3.1 交變電流（教學(xué)設(shè)計）高二物理同步備課系列（人教版2019選擇性必修第二冊）

3.1交變電流（教學(xué)設(shè)計）高二物理同步備課系列（人教版2019選擇性必修第二冊）一、課程基本信息

1.課程名稱：3.1交變電流

2.教學(xué)年級和班級：高二（1）班

3.授課時間：2022年3月15日星期二下午第二節(jié)

4.教學(xué)時數(shù)：45分鐘

一、教學(xué)目標(biāo)

1.讓學(xué)生了解交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律。

2.讓學(xué)生掌握交變電流的描述方法，包括周期、頻率和初相。

3.讓學(xué)生了解交變電流的波形圖，并能夠根據(jù)波形圖分析交變電流的特性。

二、教學(xué)內(nèi)容

1.交變電流的產(chǎn)生

2.交變電流的描述方法

3.交變電流的波形圖

三、教學(xué)過程

1.導(dǎo)入：通過生活中的實例，引導(dǎo)學(xué)生了解交變電流的產(chǎn)生。

2.新課講解：通過PPT展示，講解交變電流的描述方法，包括周期、頻率和初相。

3.實例分析：通過分析生活中的實例，讓學(xué)生了解交變電流的波形圖，并能夠根據(jù)波形圖分析交變電流的特性。

4.課堂練習(xí)：通過習(xí)題，讓學(xué)生鞏固所學(xué)知識。

5.總結(jié)：對本節(jié)課的內(nèi)容進行總結(jié)，強調(diào)重點和難點。

四、教學(xué)評價二、核心素養(yǎng)目標(biāo)

1.科學(xué)探究能力：讓學(xué)生通過觀察生活中的實例，了解交變電流的產(chǎn)生，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和實驗操作能力。

2.數(shù)學(xué)建模能力：讓學(xué)生掌握交變電流的描述方法，包括周期、頻率和初相，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力。

3.數(shù)據(jù)分析能力：讓學(xué)生通過分析生活中的實例，了解交變電流的波形圖，并能夠根據(jù)波形圖分析交變電流的特性，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力。

4.物理思維能力：讓學(xué)生了解交變電流的特性，培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力。三、重點難點及解決辦法

1.重點：交變電流的描述方法，包括周期、頻率和初相。

-突破策略：通過PPT展示，講解交變電流的描述方法，并通過實例分析，讓學(xué)生理解并掌握這些描述方法。

2.難點：交變電流的波形圖分析。

-突破策略：通過分析生活中的實例，讓學(xué)生了解交變電流的波形圖，并能夠根據(jù)波形圖分析交變電流的特性。同時，通過習(xí)題練習(xí)，鞏固學(xué)生對交變電流波形圖的分析能力。四、教學(xué)資源

1.軟硬件資源：多媒體投影儀、白板、物理實驗器材（如示波器）

2.課程平臺：人教版2019選擇性必修第二冊物理教材

3.信息化資源：PPT課件、在線習(xí)題庫

4.教學(xué)手段：講授法、演示法、實驗法、討論法五、教學(xué)實施過程

1.課前自主探索

-教師活動：布置預(yù)習(xí)任務(wù)，要求學(xué)生閱讀教材，了解交變電流的產(chǎn)生和描述方法。

-學(xué)生活動：閱讀教材，完成預(yù)習(xí)任務(wù)。

-教學(xué)方法：自主學(xué)習(xí)法

-教學(xué)手段：人教版2019選擇性必修第二冊物理教材

-教學(xué)資源：多媒體投影儀、白板

-作用和目的：幫助學(xué)生提前了解課程內(nèi)容，為課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.課中強化技能

-教師活動：通過PPT展示，講解交變電流的描述方法，包括周期、頻率和初相。

-學(xué)生活動：跟隨教師的講解，記錄關(guān)鍵信息，參與課堂討論。

-教學(xué)方法：講授法、演示法

-教學(xué)手段：PPT課件、白板

-教學(xué)資源：多媒體投影儀、白板

-作用和目的：讓學(xué)生掌握交變電流的描述方法，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

-教師活動：通過實驗，展示交變電流的波形圖，引導(dǎo)學(xué)生分析交變電流的特性。

-學(xué)生活動：觀察實驗，參與討論，分析交變電流的特性。

-教學(xué)方法：實驗法、討論法

-教學(xué)手段：物理實驗器材（如示波器）

-教學(xué)資源：物理實驗器材（如示波器）

-作用和目的：讓學(xué)生直觀地了解交變電流的波形圖，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和數(shù)據(jù)分析能力。

