新教材高中物理第十二章电能能量守恒定律第4节能源与可持续发展课件新人教版必修第三册

高中物理人教必修三第12章第3节能源与可持续发展讲义

1 4 能源与可持续发展

1.知道自然界中能量的转化情况，知道能量守恒定律的内容.

2.知道能量转移或转化的方向性，知道什么是能量耗散.

3.知道什么是不可再生能源和可再生能源，了解能源的利用与社会发展的关系．一、能量守恒定律

能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变．这个规律叫作能量守恒定律．

二、能量转移或转化的方向性

1．能量转移或转化的方向性：一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的．

2．能量耗散

(1)能量耗散的概念：燃料燃烧时一旦把热量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新利用．电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化成内能和光能，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能，我们很难把这些散失的能量收集起来重新利用．

(2)能量品质降低：能量耗散虽然不会导致能量总量的减少，却会导致能量品质的降低，从便于利用的能源变成不便于利用的能源．

(3)能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性．

三、能源的分类与应用

1．可再生能源：在自然界中可以再生的能源，如：水能、风能、潮汐能等．

2．不可再生能源：自然界中无法在短时间内再生的能源，如：煤炭、石油、天然气等．

3．我国在能源的开发利用方面，有以下几种发电方式：太阳能发电、水力发电、风能发电、核能发电．

四、能源与社会发展

1．人类对能源的利用大致经历了三个时期，即柴薪时期、煤炭时期、石油时期．

2．人类社会可持续发展的核心是追求发展与资源、环境的平衡．人类要树立新的能源安全观，转变能源的供需模式：既要提倡节能，又要发展可再生能源以及天然气、清洁煤和核能等清洁能源．一、能量的转化与守恒

1．自然界中不同形式的能量可以相互转化，一种形式的能量减少一定伴随着其他形式的能量增加，能量的

2 总量保持不变．

2．能量守恒定律的适用范围

届高中物理新教材第12章4能源与可持续发展

4 能源与可持续发展

[学习目标] 1.掌握能量守恒定律的内容和重要意义.2.了解什么是能源的耗散和品质降低，认识自然界中能量转移或转化的方向性.3.了解能源的分类与应用.4.认识当前环境问题，增强环境保护和可持续发展的意识．

一、能量守恒定律

能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变．

二、能量转移或转化的方向性

1．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的．

2．能量的耗散：其他形式的能转化为内能后不能再重复利用，这种现象叫作能量的耗散．

3．能量的耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性．

三、能量的分类与应用

1．能源的分类

(1)不可再生能源：煤炭、石油和天然气是目前人类生产、生活中使用的主要能源，这类能源又叫作化石能源．化石能源无法在短时间内再生，所以这类能源叫作不可再生能源．

(2)可再生能源：水能和风能等能源，归根结底来源于太阳能．这些能源在自然界可以再生，叫作可再生能源．

2．能源的开发与应用

近年来，我国在能源开发方面取得了很大的成就：如：太阳能发电、水力发电、风能发电、核能发电．

四、能源与社会发展

1．随着人口迅速增长、经济快速发展以及工业化程度的提高，能源短缺和过度使用化石能源带来的环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题．

2．可持续发展

(1)可持续发展的核心：追求发展与资源、环境的平衡：既满足当代人的需求，又不损害子孙后代的需求．

(2)需要做好两方面：

①要大力提倡节能；

②发展可再生能源以及天然气、清洁煤和核能等在生产及消费过程中对生态环境的污染程度低的清洁能源．

1．判断下列说法的正误．

(1)由能量守恒定律知，能量是取之不尽、用之不竭的，也不必要节约能源．( × )

(2)热量可以自发地由高温物体传向低温物体，也可以自发地从低温物体传向高温物体．( × )

人教版（）高中物理必修3第12章第4节能源与可持续发展 (共35张PPT)教案

4能源与可持续发展教学设计

课题能源与可持续发展单元 12 学科物理年级高二

教材

分析本节课所采用的教材是人教版高中物理必修3第12章第4节的内容, 本节内容是由“能量转移和能量转化的方向性”、“能源的分类与应用”、“能源与可持续发展”三部分内容组成的。根据能量守恒定律可知，使用能量的过程中，能量的总量保持不变，那么还会出现能源危机吗？因为能量在转化和转移的过程中具有方向性，把能量转化或转移后，能量不能自动再转化到原来形式或转移到原来的物体，这部分内容学生不太容易理解，是本节教学的难点。通过了解世界和我国使用能源状况，全世界对能源的需求量在不断增大，并且以不可再生能源为主，所以人类不得不面对能源危机，要实现能源与可持续发展，需要开发和探索各种新能源。

