2024-2025學(xué)年高中物理 第五章 交變電流 1 交變電流（2）教案 新人教版選修3-2

2024-2025學(xué)年高中物理第五章交變電流1交變電流（2）教案新人教版選修3-2主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：高中物理第五章交變電流第1節(jié)：交變電流（2）

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高中二年級(jí)

3.授課時(shí)間：2024年10月30日

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)（45分鐘）

教學(xué)內(nèi)容：

1.理解交變電流的描述：周期、頻率、峰值和有效值。

2.掌握正弦波交流電的表達(dá)式及其圖像。

3.學(xué)習(xí)交變電流的功率計(jì)算，區(qū)分有功功率和無功功率。

4.探究變壓器的工作原理及電壓、電流的關(guān)系。

教學(xué)步驟：

1.導(dǎo)入（5分鐘）：

-復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容，簡(jiǎn)要回顧交流電的基本概念。

-提問方式引導(dǎo)學(xué)生思考交流電在實(shí)際應(yīng)用中的重要性。

2.新課內(nèi)容講授（25分鐘）：

a.通過幻燈片或板書介紹交變電流的描述參數(shù)。

b.結(jié)合課本，講解正弦波交流電的表達(dá)式，繪制波形圖。

c.舉例說明正弦交流電在實(shí)際電路中的應(yīng)用。

d.深入講解交變電流的功率，包括有功功率和無功功率的區(qū)別。

3.實(shí)踐與探究（10分鐘）：

-分組討論：學(xué)生通過小組討論，探究變壓器的原理。

-小組匯報(bào)：每組選代表匯報(bào)討論成果，總結(jié)變壓器電壓、電流的關(guān)系。

4.課堂小結(jié)（5分鐘）：

-教師總結(jié)本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)交變電流功率的計(jì)算和應(yīng)用。

-提醒學(xué)生課后復(fù)習(xí)，并預(yù)習(xí)下一節(jié)課內(nèi)容。

作業(yè)布置：

1.完成課后練習(xí)題：第五章第1節(jié)練習(xí)題1-5題。

2.準(zhǔn)備下一節(jié)課的預(yù)習(xí)內(nèi)容：第五章第2節(jié)“交流電的功率”。

教學(xué)反思：

本節(jié)課結(jié)束后，教師應(yīng)認(rèn)真反思教學(xué)效果，關(guān)注學(xué)生在小組討論中的表現(xiàn)，針對(duì)學(xué)生的掌握情況，調(diào)整教學(xué)方法和進(jìn)度，確保學(xué)生能夠扎實(shí)掌握交變電流的相關(guān)知識(shí)。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.科學(xué)探究：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)分析交流電現(xiàn)象的能力，通過實(shí)踐與探究活動(dòng)，深化對(duì)交變電流特性和功率的理解，提高科學(xué)探究素養(yǎng)。

2.物理觀念：形成對(duì)交變電流周期性、頻率等基本概念的認(rèn)識(shí)，建立正弦波交流電的物理圖像，強(qiáng)化物理觀念。

3.科學(xué)思維：通過分析交變電流功率的計(jì)算，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和批判性思維，使其能夠運(yùn)用科學(xué)方法解決實(shí)際問題。

4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和團(tuán)隊(duì)合作精神，理解交變電流在實(shí)際應(yīng)用中的重要性，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了以下相關(guān)知識(shí)：

-直流電的基本概念和簡(jiǎn)單電路分析。

-電阻、電感和電容的基本性質(zhì)和作用。

-簡(jiǎn)單的電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其應(yīng)用。

-基本的三角函數(shù)知識(shí)，如正弦和余弦函數(shù)。

2.學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

-學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象充滿好奇心，對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用有較高的興趣。

-學(xué)生具備一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，能夠理解和運(yùn)用三角函數(shù)進(jìn)行物理問題的分析。

-學(xué)生在小組合作中表現(xiàn)出較強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，喜歡通過討論和探究來學(xué)習(xí)。

-部分學(xué)生對(duì)抽象物理概念的理解存在困難，需要具體的實(shí)例和實(shí)驗(yàn)來輔助學(xué)習(xí)。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

-對(duì)交變電流的周期性和頻率的理解可能不夠深入，需要通過具體的實(shí)例來加強(qiáng)。

-正弦波交流電的表達(dá)式及其圖像的掌握可能需要較多的練習(xí)和解釋。

-交變電流功率的計(jì)算，特別是有功功率和無功功率的區(qū)分，可能對(duì)學(xué)生來說是一個(gè)難點(diǎn)。

-變壓器的工作原理和電壓電流關(guān)系可能較為抽象，需要通過實(shí)驗(yàn)和模擬來幫助學(xué)生理解。

-學(xué)生在將理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問題解決時(shí)可能遇到挑戰(zhàn)，需要培養(yǎng)他們的分析和應(yīng)用能力。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源1.硬件資源：