3.課后拓展應(yīng)用

-教師活動：布置課后習(xí)題，要求學(xué)生鞏固所學(xué)知識，并分析實際生活中的交變電流現(xiàn)象。

-學(xué)生活動：完成課后習(xí)題，分析實際生活中的交變電流現(xiàn)象。

-教學(xué)方法：練習(xí)法

-教學(xué)手段：在線習(xí)題庫

-教學(xué)資源：在線習(xí)題庫

-作用和目的：鞏固學(xué)生對交變電流知識的理解和應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力。六識點梳理

1.交變電流的產(chǎn)生

-交流發(fā)電機的工作原理：通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生交變電流。

-交流發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)子、定子、線圈。

-交變電流的產(chǎn)生過程：當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，線圈在磁場中切割磁感線，產(chǎn)生交變電流。

2.交變電流的描述方法

-周期：交變電流完成一個周期所需的時間。

-頻率：交變電流在一個周期內(nèi)完成變化的次數(shù)。

-初相：交變電流開始時的大小。

3.交變電流的波形圖

-正弦波：交變電流的一種理想波形，其形狀為正弦曲線。

-波形圖的分析方法：通過觀察波形圖，可以分析交變電流的周期、頻率和初相。

4.交變電流的特性

-交流電與直流電的區(qū)別：交流電的大小和方向隨時間變化，而直流電的大小和方向不變。

-交變電流的相位：交變電流在不同時間點的相位不同，可以通過波形圖來表示。

5.交變電流的應(yīng)用

-變壓器：利用電磁感應(yīng)原理，將交流電的電壓升高或降低。

-交流電動機：利用交流電的特性，實現(xiàn)電能到機械能的轉(zhuǎn)換。

-交流電路的計算：了解交流電路的基本計算公式，包括功率、電流、電壓等。

-交流電的測量：使用示波器等儀器，測量交變電流的波形、頻率、電壓等參數(shù)。

六、知識點梳理

1.交變電流的產(chǎn)生

-交流發(fā)電機的工作原理：通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生交變電流。

-交流發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)子、定子、線圈。

-交變電流的產(chǎn)生過程：當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，線圈在磁場中切割磁感線，產(chǎn)生交變電流。

2.交變電流的描述方法

-周期：交變電流完成一個周期所需的時間。

-頻率：交變電流在一個周期內(nèi)完成變化的次數(shù)。

-初相：交變電流開始時的大小。

3.交變電流的波形圖

-正弦波：交變電流的一種理想波形，其形狀為正弦曲線。

-波形圖的分析方法：通過觀察波形圖，可以分析交變電流的周期、頻率和初相。

4.交變電流的特性

-交流電與直流電的區(qū)別：交流電的大小和方向隨時間變化，而直流電的大小和方向不變。

-交變電流的相位：交變電流在不同時間點的相位不同，可以通過波形圖來表示。

5.交變電流的應(yīng)用

-變壓器：利用電磁感應(yīng)原理，將交流電的電壓升高或降低。

-交流電動機：利用交流電的特性，實現(xiàn)電能到機械能的轉(zhuǎn)換。

-交流電路的計算：了解交流電路的基本計算公式，包括功率、電流、電壓等。

-交流電的測量：使用示波器等儀器，測量交變電流的波形、頻率、電壓等參數(shù)。七、教學(xué)反思與改進

在教授“交變電流”這一節(jié)內(nèi)容時，我深刻地認識到教學(xué)過程中的不足，以及需要改進的地方。

首先，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生在理解交變電流的產(chǎn)生原理時，存在一定的困難。盡管我通過實驗和實例進行了講解，但仍有部分學(xué)生難以理解轉(zhuǎn)子、定子和線圈之間的關(guān)系。因此，我計劃在未來的教學(xué)中，增加更多的互動環(huán)節(jié)，如小組討論、問題解答等，以提高學(xué)生的參與度，幫助他們更好地理解交變電流的產(chǎn)生原理。

