高中物理_描述交变电流的物理量教学设计学情分析教材分析课后反思

教师活动：打开多媒体课件，展示本节课的标题：

5.2描述交变电流的物理量

“同学们，上节课我们学习了交变电流的基本概念，也得到了正弦式交变电流变化规律的表达式，现在请大家回顾一下。”

展示下一页幻灯片中的问题：

1.什么叫交变电流？什么叫正弦式交变电流？

2.正弦式交变电流的电动势瞬时值表达式是什么？电动势的最大值是什么？ 学生活动：部分学生在思考问题的答案，部分学生在翻书找问题答案。(教师提问)

学生甲:“大小和方向都随时间做周期性变化的电流就是交变电流，按照正弦函数规律变化的交变电流就是正弦式交变电流。”

学生乙补充：“正弦式交变电流简称为正弦式电流。”

学生丙：“正弦式交变电流的电动势瞬时表达式应该是 ，最大值是BS ω。”

其他学生回答：“nBS ω”。

教师活动：“通过大家对以上两个问题的回答，看来大家掌握的情况还是可以的。”

[投标导学]：

教师活动：“对交变电流的基本概况学习完之后，我们接下来的任务就是去进一步描述交变电流，所以本节课的主要任务就是学习描述交变电流的物理量。我们现在以以下几个问题为导向，开展本节课的学习内容。大家现在的任务是自己根据教材上的介绍回答这些问题，然后我们根据大家的回答情况，进行更深层次的讲解。”

在幻灯片上展示出相关问题：

投标导学：

（1）什么叫交变电流的周期？

（2）什么叫交变电流的频率？

（3）周期、频率、角速度的关系是什么？

（4）我国使用的交变电流的周期和频率各是多大？

（5）怎么理解峰值与有效值？

学生活动：学生自己阅读教材，并将问题的答案在教材上画出。

[探究交流]：

学生活动：学生相互讨论，互相交流自己的见解。

（教师提问幻灯片中的问题）

学生甲：“我们把交变电流完成一次周期性变化所需要的时间叫做它的周期。” 学生乙：“交变电流在1s 内完成周期性变化的次数叫做频率。”

学生丙：“周期与频率互为倒数，T 等于f 分之1，ω等于T 分之2π，ω等于2π乘以f 。”

学生丁：“我国的交流电周期是0.02s,频率是50Hz 。”

学生戊：“交变电流的峰值是电流或电压能达到的最大数值，可以用来表示电流的强弱或电压的高低。再说一下有效值吧，让交流与一个恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交流的而一个周期内它们产生的热量相等，而这个恒定电流是I,电压是U ，我们就把I,U 叫做这个交流的有效值。” t

e m ωsin E =

教师活动:“大家的回答基本到位了，但是也有一些瑕疵，下面我们一起来做些补充。”

[启发精讲]:

教师活动：将幻灯片上的知识点展开，针对学生的回答，做些补充与校正。 第一部分：周期与频率

“我们知道，交变电流的大小和方向都随时间做周期性变化，周期就是交变电流完成一次周期性变化所用的时间，用T 表示，单位是s 。频率就是单位时间内完成周期性变化的次数，用f 表示，单位是Hz 。周期与频率互为倒数，角速度ω等于频率的2π倍。”

“我国的交变电流频率是50Hz ，周期是0.02s 。”

在幻灯片上展示刚才的知识内容。

第二部分：峰值和有效值

教师活动：“交变电流的峰值是它能达到的最大值，可以用来表示电流的强弱或电压的高低。我们所说的电容器的耐压值应该对应交流电压的峰值，电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值，否则电容器就可能被击穿。”

“对于有效值得理解，我们借助教材35页思考与讨论部分，请大家回答思考与讨论部分的两个问题。”

思考与讨论：

如图所示是通过一个R=1Ω的电阻的电流i 随时间变化的曲线。它不是恒定电流。

1. 怎样计算通过1 S 内电阻R 中产生的热量?