-多媒體教學(xué)設(shè)備（投影儀、電腦）

-交變電流演示實(shí)驗(yàn)器材（交流發(fā)電機(jī)、變壓器、電容器、電感器等）

-學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)器材（交流電源、電阻、電感、電容等）

-實(shí)驗(yàn)室測(cè)量工具（電流表、電壓表、示波器等）

2.軟件資源：

-教學(xué)課件（包含交變電流的動(dòng)畫演示、公式推導(dǎo)等）

-課后練習(xí)題庫

-交變電流相關(guān)教學(xué)視頻

3.課程平臺(tái)：

-學(xué)校物理教學(xué)平臺(tái)（提供教案、課件、視頻等資源下載）

-在線學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)（用于布置作業(yè)、跟蹤學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度）

4.信息化資源：

-電子白板（用于實(shí)時(shí)展示解題過程和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)）

-物理模擬軟件（模擬交變電流和變壓器工作原理）

5.教學(xué)手段：

-探究式教學(xué)

-分組合作學(xué)習(xí)

-實(shí)驗(yàn)教學(xué)

-互動(dòng)提問與討論

-課后在線輔導(dǎo)與答疑教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過學(xué)校物理教學(xué)平臺(tái)，發(fā)布關(guān)于交變電流基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)資料，明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。

-設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題：圍繞交變電流的特性和功率計(jì)算，設(shè)計(jì)具有啟發(fā)性的問題，引導(dǎo)學(xué)生思考。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過平臺(tái)數(shù)據(jù)跟蹤學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，及時(shí)給予指導(dǎo)和反饋。

學(xué)生活動(dòng)：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生閱讀預(yù)習(xí)資料，初步理解交變電流的概念和公式。

-思考預(yù)習(xí)問題：學(xué)生嘗試回答預(yù)習(xí)問題，記錄自己的理解和疑問。

-提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生將預(yù)習(xí)筆記或疑問提交至平臺(tái)。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：鼓勵(lì)學(xué)生自主探索，提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源共享和進(jìn)度監(jiān)控。

作用與目的：

-幫助學(xué)生提前接觸交變電流的知識(shí)點(diǎn)，為課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

-培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和提出問題的能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

-導(dǎo)入新課：通過展示日常生活中的交流電應(yīng)用，如電風(fēng)扇、手機(jī)充電器等，引出交變電流的學(xué)習(xí)。

-講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解交變電流的周期、頻率、峰值和有效值，以及功率計(jì)算。

-組織課堂活動(dòng)：設(shè)計(jì)小組討論，分析實(shí)際電路中的交變電流特點(diǎn)。

-解答疑問：針對(duì)學(xué)生疑問，進(jìn)行個(gè)別解答或集體討論。

學(xué)生活動(dòng)：

-聽講并思考：學(xué)生認(rèn)真聽講，積極思考交流電的實(shí)際應(yīng)用和理論知識(shí)。

-參與課堂活動(dòng)：學(xué)生參與小組討論，分析電路圖，討論交變電流的功率問題。

-提問與討論：學(xué)生提出問題，與同學(xué)和老師共同探討。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：通過講解和實(shí)例，幫助學(xué)生深入理解交變電流的理論知識(shí)。

-實(shí)踐活動(dòng)法：通過小組討論和實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)交變電流特性的認(rèn)識(shí)。

-合作學(xué)習(xí)法：通過團(tuán)隊(duì)合作，提高學(xué)生的溝通和協(xié)作能力。

作用與目的：

-加深學(xué)生對(duì)交變電流理論和應(yīng)用的理解。

-培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

-布置作業(yè)：布置與交變電流相關(guān)的練習(xí)題，要求學(xué)生獨(dú)立完成。

-提供拓展資源：推薦相關(guān)的學(xué)習(xí)資料和視頻，幫助學(xué)生深化理解。

-反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改作業(yè)，給予個(gè)性化的反饋和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

-完成作業(yè)：學(xué)生獨(dú)立完成作業(yè)，鞏固所學(xué)知識(shí)。

-拓展學(xué)習(xí)：利用拓展資源，進(jìn)一步學(xué)習(xí)和思考交變電流的更深入問題。

-反思總結(jié)：學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行反思，提出改進(jìn)措施。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：鼓勵(lì)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)法：指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)反思，促進(jìn)自我提升。

作用與目的：

-鞏固學(xué)生對(duì)交變電流知識(shí)的掌握。

-通過拓展學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的知識(shí)深度和廣度。

-通過反思總結(jié)，幫助學(xué)生建立自我評(píng)價(jià)和自我改進(jìn)的能力。拓展與延伸1.拓展閱讀材料：

-《電路基礎(chǔ)》一書中的交變電流章節(jié)，深入介紹了交變電流的生成、傳輸和應(yīng)用。

-《電磁學(xué)》教材中關(guān)于電磁感應(yīng)的章節(jié)，幫助學(xué)生理解交流電產(chǎn)生的物理原理。

-《電力系統(tǒng)分析》相關(guān)內(nèi)容，介紹了交流電在實(shí)際電力系統(tǒng)中的應(yīng)用和計(jì)算。

-《電子技術(shù)》中關(guān)于濾波器和變壓器的設(shè)計(jì)原理，展示了交變電流在電子技術(shù)中的應(yīng)用。

2.課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-研究交變電流的相位差對(duì)電路的影響，例如電容和電感對(duì)電流相位的影響。