教学目标与核心素养一、教学目标

1．理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散。

2．了解能源消耗给环境带来的影响。

3．知道能量的转化和转移有一定的方向性。

二、核心素养

物理观念：理解能量守恒定律，让学生建立能量观念。

科学思维：锻炼学生的分析能力和节约能源的意识。

科学探究：通过对生活中能量转化的实例分析，理解能量守恒定律的确切含义。

科学态度与责任：认识伴随大量能源消耗所产生的环境问题，对于能源的开发和利用

有可持续发展的意识。

重点知道能量转移和转化具有方向性，有节约能源的意识。

难点了解我国能源安全和进行持续发展的紧迫性,理解能量守恒定律的确切含义。

教学过程

教学环节教师活动学生活动设计意图

导入新课知识回顾：在初中我们学过能量守恒定律，你能说出什么是能量守恒定律吗？

参考答案：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程

回忆能量守恒定律并思考问题

温故而知新为引出本节课题做铺垫

中，能量的总量保持不变。这个规律叫作能量守恒定律。

物理人教版高中必修三(2019年新编)12-4能源与可持续发展(教案)

12.4 能源与可持续发展

学习目标：1．了解什么是能量耗散和品质降低。

2．了解能源与人类社会、环境的关系。

3．了解几种新能源的发展。

知识点一、能量守恒定律

1．内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。这个规律叫做能量守恒定律。

2．确立能量守恒定律的两类重要事实

（1）确认了永动机的不可能性；

（2）发现了各种自然现象之间能量的相互联系与转化。

3．意义：能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次重大飞跃。它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。

【题1】行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下来；流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同现象中所包含的相同物理过程是

A．物体的动能转化为其他形式的能 B．物体的势能转化为其他形式的能

C．物体的机械能转化为其他形式的能 D．其他形式的能转化为物体的机械能

【答案】C

【解析】四个运动过程中的能量转化为：汽车制动，动能→内能；流星坠落，重力势能→光能、内能；降落伞匀速下降，重力势能→内能；磁铁穿过线圈，重力势能→电能。

由此可知，四个运动过程中均是物体的机械能转化为其他形式的能，C正确。

【题2】我国人民有在房前种树的习惯，夏天大树长出茂密的叶子，为人们挡住炎炎烈日，冬天叶子又会全部掉光，使温暖的阳光照入屋内，可以起到冬暖夏凉的作用。炎热的夏天，我们在经过有树的地方时，也会感到很明显的凉意，关于树木周围比较凉爽的现象，下列说法中正确的是

A．树木把大部分太阳光反射出去，使地面温度降低

B．树木吸收阳光，使自己温度升高，周围温度降低

C．树木吸收阳光，将阳光的能量转化为化学能，使环境温度变低

D．白天大树将热量存起来，晚上再将热量放出来，所以白天在树林里感觉凉爽而晚上感觉到热

2020春新教材高中物理第12章电能能量守恒定律第4节能源与可持续发展教案新人教版必修第三册.doc

第 4 节能源与可持续发展

物理观念科学思维科学探究

1. 了解各种不同形式的能，知道能量 1. 探究各种形式的

守恒定律确定的两类重要事实。 1. 能量守恒定律的理能的转化及守恒定

2. 能够叙述能量守恒定律的内容，会解。律。

核心素

2. 应用能量守恒定律 2. 探究能量转化方用能量守恒的观点分析、解释一些实

养

际问题。解决问题。向性及新能源的开

3. 了解能量耗散，知道能源短缺和环 3. 能量转化方向性的发及应用。

境恶化问题，增强节约能源和环境保理解。 3. 节能与环境保护

护意识。措施。

知识点一能量守恒定律

[ 观图助学 ]

