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专题十 电磁技术、能源与社会应用 学案
人教版高中物理必修第三册
一、课标定位与学习目标
1. 能根据装置和现象辨认发电、用电过程中的能量转化。
2. 能用源题条件估算风电功率，说明模型和转化效率的限制。
3. 能区分电磁感应与电磁波应用，用能量和信息解释作用。
4. 能用守恒、耗散与能源分类解释节能和可持续发展。
二、任务一：从装置判断能量怎样转化
观察圆盘发电机的轴与边缘接线，再比较水轮发电机、太阳电池和风机。
分别写出输入和输出能量。哪些过程利用电磁感应？太阳电池是否也用同一发电机制？
三、任务二：风电估算先明确研究对象
源题给定风速14 m/s、空气密度、截面积，空气动能的20%转为电能。这些是题设条件，不是本班实验数据。
选取时间t内通过截面的空气，依次求体积、质量、动能和输出功率，写出计算过程并说明模型限制。
四、任务三：区分电磁技术的作用
比较微波加热、手机通信和电焊防护的原图，联系波谱及真空中波长、频率与波速关系。
微波炉与电磁炉的主要机制是否相同？微波加热和通信分别突出什么作用？频率为的电焊辐射为什么需要防护？
五、任务四：守恒为什么不意味着无限可用
比较物体摩擦停止和灯泡发光后能量转移到环境的过程，再判断水能、电能与化石能源的分类。
能量耗散是否破坏守恒？电能属于一次还是二次能源？说明两项与具体环境影响相对应的节能或能源利用措施。
随堂检测
1. （多选）下列电器中，应用到电磁感应现象的有（ ）
A.发电机
B.电动机
C.变压器
D.电磁炉
2. 关于电磁波的应用，下列说法不正确的是（ ）
A.电磁炉是利用电磁波来工作的
B.微波炉利用电磁波的能量煮熟食物
C.雷达利用电磁波的反射侦测目标
D.夜视仪利用红外线帮助人们在夜间看见物体
3. 一种新型节能路灯“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。
关于其设计解释合理的是（　　）
A. 小风扇是用来给太阳能电池板散热的
B. 小风扇是小型电动机，将电能转化为风能
C. 太阳能电池板将太阳能转化为电能
D. 蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能
4. 关于能量和能源，下列说法正确的是（　　）
A. 能量在转化和转移过程中，总量有可能增加
B. 能量在转化和转移过程中，总量会不断减少
C. 能量总量保持不变，因此节约能源没有必要
D. 能量转化和转移具有方向性，可利用能源有限，故必须节约能源
课堂小结与自评
机制是否说清？估算是否交代题设与单位？波长计算是否注明条件？能源分类是否说明标准？建议是否对应具体影响？
附：答案与解析
二、任务一：从装置判断能量怎样转化
圆盘、水轮与风力发电装置把机械能转为电能，利用电磁感应。太阳电池直接把太阳能转为电能，不能将其解释为发电机线圈切割磁感线。
三、任务二：风电估算先明确研究对象
，，；。使用给定风速、密度、截面与效率；不能把该数值视为任意实际风机的恒定输出。
四、任务三：区分电磁技术的作用
微波炉用电磁波传递能量，电磁炉主要利用电磁感应加热锅体。通信突出携带信息。给定频率在真空中对应，属于紫外线，须保护眼睛和皮肤。
五、任务四：守恒为什么不意味着无限可用
耗散不减少能量总量，但使收集利用更困难。电能为二次能源。按给定分类标准，风能、水能、太阳能为可再生能源，化石能源不可在短时间再生。合理节电、减少化石燃料消耗和发展适宜的清洁能源，有助于减轻相关排放影响。
随堂检测
1. ACD。发电机、变压器和电磁炉应用电磁感应；电动机主要利用通电导体在磁场中受力。
2. A。电磁炉主要利用电磁感应产生涡流加热，不等同于微波炉用电磁波加热；其余三项为电磁波应用。
3. C。太阳能电池板将太阳能转化为电能；风机发电为机械能转化为电能，蓄电池放电为化学能转化为电能。
4. D。能量守恒并不意味着所有能量都同样便于利用；耗散降低可利用品质，能源资源又受到限制，必须节约。
课堂小结与自评
从真实装置和可观测作用判断机制，以能量链和源题计算支撑解释，再从资源、效率和环境综合评价技术应用。

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