2. 如果有一个大小、方向 都不变的恒定电流通过这个电阻R 也能在1 S 内产生同样的热量，这个电流是多大？

学生活动：学生甲与学生乙在黑板上演示解题过程，其他同学在自己的练习本上计算。大部分学生算出了结果 ，但在黑板上计算的甲乙同学都计算不顺利，后来在教师的提示下完成。 教师活动：“刚才大家算出的 ，就是交变电流的有效值。我们再剖析一次有效值得定义，让交流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，而这个恒定电流是I,电压是U ，我们就把I,U 叫做这个交流的有效值。这里有几点请注意：

1. 有效值是根据电流的热效应定义的

2. 相同的电阻

3. 交流电的一个周期内

4. 产生的热量相等

有了这几点的准确把握，有效值的理解就没问题了。”

A

I 8.2=A I 8.2=

“此外，我们对有效值还要做出一些补充： 1.

正弦式交变电流的有效值I,U 与峰值 存在如下关系：

即峰值是有效值的 倍，峰值除以 得到其有效值。

2.

交流电流表和交流电压表的读数是有效值；

保险丝的熔断电流是有效值； 还有，求交流的功、功率和电热时必须用交流的有效值。

以后提到的交变流电的数值，若没有特殊说明的均指有效值。”

[练习检测]：

教师活动：组织学生练习幻灯片上的题目。

例1.我国生产和生活用交流电的周期T=_____s ，频率f= ____Hz ，角速度ω=_____rad/s ，在1s 内电流的方向变化____次。

例2.如图示为某正弦交流电流的图像，求其峰值、周期和角速度，并写出该电流的瞬时值表达式。

例3如图是一个按正弦函数规律变化的交变电流.请根据图象求出它的周期,频率,最大值和有效值 ,并写出电流的函数表达式

例4通过一阻值R ＝100 Ω的电阻的交变电流如图所示，其周期为1 s ．电阻两端电压的有效值为( )

A ．12 V

B ．410V

C ．15 V

D ．85V

m m U 、I 22i/A t/s +10 -10 0.05 0.1 0.15 0.2

计算题，随机抽两名学生在黑板上做示范，两名学生的解题过程清晰明了，答案准确。

教师活动：“电阻R上的功率之比是热功率之比，此处应该是电流的有效值平方去做比例。另外，大家在解题过程中应该把单位随时关注，不要在这些细节上疏忽。”

[小结]：

教师活动：组织学生回顾本节课的知识要点。

学生活动：学生采取交替回答的形式，依次补充完本节的学习内容。教师活动：打开下一页幻灯片，对比学生对小结内容的回答，再一次对重要知识内容进行强调。

[作业布置]：

教师活动:布置课后第3，第5，第6题为学生作业。

学情分析

深入的了解学生是上好课的关键，我对学生的基本情况分析如下：

学生是教学过程中的主体，这个时候的学生已经知道了交变电流的一些特点和一些描述物理量，但是大多数学生的抽象思维和空间想象能力还比较低，对物理现象和知识的理解、判断、分析、和推理常常表现出一定的主观性、片面性、和表面性，这就要求在教学过程中合理安排、指导和引导学生突出重点、突破难点，提高学生分析、归纳、及抽象思维能力。

本章的标题是交变电流，所以学习任务会依照这一主题展开。在第一节，学生已经学习了交变电流的概念，并且了解了正弦式交变电流的产生过程，得到了正弦式交变电流的变化规律及对应的表达式。正弦式交变电流的大小和方向都随时间进行周期性变化，所以描述这种交变电流需要借助一些物理量，本节内容就是介绍这些物理量，其主要有：周期和频率，峰值和有效值，相位等。