其次，在教授交變電流的描述方法時，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生對于周期、頻率和初相的概念理解不透徹。這可能是因為我在講解這些概念時，過于依賴理論，缺乏實際應(yīng)用的例子。為了改進這一點，我計劃在未來的教學(xué)中，引入更多的實際應(yīng)用案例，如家用電器的電源適配器，讓學(xué)生通過觀察實際生活中的交變電流現(xiàn)象，加深對周期、頻率和初相的理解。

再次，在教授交變電流的波形圖時，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生在分析波形圖時存在困難。這可能是因為我在講解波形圖時，過于強調(diào)理論分析，而忽視了學(xué)生的實際操作能力。為了改進這一點，我計劃在未來的教學(xué)中，增加更多的實驗環(huán)節(jié)，如使用示波器觀察交變電流的波形，讓學(xué)生通過實際操作，加深對波形圖的理解。

最后，在教授交變電流的應(yīng)用時，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生在理解變壓器和交流電動機的工作原理時存在困難。這可能是因為我在講解這些應(yīng)用時，過于強調(diào)理論，而忽視了學(xué)生的實際操作能力。為了改進這一點，我計劃在未來的教學(xué)中，增加更多的實際操作環(huán)節(jié)，如讓學(xué)生親手制作簡易的變壓器和交流電動機，通過實際操作，加深對交變電流應(yīng)用的理解。八、典型例題講解

1.題目：一個交流發(fā)電機由一個轉(zhuǎn)子和兩個定子組成，轉(zhuǎn)子上繞有線圈，定子中有兩個線圈。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，兩個定子中的線圈分別產(chǎn)生正弦波和余弦波。求這個發(fā)電機的輸出電壓。

答案：

設(shè)轉(zhuǎn)子的角速度為ω，則線圈在磁場中切割磁感線的速度為v=ω*r，其中r為線圈到轉(zhuǎn)子中心的距離。

當(dāng)線圈在磁場中切割磁感線時，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈中的感應(yīng)電動勢E=-N*ΔB*A*v*ω，其中N為線圈中的線圈數(shù)，ΔB為磁感應(yīng)強度的變化量，A為線圈的有效面積，v為線圈的速度。

因此，這個發(fā)電機的輸出電壓U=E/2，因為兩個定子中的線圈分別產(chǎn)生正弦波和余弦波，所以它們的電動勢相位差為π/2，即它們的電動勢之和為零。

所以，這個發(fā)電機的輸出電壓為零。

2.題目：一個交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子以角速度ω旋轉(zhuǎn)，其線圈在磁場中切割磁感線，產(chǎn)生交變電流。求這個交變電流的周期T。

答案：

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈中的感應(yīng)電動勢E=-N*ΔB*A*v*ω，其中N為線圈中的線圈數(shù)，ΔB為磁感應(yīng)強度的變化量，A為線圈的有效面積，v為線圈的速度。

由于線圈在磁場中切割磁感線，其速度v=ω*r，其中r為線圈到轉(zhuǎn)子中心的距離。

因此，交變電流的周期T=1/f，其中f為交變電流的頻率，f=1/(2*π*ω)，其中ω為轉(zhuǎn)子的角速度。

所以，這個交變電流的周期T=1/(2*π*ω)。

3.題目：一個交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子以角速度ω旋轉(zhuǎn)，其線圈在磁場中切割磁感線，產(chǎn)生交變電流。求這個交變電流的頻率f。

答案：

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈中的感應(yīng)電動勢E=-N*ΔB*A*v*ω，其中N為線圈中的線圈數(shù)，ΔB為磁感應(yīng)強度的變化量，A為線圈的有效面積，v為線圈的速度。

由于線圈在磁場中切割磁感線，其速度v=ω*r，其中r為線圈到轉(zhuǎn)子中心的距離。

因此，交變電流的頻率f=1/T，其中T為交變電流的周期，T=1/(2*π*ω)，其中ω為轉(zhuǎn)子的角速度。

所以，這個交變電流的頻率f=2*π*ω。

4.題目：一個交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子以角速度ω旋轉(zhuǎn)，其線圈在磁場中切割磁感線，產(chǎn)生交變電流。求這個交變電流的初相φ。

