思维能力，尤其是通过电能和能量守恒定律的学习，发展学生的物理观念和科学探究能力；引导学生运用物理知识解释自然现象和实际问题，培养其科学态度与科学精神；同时，通过解决具体问题的过程，锻炼学生的批判性思维和创新意识，促进其物理学科核心素养的全面发展。教学难点与重点1.教学重点

①电能的概念及其计算方法，包括电能与电功的关系。

②能量守恒定律的应用，理解在电路中能量如何转换与守恒。

③电功和电功率的计算，掌握相关公式及其应用。

2.教学难点

①电能与其他能量形式的转换过程，特别是电能转化为热能、光能等。

②能量守恒定律在不同电路状态下的具体体现，如直流电路和交流电路中的能量转换。

③复杂电路中电能、电功和电功率的计算，尤其是含有多个元件和不同连接方式的电路。教学方法与手段1.教学方法

①采用讲授法，系统地介绍电能、能量守恒定律的基本概念和计算方法。

②利用讨论法，引导学生针对具体问题进行思考和讨论，促进知识的内化。

③实施实验法，通过实验演示和学生的亲手操作，加深对电能和能量转换的理解。

2.教学手段

①使用多媒体设备展示电能转换的动态过程，增强直观性。

②利用教学软件模拟电路中的能量守恒现象，提高学生对定律的理解。

③通过在线平台提供同步练习，便于学生及时巩固所学知识和技能。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台发布预习资料，包括电能和能量守恒定律的基本概念和公式，以及相关实例。

设计预习问题：如“举例说明电能如何转化为其他形式的能量？”“能量守恒定律在日常生活中的应用有哪些？”

监控预习进度：通过平台统计数据和学生的预习反馈，了解学生的预习情况。

学生活动：

自主阅读预习资料：学生自主阅读电能和能量守恒定律的相关内容。

思考预习问题：学生根据问题进行思考，尝试用自己的语言解释概念和定律。

提交预习成果：学生将预习笔记和思考的问题提交至平台。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：培养学生独立思考和归纳总结的能力。

信息技术手段：利用在线平台实现资源的共享和预习进度的监控。

作用与目的：

帮助学生提前构建知识框架，为课堂学习打下基础。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过实际案例，如家庭电路中的能量转换，引出电能和能量守恒定律。

讲解知识点：详细讲解电能的计算方法和能量守恒定律的应用。

组织课堂活动：设计实验，如测量不同电器消耗的电能，让学生在实践中理解电能的概念。

解答疑问：对学生在学习中产生的疑问进行解答。

学生活动：

听讲并思考：学生认真听讲，思考如何将理论知识应用于实际问题。

参与课堂活动：学生参与实验，记录数据，分析结果。

提问与讨论：学生提出疑问，与同学讨论，共同解决问题。

教学方法/手段/资源：

讲授法：系统地传授电能和能量守恒定律的知识。

实践活动法：通过实验操作，加深对电能和能量守恒定律的理解。

合作学习法：通过小组讨论，培养学生的团队合作能力。

作用与目的：

帮助学生掌握电能的计算方法和能量守恒定律的应用。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：设计包括计算题和应用题的作业，巩固电能和能量守恒定律的知识。

提供拓展资源：提供相关的物理网站和视频，帮助学生深入了解电能的应用。

反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈。

学生活动：

完成作业：学生完成作业，巩固所学知识。

拓展学习：学生利用拓展资源进行深入学习。

反思总结：学生对自己的学习过程进行反思，总结学习方法和收获。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：鼓励学生自主完成作业和拓展学习。