学生对交变电流的知识内容是第一次学到，第一节的内容经过两节课的学习，大部分学生已经掌握的很好了。在这

节内容的巩固作用之下，相信学生对交变电流已经有更深的认识，对描述交变电流的物理量有更系统的理解。

效果分析

新课改的理念要求教师在教学工作中，以学生为主体，以教师为主导，发挥学生主动学习，努力创新的学习精神。

本节课学生的活动确实不少，在学生知识层次的最近发展

区，学生较好地发挥了主动探究物理知识的能动性。强调

学生的合作学习，通过投标导学环节，提出一系列的问题，

以这些问题为线索，环环相扣，经过学生的探究交流，形

成初步的知识体系。这在本节课中也有很好地体现，通过

这一环节，确实让学生主动建构了自己的知识体系，极大

地提高了学生的学习能力，所以这种教学方法非常值得肯

定。新课改的理念中，教师的主导作用在教学中也是很重

要的，主要是让学生形成的知识结构要经过教师的校正与

补充，使学生的知识与能力得到进一步的整合与完善。本

节课的教学过程中，启发精讲环节教师很好地补充了有效

值的知识模块，完善了学生的知识层次，让学生对有效值

的理解和应用掌握娴熟。联系与检测环节，是将学生的知

识转化为能力的一个环节，选题应该典型，也要有综合性，

这点需要谨记。当然，本节课的选题也是实现了这些要求，

是非常不错的。

总体而言，本节课的教学方法是准确的，但是还是要努力改善其中的不足，应该在各个环节的连接上，尽力做到自然合理，井然有序，那样的教学活动必然是成功的。

《描述交变电流的物理量》教材分析

一、教材分析

选自选修3-2第5.2节《描述交变电流的物理量》内容。学习了交变电流的产生原理，对交变电流的定量描述问题进一步学习，以利用这些物理量描述交变电流的变化规律，是研究交变电流变化规律的基础和前提。课程标准对本节内容的要求是“能用函数表达式和图像描述交变电流，测算其峰值和有效值”。教材是这样来处理的：首先，学生应该能从数学角度进一步认识交变电流的周期性；然后，通过有效值的分析和计算再一次体会等效代替法在物理学科的应用；最后，通过一些拓展训练加深学生的理解。

（二）教学目标

1、知识与技能

①.知道交变电流的周期和频率，以及它们与转子角速度ω的关系。

②.知道交变电流和电压的最大值、瞬时值、有效值等及其关系。

③.知道我国供电线路交变电流的周期和频率。

2、过程与方法

①.用等效的方法得出描述交变电流的有效值。

②.学会观察实验，分析图象，由感性认识到理性认识的思维方式。

3、情感态度与价值观

①.通过对描述交变电流的物理量的学习，体会描述复杂事物的复杂性，

树立科学、严谨的学习和认识事物的态度。

②.联系日常生活中的交变电流知识，培养学生将物理知识应用于生活和

生产实际的意识，鼓励学生勇于探究与日常生活有关的物理学问题。

（三）教学重点、难点

重点：周期、频率的概念，有效值的概念和计算

难点：有效值的概念和计算

（四）教法与学法

诱思探究教学法，合作学习为主，通过实验现象和生活经验发动学生对有效值展开讨论，加深对交流电知识的理解。

【当堂检测】

1．某小型发电机产生的交变电动势为e ＝50sin 100πt (V)．对此电动势，下列表述正确的有( )

A ．最大值是50 2 V

B ．频率是100 Hz

C ．有效值是25 2 V

D ．周期是0.02 s

2.如图所示的(a)、(b)两图分别表示两个交变电压，比较这两个交变电压，它们具有共同的

( )． A ．有效值 B ．频率

C ．最大值

D ．均不一样

3.如图所示，是一交变电流随时间变化的图象，求此交变电流的有效值．

4.如图所示，线圈abcd 的面积是0.05m 2，共100匝，线圈的总电阻为1Ω，外接电阻R=9Ω，匀强磁场的磁感应强度B=

1T ，当线圈以300r/min 的转速匀速旋转时．问： （1）若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式； （2）线圈转过30

1s 时电动势的瞬时值多大？ （3）电路中，电压表和电流表的示数各是多少？ （4）从中性面开始计时，经

301s 通过电阻R 的电荷量是多少？

课后反思

本节课的教学设计体现了新课程理念，以培养和发展能力为着眼点，以掌握物理研究方法和物理思维方法为依据。

本课的设计采用了课前下发预习学案，学生预习本节内容，找出自己迷惑的地方。在课堂处理中，有效值作为本节课的重点与难点，不仅仅要在课堂上详细讲解，还要督促学生在课下多思考，利用练习题加以巩固。以达到对概念的深刻理解。

课标分析

1．内容标准

（1）知道交变电流，能用函数表达式和图像描述交变电流。

例1 用示波器观察交变电流的波形，并测算其峰值和有效值。

（2）通过实验，了解电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用。

例2 用灯泡或交流电流表观察电容器和电感器对交变电流的阻碍作用。

（3）通过实验，探究变压器电压与匝数的关系。

例3 观察生活中常见的变压器，了解其作用。

（4）了解从变电站到住宅的输电过程，知道远距离输电时应用高电压的道理。

例4 查阅资料，了解直流输电的原理，比较交流输电和直流输电的特点。

2．活动建议

（1）参观当地的小型电厂，了解发电过程。调查发电机的容量、居民用电和工业用电情况。撰写调查报告。

（2）观察变电站和高压输电线路。