高中物理-交变电流教学设计 (2)

高中物理-交变电流教学设计

一、教学设计背景：

根据高中物理新课程的目标要求,根据立人教育的理念,高中物理要培养全体学生的科学素养和创新能力。要通过这节课的学习让学生学习物理学的基本概念,掌握物理学研究的基本技能,了解物理学的主要成就以及对社会发展的影响,并且要强调对学生科学探究能力、实践能力、自主学习能力的培养,要培养学生的学习兴趣,培养学生实事求是的科学态度和科学精神,培养学生的空间想象能力,抽象思维能力,培养学生应用数学知识综合解决物理问题的能力,训练学生科学的思维方法。

二、学情分析：

学生在刚刚学习了电磁感应一个章节的课程,再来学习交流电一章。可以利用上章学过的法拉第电磁感应定律引导学生进行推导,得出感应电动势的瞬时值和最大值的表达式,进而根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律推出电流与电压瞬时值与最大值的表达式。在本节学生第一次接触到许多新名词,如:交流电、正弦交流电、中性面、瞬时值、最大值等.要让学生搞清楚这些名词的准确含义。

三、教材分析：

为了适应学生的接受能力,教材采取从感性到理性、从定性到定量逐渐深入的方法讲述这个问题。教材先用教具演示矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生交流电,以展示交流电是怎样产生的。并强调让学生观察教材图所示线圈通过五个特殊位置时,电流表指针变化的情况,分析电动势和电流方向的变化,这样学生就会对电动势和电流的变化情况有个大致的了解.然后让学生用右手定则独立分析线圈中电动势和电流的方向.这样能充分调动学生的积极性,培养学生的观察和分析能力。

四、三维教学目标：

知识与技能

1.使学生理解交变电流的产生原理,知道什么是中性面。

2.掌握交变电流的变化规律及表示方法。

3.理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。

过程与方法

1.掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）。

2.培养学生观察能力,空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力。

3.培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。

情感态度与价值观

培养学生理论联系实际的思想。

五、教学重点

交变电流产生的物理过程的分析

六、教学难点

交变电流的变化规律及应用

七、教学方法

教师启发、引导、实验,学生观察、分析、阅读教材、讨论、交流。

八、教学用品

多媒体课件、手摇交流发电机、灵敏电流计、交流发电机模型、示波器等九、教学过程

新课讲授是什么样的电流？请同

学们阅读教材后回答

现代生产和生活中大都

使用交流电.交流电有

许多优点,今天我们学

习交流电。

（演示）用示波器观察

不同电压的图形

电流随时间按正弦函数

规律变化的交变电流成

为正弦交流电。正弦交

流电视最简单、最基本

的交变电流,有发电厂

发出的电流就是正弦交

流电。

正弦交流电的产生：

（提问）为什么矩形线

圈在匀强磁场中匀速转

动时线圈里能产生交变

电流？

（提问）当abcd线圈在

磁场中绕OO′轴转动

时间做周期性变化

的交变电流

学生观察总结交流

电的定义：大小和方

向都随时间做周期

性变化的交变电流

学生对这个问题进

行讨论

培养学生的总结

能力

培养学生认真观

察分析,利用已经

学过的知识进行

温故知新

小结：但

tΔ

Δφ

=0.

(3)线圈越过中性面,线

圈中I感方向要改变.线

圈转一周,感应电流方

向改变两次

设线圈平面从中性面开

始转动,角速度是ω.经

过时间t,线圈转过的角

度是ωt,ab边的线速度

v的方向跟磁感线方向

间的夹角也等于ωt,如

右图所示.设ab边长为

L

1

,bc边长L

2

,磁感应强

度为B,这时ab边产生的

感应电动势多大?

cd边中产生的感应电动

势跟ab边中产生的感应

电动势大小相同,又是

串联在一起,此时整个

线框中感应电动势多

大?

若线圈有N匝时,相当于

N个完全相同的电源串

联,e=NBL

1

L

2

ωsinωt

学生利用数学知识

推导：

e

ab

=BL

1

vsinωt

=BL

1

·

2

2

L

ωsinωt

=

2

1

BL

1

L2sinωt

e=e

ab

+e

cd

=BL

1

L

2

ωsinωt

学生阅读后思考得

出

根据闭合电路欧姆

定律,感应电流的最

大值Im=

r

R

E

m

+

感应电流的瞬时值

i=Imsinωt.

根据部分电路欧姆

定律,电压的最大值

培养学生利用数

学知识解决物理

问题的能力

令Em=NBL

1L

2ω

感应电动势的最大值：Em= NBSω

e叫做感应电动势的瞬时值e= Em sinωt

请同学们阅读教材,了解感应电流的最大值和瞬时值.

电路的某一段上电压的瞬时值与最大值等于什么? 电动势、电流与电压的瞬时值与时间的关系可以用正弦曲线来表示,如下图所示:

1.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,线圈中产生正弦式交变电流.

2.从中性面开始计时,感应电动势瞬时值的表达式为e=NBSωsinωt,感应电动势的最大值为Em=NBSω.

3.中性面的特点：磁通量最大为Φm,但e=0. Um=ImR,电压的瞬时

值U=Umsinωt.

可有学生自己总结

培养学生的阅读

和分析能力

培养学生归纳总

结能力

十、板书设计： 第二章 交变电流

§3-1交变电流

1、 交流电：

强度和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流,简称交流．

2、正弦交流电的产生和表述： 感应电动势的瞬时表达式为：

t E t BS e m ωωωsin sin ==．

感应电流瞬时值表达式：

t I i m ωsin =．

外电路电压瞬时值表达式：

t m ωsin U u =

3、交流电的图像