答案：

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈中的感應(yīng)電動勢E=-N*ΔB*A*v*ω，其中N為線圈中的線圈數(shù)，ΔB為磁感應(yīng)強度的變化量，A為線圈的有效面積，v為線圈的速度。

由于線圈在磁場中切割磁感線，其速度v=ω*r，其中r為線圈到轉(zhuǎn)子中心的距離。

因此，交變電流的初相φ=-ω*Δt，其中Δt為交變電流開始時的時間差，ω為轉(zhuǎn)子的角速度。

所以，這個交變電流的初相φ=-ω*Δt。

5.題目：一個交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子以角速度ω旋轉(zhuǎn)，其線圈在磁場中切割磁感線，產(chǎn)生交變電流。求這個交變電流的相位差θ。

答案：

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈中的感應(yīng)電動勢E=-N*ΔB*A*v*ω，其中N為線圈中的線圈數(shù)，ΔB為磁感應(yīng)強度的變化量，A為線圈的有效面積，v為線圈的速度。

由于線圈在磁場中切割磁感線，其速度v=ω*r，其中r為線圈到轉(zhuǎn)子中心的距離。

因此，交變電流的相位差θ=ω*(t2-t1)，其中t1和t2為兩個不同時間點的交變電流的相位，ω為轉(zhuǎn)子的角速度。

所以，這個交變電流的相位差θ=ω*(t2-t1)。九、教學(xué)評價與反饋

1.課堂表現(xiàn)：學(xué)生在課堂上表現(xiàn)積極，能夠認真聽講并參與討論。

2.小組討論成果展示：學(xué)生分組討論，能夠積極發(fā)表自己的觀點，并與小組成員進行交流。

3.隨堂測試：學(xué)生能夠準確回答交變電流的相關(guān)問題，表現(xiàn)出對知識點的掌握。

4.作業(yè)完成情況：學(xué)生能夠按時完成作業(yè)，作業(yè)質(zhì)量較高，反映出對知識的深入理解和應(yīng)用。

5.學(xué)生自評與反思：學(xué)生能夠?qū)ψ约旱膶W(xué)習(xí)進行自我評價，提出自己的優(yōu)點和不足，并進行反思和改進。

6.教師評價與反饋：教師在課堂上給予學(xué)生積極的評價和反饋，鼓勵學(xué)生積極思考和參與討論。同時，教師也會針對學(xué)生的不足進行指導(dǎo)和建議，幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)效果。

7.家長反饋：家長對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況表示關(guān)注，會與教師進行交流，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和進展。同時，家長也會給予學(xué)生適當(dāng)?shù)妮o導(dǎo)和支持，幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)。

8.學(xué)生滿意度調(diào)查：通過問卷調(diào)查，了解學(xué)生對課程的滿意度，以及對教師的評價和反饋。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，教師可以進行相應(yīng)的改進和調(diào)整，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和滿意度。

9.教學(xué)改進與反思：教師根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)和反饋，進行教學(xué)反思和改進。教師會針對學(xué)生的需求和問題，調(diào)整教學(xué)方法和策略，以提高教學(xué)效果和質(zhì)量。十、板書設(shè)計

①重點知識點：

-交變電流的產(chǎn)生：交流發(fā)電機的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、產(chǎn)生過程。

-交變電流的描述方法：周期、頻率、初相。

-交變電流的波形圖：正弦波、波形圖分析方法。

-交變電流的特性：交流電與直流電的區(qū)別、相位。

-交變電流的應(yīng)用：變壓器、交流電動機、交流電路的計算、交流電的測量。

②關(guān)鍵詞、句：

-交流發(fā)電機：電磁感應(yīng)、轉(zhuǎn)子、定子、線圈。

-周期：完成一個周期所需的時間。

-頻率：一個周期內(nèi)完成變化的次數(shù)。

-初相：交變電流開始時的大小。

-正弦波：理想波形，形狀為正弦曲線。

-波形圖分析：觀察波形圖，分析周期、頻率、初相。

-交流電與直流電：大小和方向隨時間變化、大小和方向不變。

-相位：不同時間點的相位不同，通過波形圖表示。

-變壓器：電