【核心素養(yǎng)目標(biāo)】中職物理（通用類）高教版（2023） 5.6 交流電及安全用電 同步教案（表格式）

第第頁【核心素養(yǎng)目標(biāo)】中職物理（通用類）高教版（2023）5.6交流電及安全用電同步教案（表格式）主題五電與磁及其應(yīng)用

第六節(jié)交流電及安全用電教學(xué)設(shè)計案例

課程內(nèi)容第六節(jié)交流電及安全用電

課程類型啟發(fā)講授課課時2學(xué)時

教材內(nèi)容分析本節(jié)主要讓學(xué)生通過實驗，了解正弦交流電的產(chǎn)生，理解正弦交流電的變化規(guī)律，能用公式和圖像描述正弦交流電。了解人體觸電的類型，知道觸電的常見原因及防范措施。了解電氣火災(zāi)發(fā)生的原因，能正確選擇防范和撲救措施。了解用電安全的基本常識，知道電氣安全技術(shù)操作規(guī)程，學(xué)會保護人身與設(shè)備安全、防止發(fā)生事故的基本方法，了解觸電急救方法。能將安全用電和節(jié)約用電的知識應(yīng)用于日常生活實際。

學(xué)情分析學(xué)生在初中沒有學(xué)習(xí)過交流電方面的知識，因此交流電的變化規(guī)律是本節(jié)的一個重點，由于其數(shù)學(xué)表達式是正弦函數(shù)，比較復(fù)雜，對于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差的學(xué)生來說有很大的難度，教師要耐心地對公式和相關(guān)圖像加以解釋，并做好觀察交流電波形的演示實驗，盡力幫助學(xué)生克服這一難點，理解交流電的變化規(guī)律，了解交流電的周期、頻率和有效值等概念。

教學(xué)目標(biāo)1．建構(gòu)交流電、周期、頻率、有效值等概念，形成交流電的大小和方向都隨時間作周期性變化、生活中的輸電線分為相線和零線、人體碰觸或靠近相線會發(fā)生觸電事故等物理觀念，并能應(yīng)用其預(yù)防觸電事故，養(yǎng)成安全用電的行為習(xí)慣。

2．了解建構(gòu)交流電模型的方法。了解描述交流電變化規(guī)律的數(shù)學(xué)方法等。

3．通過用示波器觀察正弦波曲線實驗，增加對交流電的感性認(rèn)識，增強實驗觀察等核心素養(yǎng)。通過對家庭電路、家用電器的調(diào)查與研究，提高技術(shù)運用等核心素養(yǎng)。

4．通過對交流電變化規(guī)律的了解，增加生活中的安全用電意識，增強防范電氣事故的能力。了解全球最大的全自動化碼頭上海洋山港四期的建設(shè)成就，增強民族自豪感和家國情懷。

教學(xué)重點讓學(xué)生了解交流電的變化規(guī)律，了解交流電的周期、頻率和有效值，了解人體觸電的類型，知道常見的用電安全措施。

教學(xué)難點了解交流電的變化規(guī)律，了解交流電的周期、頻率和有效值。

教學(xué)策略讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)了解新知識，形成新觀念，提高實驗觀察能力，受到科學(xué)方法熏陶和愛國主義教育。

主要教法啟發(fā)式講授、演示實驗、組織合作學(xué)習(xí)

主要學(xué)法自主學(xué)習(xí)、觀察實驗、思考討論、合作學(xué)習(xí)

教學(xué)資源多媒體課件展示系統(tǒng)、J2459型學(xué)生示波器1臺。

課堂實施

教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖

課前準(zhǔn)備1.常見交流電的變化規(guī)律是怎樣的？2.交流電的周期與頻率之間存在什么關(guān)系？3.什么是交流電的有效值？正弦交流電的有效值與最大值之間存在什么關(guān)系？4.常見的人體觸電有幾種類型？5.家庭電路安裝時為什么要安裝適當(dāng)?shù)娜蹟嗥骱妥詣涌諝忾_關(guān)和地線？6.遇到別人發(fā)生觸電事故時，應(yīng)該采取哪些措施？7.我國最大的全自動化碼頭在哪里？1.安排學(xué)生進行預(yù)習(xí)（閱讀教材、觀看老師提供的微課視頻）。2.就學(xué)生提出的問題進行有針對性地備課，準(zhǔn)備在課堂上學(xué)生討論時給予指導(dǎo)。對教材和教學(xué)視頻進行學(xué)習(xí)和思考，并與同學(xué)討論其中發(fā)現(xiàn)的問題，將疑問反饋給老師。讓學(xué)生通過課前自主學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)自己不理解的問題，準(zhǔn)備到課堂上與同學(xué)討論，與老師交流，解決疑問。

課堂實施新課引入創(chuàng)設(shè)情境：每個家庭幾乎都會購買一些接線板，以滿足在任意位置使用電器的需要。然而如果買到劣質(zhì)的接線板，則有可能引發(fā)意外事故。展示圖片、提問：如何挑選優(yōu)質(zhì)的接線板呢？觀看、思考激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)