(1) 一个叫丹尼斯·李 (DennisLee) 的美国人在《美国今日》《新闻周刊》等全国性报刊上刊登大幅广告，在全美各地表演，展示

其号称无需任何能源的发电机。

你认为这种发电机能造出来吗？

(2) 如图所示，是自制水轮机。能量的转化是如何实现的？遵循什么规律呢？能量会被永久地利用吗？

1. 能量守恒定律内容

能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个

物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。

2. 能量守恒定律意义

能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次重大飞跃。它是最普遍、最重要、最可靠的自

然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。

[ 思考判断 ]

(1) 自然界中的任何变化过程都满足能量守恒。 ( √)

1

(2) 当一个物体的能量减少时，一定有其他物体的能量增多。( √)

(3) 技术足够发达后，永动机就可以制成。 ( ×)

(4) 能量永远不会增加或减少，只能转化或转移。 ( √)

知识点二能量转移或转化的方向性

[ 观图助学 ]

各种形式的能量都可以互相转化，你能说出下列现象 ( 如图所示 ) 中，能量是如何转化的吗？

第十二章电能能量守恒定律

1 第十二章电能能量守恒定律

1.电路中的能量转化

【例题】

一台电动机，线圈的电阻是0.4 Ω，当它两端所加的电压为220 V 时，通过的电流是5 A。这台电动机发热的功率与对外做功的功率各是多少？

分析本题涉及三个不同的功率：电动机消耗的电功率P电、电动机发热的功率P热和对外做功转化为机械能的功率P机。三者之间遵从能量守恒定律，即P电＝P机＋P热

解由焦耳定律可知，电动机发热的功率为

P热＝I 2R ＝52×0.4 W ＝10 W

电动机消耗的电功率为

P电＝UI ＝220×5 W ＝1 100 W

根据能量守恒定律，电动机对外做功的功率为

P机＝P电－P热＝1 100 W －10 W ＝1 090 W

这台电动机发热的功率为10 W，对外做功的功率为1 090 W。

练习与应用

1. 试根据串、并联电路的电流、电压特点推导：串联电路和并联电路各导体消耗的电功率与它们的电阻有什么关系？

2. 电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干以后的保温状态。图12.1-4是电饭锅的电路图，R1是电阻，R2 是加热用的电阻丝。

（1）自动开关S接通和断开时，电饭锅分别处于哪种状态？说明理由。

（2）要使电饭锅在保温状态下的功率是加热状态的一半，R1 R2 应该是多少？

3. 四个定值电阻连成图12.1-5 所示的电路。RA、RC的规格为“10 V 4 W”，RB、RD 的规格为“10 V 2 W”。请按消耗功率大小的顺序排列这四个定值电阻，并说明理由。

4. 如图12.1-6，输电线路两端的电压U为220 V，每条输电线的电阻R为5 Ω，电热水器A的电阻RA 为30 Ω。求电热水器A上的电压和它消耗的功率。如果再并联一个电阻R B 为40 Ω的电热水壶B，则电热水器和电

2 热水壶消耗的功率各是多少？

2.闭合电路的欧姆定律

练习与应用

1. 某个电动势为E的电源工作时，电流为I，乘积EI的单位是什么？从电动势的意义来考虑，EI 表示什么？

人教版高中物理必修第3册 12.4《能源与可持续发展》教学设计

第1页共7页 12.4能源与可持续发展

一、教材分析

《能源与可持续发展》是普通高中教科书物理必修第三册第十二章第4节的内容。本节内容是由“能量转移和能量转化的方向性”、“能源消耗对环境的影响”、“能源与可持续发展”三部分内容组成的。根据能量守恒定律可知，使用能量的过程中，能量的总量保持不变，那么还会出现能源危机吗？因为能量在转化和转移的过程中具有方向性，把能量转化或转移后，能量不能自动再转化到原来形式或转移到原来的物体，这部分内容学生不太容易理解，是本节教学的难点。通过了解世界和我国使用能源状况，全世界对能源的需求量在不断增大，并且以不可再生能源为主，所以人类不得不面对能源危机，要实现能源与可持续发展，需要开发和探索各种新能源。所以了解世界和我国的能源状况是本节的教学重点。