反思总结法：引导学生反思学习过程，提高学习效率。

作用与目的：

通过反思总结，帮助学生形成良好的学习习惯，提升自我学习能力。教学资源拓展1.拓展资源

（1）能量守恒定律的哲学意义：介绍能量守恒定律在哲学上的意义，如何体现了自然界的基本规律和物质世界的统一性。

（2）电能的历史发展：回顾电能的发现和应用历史，包括早期电学实验、发电机和电动机的发明等。

（3）电能的单位换算：详细解释电能的单位，如焦耳、千瓦时等，以及它们之间的换算关系。

（4）能量转换效率：探讨不同能量转换装置的效率问题，如火力发电、水力发电、风力发电等。

（5）电路分析方法：介绍电路分析的基本方法，包括基尔霍夫定律、欧姆定律等，以及它们在复杂电路中的应用。

（6）实际电路案例分析：分析实际电路中的能量转换和分配问题，如家庭电路、工厂配电系统等。

（7）能量守恒定律在现代科技中的应用：探讨能量守恒定律在新能源技术、环保技术等领域中的应用。

（8）物理学家的故事：介绍对电能和能量守恒定律做出重要贡献的物理学家，如法拉第、焦耳等。

2.拓展建议

（1）阅读相关书籍：鼓励学生阅读《物理的进化》、《能量守恒定律的故事》等书籍，深入了解电能和能量守恒定律的发展历程。

（2）观看科普视频：推荐学生观看《电能的奥秘》、《能量守恒定律揭秘》等科普视频，以生动形象的方式理解抽象的物理概念。

（3）参与科学实验：建议学生参与学校或社区的科普实验活动，如制作简单的电路、测量电能消耗等，增强实践操作能力。

（4）开展小组讨论：组织学生进行小组讨论，探讨电能和能量守恒定律在实际生活中的应用，以及它们对可持续发展的影响。

（5）撰写研究论文：鼓励学生选择一个与电能或能量守恒定律相关的课题，进行深入研究，撰写论文，提高研究性学习能力。

（6）参加学科竞赛：鼓励学生参加物理学科竞赛，如物理奥林匹克竞赛，通过竞赛检验自己的知识和能力。

（7）开展科学讲座：邀请物理学专家到校进行讲座，让学生有机会直接接触到前沿的物理研究成果。

（8）利用网络资源：建议学生利用网络资源，如科普网站、在线课程等，进行自主学习，拓宽知识视野。教学反思与总结在完成“电能、能量守恒定律”这一章节的教学后，我深感教学过程中的点滴细节对学生的学习成效有着至关重要的影响。以下是我对本次教学的一些反思和总结。

在教学方法上，我尝试了多种方式以激发学生的学习兴趣。例如，通过预习任务，我看到了学生们在课前对知识点的自主探索和思考，这有助于他们在课堂上更好地吸收新知识。然而，我也发现，对于一些抽象的概念，如能量守恒定律，学生们仍然感到难以理解。在这一点上，我认为我需要更多地利用实验和日常生活中的实例来帮助学生形象地理解这些概念。

在策略上，我试图通过课堂讨论和小组活动来促进学生的合作学习和深度思考。我观察到，在小组活动中，学生们能够积极地分享自己的想法，并在讨论中互相学习。但同时，我也注意到，一些学生可能因为害羞或缺乏自信而不愿意参与讨论。为此，我计划在未来的课堂上创造更多的机会，让每个学生都有发言的机会，并鼓励他们表达自己的观点。

在课堂管理方面，我发现自己有时在维持课堂秩序上花费了过多的时间，这影响了教学进度。我意识到，我需要更加有效地制定课堂规则，并在上课伊始就明确这些规则，以便创造一个更加专注和有序的学习环境。

关于教学效果，我看到了学生们在知识和技能上的进步。他们能够运用电能和能量守恒定律来解决实际问题，这表明他们对这些概念有了深刻的理解。在情感态度方面，我也看到了积极的变化，学生们对物理学的兴趣明显提升，他们开始意识到物理学与日常生活的紧密联系。

尽管如此，我也意识到了一些不足之处。例如，一些学生在理解能量转换的具体过程时仍然存在困难。为了改进这一点，我计划在未来的教学中加入更多的互动式学习活动，如模拟实验和角色扮演，以帮助学生更好地理解这些复杂的概念。典型例题讲解在本章节中，我们将通过几个典型例题来深入讲解电能、能量守恒定律的相关知识点，并针对每个题型进行补充说明和举例。

例题1：

某电路中，电阻R1和R2串联，已知R1=10Ω，R2=20Ω，通过R1的电流为I=2A。求电阻R1两端的电压U1。

解答：

根据欧姆定律，电压U=IR。因此，电阻R1两端的电压U1=I*R1=2A*10Ω=20V。

补充说明：此题型考查了学生对欧姆定律的理解和应用，是基础题型。在解答时，要确保使用正确的公式，并注意单位的一致性。

例题2：

一个电灯泡的功率为60W，正常工作时的电压为220V。求电灯泡正常工作时的电流。

解答：

根据功率公式P=UI，可以求得电流I=P/U=60W/220V≈0.27A。

补充说明：此题型涉及到电功率和电流的计算，需要注意功率公式的变形应用。

例题3：

在电路中，电池提供稳定的电压12V，电阻R1和R2并联，R1=30Ω，R2=60Ω。求通过R1的电流I1。

解答：

并联电路中，各电阻两端电压相等，即U1=U2=12V。根据欧姆定律，I1=U1/R1=12V/30Ω=0.4A。

补充说明：并联电路中，电压相等是解题的关键。此题型考查了学生对并联电路的理解。

例题4：

一个电路中，电阻R1和R2串联，R1=5Ω，R2=10Ω，电源电压为24V。求电路中的电流I。

解答：

串联电路中，总电阻R=R1+R2=5Ω+10Ω=15Ω。根据欧姆定律，电流I=U/R=24V/15Ω=1.6A。

补充说明：串联电路中，总电阻等于各电阻之和。此题型考查了学生对串联电路的理解。

例题5：

一个小型发电机在正常工作时，线圈转速为1200转/分，每转过一圈，线圈中产生的电动势的最大值为20V。求线圈中电动势的有效值。

解答：

发电机产生的电动势是交变电动势，其有效值是最大值的1/√2倍。因此，电动势的有效值E=20V/√2≈14.14V。

补充说明：此题型考查了学生对交变电动势有效值的概念理解，是物理学科中的常见题型。内容逻辑关系①电能的概念和计算

-重点知识点：电能的定义、电能的计算公式

-重点词：焦耳、千瓦时

-重点句：电能是电流在电路中做功的量度，其计算公式