新課教學(xué)大小和方向都隨時間作周期性變化的電流，稱為交流電，簡稱交流。交流電相比直流電有許多優(yōu)點。交流電可以利用變壓器升高或者降低電壓，可以驅(qū)動結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠的感應(yīng)電動機。因此在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中普遍使用交流電。講解傾聽、理解幫學(xué)生建構(gòu)交流電的概念。

設(shè)線圈產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動勢為Em，線圈平面從磁通最大位置開始轉(zhuǎn)動，角速度是ω，經(jīng)過時間t，線圈轉(zhuǎn)過的角度是ωt。此時刻整個線圈中的感應(yīng)電動勢為式中的e隨時間按正弦規(guī)律變化，不同的時刻有不同的數(shù)值，稱為電動勢的瞬時值。如果把線圈和電阻組成閉合電路，電路中就有感應(yīng)電流。設(shè)閉合電路的總電阻為R，則電流的瞬時值為即電流也是按正弦規(guī)律變化的。電路中某一電阻R’兩端的電壓的瞬時值同樣是按照正弦規(guī)律變化的，即展示圖片、講解觀看、傾聽、理解、記憶讓學(xué)生了解交流電的大小變化規(guī)律。

正弦交流電的電動勢e、電流i和電壓u隨時間變化的圖像。結(jié)合圖片講述。觀看、傾聽讓學(xué)生了解用圖像法表示交流電的變化規(guī)律。

發(fā)電機中的線圈勻速轉(zhuǎn)動一周，電動勢、電流都按正弦規(guī)律變化一次。我們把交流電完成一次周期性變化所需的時間，稱為交流電的周期，通常用T表示，單位是s（秒）。交流電在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)，稱為交流電的頻率，通常用f表示，單位是Hz（赫）。根據(jù)定義，周期和頻率的關(guān)系是我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活使用的交流電，周期是0.02s，頻率是50Hz。講解傾聽、理解、記憶讓學(xué)生了解交流電周期和頻率的關(guān)系。

演示實驗：用示波器觀察正弦交流電波形首先將J2459型學(xué)生示波器的電源開關(guān)打開，預(yù)熱1分鐘左右。然后通過調(diào)節(jié)輝度、聚焦和輔助聚焦旋鈕，使亮斑的亮度、大小適當(dāng)；調(diào)節(jié)“水平位移（X移位）”和“豎直位移（Y移位）”旋鈕，使亮斑位于光屏的中間。把示波器的“掃描范圍”旋鈕置于“10～100Hz”擋，調(diào)節(jié)“掃描微調(diào)”旋鈕，使亮斑變?yōu)橐粭l穩(wěn)定的亮線；調(diào)節(jié)“X增益”旋鈕，使亮線的水平寬度適當(dāng)；把“衰減”調(diào)節(jié)旋鈕置于“”擋，即由機內(nèi)提供豎直方向按正弦規(guī)律變化的交流電壓信號；調(diào)節(jié)“掃描微調(diào)”旋鈕，使屏上出現(xiàn)一個穩(wěn)定的一個波長的正弦波形曲線。此時示波器的掃描頻率正好與信號頻率相等，為50Hz。再次調(diào)節(jié)“掃描微調(diào)”旋鈕，改變示波器的掃描頻率，使光屏上出現(xiàn)穩(wěn)定且完整的兩個波長的正弦波形曲線。進行演示實驗是，提問：光屏上出現(xiàn)穩(wěn)定且完整的兩個波長的正弦波形曲線時，示波器的掃描頻率是多少？觀看實驗、合作學(xué)習(xí)、回答：25Hz。引導(dǎo)學(xué)生觀察正弦交流電的波形，并了解其產(chǎn)生的原理。

如何描述交流電的大小呢？讓交流電和直流電通過相同阻值的電阻，如果它們在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流電的數(shù)值稱為這一交流電的有效值。通常用I和U分別表示交流電流和交流電壓的有效值。實驗表明，正弦交流電的有效值與最大值之間有如下的關(guān)系：我們通常說家庭電路的電壓是220V，指的便是有效值。各種使用交流電的電器設(shè)備上所標(biāo)的額定電壓和額定電流的數(shù)值、交流電流表和交流電壓表測量的數(shù)值也都是有效值。以后提到交流電的數(shù)值，凡沒有特別說明的，都是指有效值。講解觀看、傾聽、理解、記憶讓學(xué)生建構(gòu)交流電的有效值的概念，了解其與最大值的數(shù)值關(guān)系。

【應(yīng)用與拓展】三相交流電組織學(xué)生自主學(xué)習(xí)、巡視、指導(dǎo)、答疑閱讀、質(zhì)疑讓學(xué)生了解三相交流電的產(chǎn)生、特點、傳輸方式等。

目前，經(jīng)過幾十年的探索，我國的特高壓輸電技術(shù)已經(jīng)領(lǐng)跑世界，攻克了空氣間隙與外絕緣配置等多項難題，研制出了世界上最高電壓等級、最大容量換流變壓器，建立了完整的特高壓技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，并沿著“一帶一路”走出國門，實現(xiàn)了技術(shù)和裝備雙輸出，成為“中國創(chuàng)造”的金色名片。講述傾聽讓學(xué)生了解我國的特高壓輸電技術(shù)，增強科技傳承的核心素養(yǎng)。