二、学情分析

学习本节之前，学生已经学习了能量守恒的知识，为学习本节内容奠定了一定的基础。因此，可以先让学生回忆能量守恒定律，能量在转化和转移过程中的总量会保持不变，提出问题为什么还会出现能源危机，使学生产生一个矛盾，激发学生的学习兴趣，提出能量转移和转化的方向性的问题。通过分析实例来说明能量转移和转化的方向性，如汽车散失的热不能收集起来，虽然能量守恒，但散失的能量无法再次被使用。通过图片、视频等介绍在能源使用过程中对环境造成的危害，通过一些触目惊心的图片，使学生认识到使用能源时要注意环境保护，要辩证地看待能源的使用与环境保护间的关系。展示我国和世界近年来消耗能源的结构和数量，了解地球上储存的不可再生能源是有限的，人类正面对着能源危机，需要开

第2页共7页发和利用新能源来解决这个问题。结合前面能源使用对环境的影响，提出新能源需要具备哪些特点。

三、教学目标

（一）物理观念

1.知道能量的转化和转移有一定的方向性。

2.了解我国和世界的能源状况和能源消耗的趋势。

3.了解未来理想能源的特征。

（二）科学思维

1.认识能源的利用对环境的影响。

新教材-人教版高中物理必修第三册-第12章-电能-能量守恒定律-知识点考点重点难点提炼汇总

第12章电能能量守恒定律

1.电路中的能量转化 ................................................................................................................ 1

2.闭合电路的欧姆定律 ............................................................................................................ 5

3.实验：电池电动势和内阻的测量 ...................................................................................... 11

4.能源与可持续发展 .............................................................................................................. 17

1.电路中的能量转化

一、电功和电功率

1．电流做功的实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。

2．电功

(1)定义：电流在一段电路中所做的功，等于这段电路两端的电压、电路中的电流、通电时间三者的乘积。

(2)公式：W＝UIt。

(3)单位：国际单位是焦耳，符号是J。

3．电功率

(1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比。

(2)公式：P＝Wt＝UI。

(3)单位：国际单位是瓦特，符号是W。

二、焦耳定律

1．内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。

2．表达式：Q＝I2Rt。

3．热功率

三、电路中的能量转化

1．电动机工作时的能量转化

(1)能量关系：电动机从电源获得的能量一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能。

2024秋季人教版高中物理必修第三册第十二章电能能量守恒定律《闭合电路的欧姆定律》

听课记录：2024秋季人教版高中物理必修第三册第十二章电能能量守恒定律《闭合电路的欧姆定律》

教学目标（核心素养）

1. 物理观念：理解闭合电路中电流、电压、电阻之间的关系，掌握闭合电路欧姆定律的内容及应用。

2. 科学思维：通过逻辑推理和实验观察，培养学生分析问题、解决问题的能力，以及将物理规律应用于实际情境的能力。

3. 科学探究：通过实验探究闭合电路中电流的变化规律，验证闭合电路欧姆定律的正确性。

4. 科学态度与责任：培养学生对物理现象的好奇心和探索欲，理解电能转换与守恒在科技和社会发展中的重要性。

导入

教师行为：

• 展示一个简单的闭合电路模型（如手电筒电路），提问：“当我们在手电筒中装上电池并打开开关时，灯泡为什么会亮起来？电流在闭合电路中是如何流动的？”

• 引导学生思考电路中电流与电压、电阻之间的关系，引出闭合电路欧姆定律的学习。

学生活动：

• 观察电路模型，思考教师提出的问题。

• 回顾已学知识，尝试解释电流在闭合电路中的流动原因。

过程点评：

• 导入环节通过实际电路模型激发学生的兴趣，自然引出闭合电路欧姆定律的学习主题。

• 提问方式引导学生主动思考，为后续学习做了良好铺垫。

教学过程

教师行为： 1. 理论讲解：

• 阐述闭合电路的概念，介绍电源、负载、内电阻等组成部分。

• 讲解闭合电路欧姆定律的内容，即I=R+rE，其中I为电流，E为电源电动势，R为外电阻，r为电源内电阻。

• 分析电路中电流、电压、电阻之间的定量关系，强调电源电动势是驱动电流的根本原因。

2. 实验探究：

• 设计实验方案，利用电阻箱、电流表、电压表等器材测量不同电阻下闭合电路中的电流和路端电压。

• 指导学生进行实验操作，记录实验数据。

• 引导学生分析实验数据，验证闭合电路欧姆定律的正确性。

3. 应用拓展：

• 举例说明闭合电路欧姆定律在日常生活中的应用，如汽车电瓶的放电过程、手机电池的续航能力等。