觸電是危及人生命最嚴(yán)重的用電事故，而且在住宅中發(fā)生此類事故的概率較大。人體觸電主要有以下三種類型：1．單相觸電人體直接碰觸到帶電設(shè)備中的相線，相線、人體與大地組成回路，電流通過人體，這種觸電現(xiàn)象稱為單相觸電，如圖所示。對于高壓帶電體，人體雖未直接接觸，但如果與其距離小于安全距離，高壓帶電體可能對人體放電，這樣引起的觸電也屬于單相觸電。2．兩相觸電人體不同部位同時接觸帶電設(shè)備或線路中的兩根相線，相線、人體及另一根相線構(gòu)成回路，這種觸電方式稱為兩相觸電，如圖所示。在高壓系統(tǒng)中，人體同時接近不同相的兩個帶電導(dǎo)體，而發(fā)生電弧放電，也屬于兩相觸電。發(fā)生兩相觸電是最危險的。3．跨步電壓觸電相線發(fā)生斷線落地或電氣設(shè)備由于絕緣損壞發(fā)生接地故障，接地電流以落地點為中心向大地流散。若人在落地點周圍行走，其兩腳之間的電壓，就是跨步電壓。由跨步電壓引起的人體觸電，稱為跨步電壓觸電，如圖所示?？绮诫妷河|電先是使人兩腳麻木，繼而跌倒。由于跌倒后人的頭、腳著地，其間距離更大，加在人體上的電壓可能會更大，后果可能更為嚴(yán)重。展示圖片、講解觀看、傾聽、了解讓學(xué)生了解人體觸電常見的三種方式。

隨著社會的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，家用電器和電子產(chǎn)品日益增多，在帶給人們極大方便和享受的同時，也給人們帶來了巨大的安全隱患。近些年來，一些大功率電器，如空調(diào)器、微波爐、電熱水器、電磁爐、電飯鍋、電熱水壺、電烤箱、電吹風(fēng)機等進入家庭，使住宅配電線路負(fù)荷不斷增長，電流不斷增大，存在著嚴(yán)重的用電安全隱患。電子產(chǎn)品、電動車電池、電熱器等長時間通電，且無人照看，都可能引發(fā)火災(zāi)。要實現(xiàn)安全用電，就要在實際工作和生活中，養(yǎng)成安全用電行為習(xí)慣。展示圖片、視頻、講述觀看、傾聽、記憶讓學(xué)生了解日常用電安全措施。

家庭選購接線板時可從以下幾方面進行挑選：第一，觀察電源線。優(yōu)質(zhì)電源線軟硬適中，有韌性，連接可靠，內(nèi)部為優(yōu)質(zhì)銅芯材質(zhì)。第二，觀察插頭。優(yōu)質(zhì)插頭為三腳插頭，插銷硬度較高，厚度較厚，長期使用不變形。第三，測試開關(guān)。優(yōu)質(zhì)接線板開關(guān)按壓順暢，材質(zhì)好，使用壽命高。第四，觀察內(nèi)部銅件。從插孔中觀察內(nèi)部銅件，優(yōu)質(zhì)接線板的內(nèi)部銅件厚實，導(dǎo)電性能好，發(fā)熱少，不松動。第五，觀察外殼與面板。優(yōu)質(zhì)接線板外殼表面光澤度高，無毛邊，部件配合緊密，采用阻燃材質(zhì)，高溫不燃燒。回應(yīng)本節(jié)開始“情境與問題”中的問題。傾聽、理解讓學(xué)生了解家庭選購接線板的方法。

【技術(shù)·中國】全球最大的全自動化碼頭——上海洋山港四期自動化碼頭組織學(xué)生自主學(xué)習(xí)、巡視、指導(dǎo)、答疑閱讀、討論對學(xué)生進行愛國主義教育，增強家國情懷。

【行為與責(zé)任】積極學(xué)習(xí)，迎接人工智能新時期的挑戰(zhàn)。講述傾聽對學(xué)生進行提升社會責(zé)任感的教育。

自由討論本節(jié)的主要內(nèi)容講完了，同學(xué)還有哪些疑問，自由提問，小組討論，自由搶答。組織學(xué)生自由提問、討論，或回答問題。向老師提出自己的疑問、回答同學(xué)的問題。通過思想的碰撞，發(fā)展學(xué)生質(zhì)疑創(chuàng)新的核心素養(yǎng)。

歸納總結(jié)本節(jié)學(xué)習(xí)了交流電、周期、頻率、有效值等概念，了解了交流電的特點等內(nèi)容，了解了用數(shù)學(xué)方法描述交流電特點的方法，受到了愛國主義教育等。歸納總結(jié)本節(jié)所學(xué)內(nèi)容。傾聽、記憶幫助學(xué)生鞏固所學(xué)。

課后提升書面作業(yè)

實踐活動

板書設(shè)計略。

評價反饋本節(jié)課堂