-探究不同類型的交變電流波形，如方波、鋸齒波等，以及它們?cè)陔娮釉O(shè)備中的應(yīng)用。

-分析交流電在傳輸過程中的損耗，探討提高電力傳輸效率的方法。

-學(xué)習(xí)交流電測(cè)量技術(shù)，包括示波器的使用和交流電流、電壓的測(cè)量方法。

-研究三相交流電系統(tǒng)的原理和優(yōu)勢(shì)，以及它在工業(yè)和家庭中的應(yīng)用。

-探索可再生能源發(fā)電中的交變電流問題，如風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電的并網(wǎng)技術(shù)。

-分析交流電在非正弦波形下的功率計(jì)算，了解諧波對(duì)電力系統(tǒng)的影響。

-設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的交變電流實(shí)驗(yàn)，如制作簡(jiǎn)易的變壓器或交流電動(dòng)機(jī)，加深對(duì)交變電流物理現(xiàn)象的理解。

-研究交流電的安全使用，包括接地、絕緣和防雷措施。教學(xué)反思本節(jié)課我教授了交變電流這一重要章節(jié)。從教學(xué)效果來看，大部分學(xué)生能夠跟上課堂節(jié)奏，積極參與討論，這讓我感到很欣慰。但也有少數(shù)學(xué)生對(duì)于交變電流功率的計(jì)算還有些困惑，這讓我意識(shí)到需要進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)方法和策略。

在課前，我通過在線平臺(tái)發(fā)布了預(yù)習(xí)資料，并設(shè)計(jì)了啟發(fā)性的問題，引導(dǎo)學(xué)生自主思考。通過監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，我發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生能夠認(rèn)真完成預(yù)習(xí)任務(wù)，但也有個(gè)別學(xué)生預(yù)習(xí)效果不佳。針對(duì)這部分學(xué)生，我計(jì)劃在課堂上進(jìn)行個(gè)別輔導(dǎo)，幫助他們跟上學(xué)習(xí)進(jìn)度。

在課堂上，我通過引入日常生活中的交流電應(yīng)用，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在講解知識(shí)點(diǎn)時(shí)，我注重結(jié)合實(shí)例，幫助學(xué)生理解交變電流的周期、頻率等概念。通過組織小組討論和實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，學(xué)生能夠在實(shí)踐中掌握交變電流的特性。在課堂活動(dòng)中，學(xué)生積極參與，提問和討論，這讓我看到了他們思維的活躍和對(duì)知識(shí)的渴望。

然而，在課后作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)中，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在交變電流功率計(jì)算方面還存在困難。這讓我意識(shí)到需要進(jìn)一步鞏固學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)，并加強(qiáng)他們對(duì)功率計(jì)算的理解。為此，我計(jì)劃在下一節(jié)課中，通過更多的實(shí)例和練習(xí)，幫助學(xué)生深入理解交變電流功率的計(jì)算方法。

同時(shí)，我也注意到，在小組合作中，部分學(xué)生過于依賴其他成員，缺乏主動(dòng)思考和積極參與。為了培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和獨(dú)立思考能力，我計(jì)劃在未來的教學(xué)中，增加更多的小組合作活動(dòng)，并給予學(xué)生更多的指導(dǎo)和支持。

在教學(xué)過程中，我也發(fā)現(xiàn)了自己在教學(xué)方法上的不足。例如，在講解交變電流功率計(jì)算時(shí)，我應(yīng)該更加詳細(xì)地解釋公式推導(dǎo)過程，以幫助學(xué)生更好地理解。此外，我也需要加強(qiáng)與學(xué)生的互動(dòng)，鼓勵(lì)更多的學(xué)生參與課堂討論和提問。典型例題講解題目：一個(gè)電阻為10Ω的負(fù)載接在一個(gè)峰值電壓為10V的正弦波交流電源上，求該電路的有功功率。

解答：正弦波交流電的峰值電壓為10V，所以有效值電壓為10V/√2≈7.07V。根據(jù)功率公式P=U^2/R，有功功率為(7.07V)^2/10Ω≈5W。

2.例題2：

題目：一個(gè)電容為2μF的負(fù)載接在一個(gè)頻率為50Hz的正弦波交流電源上，求該電路的無功功率。

解答：正弦波交流電的頻率為50Hz，電容為2μF，所以容抗為1/(2π×50Hz×2μF)≈31.83Ω。根據(jù)功率公式Q=U^2×Xc，無功功率為(7.07V)^2/31.83Ω≈0.88VAR。

3.例題3：

題目：一個(gè)電感為10mH的負(fù)載接在一個(gè)頻率為50Hz的正弦波交流電源上，求該電路的無功功率。

解答：正弦波交流電的頻率為50Hz，電感為10mH，所以感抗為2π×50Hz×10mH≈31.83Ω。根據(jù)功率公式Q=U^2×Xl，無功功率為(7.07V)^2/31.83Ω≈0.88VAR。

4.例題4：

題目：一個(gè)電阻為10Ω，電容為2μF，電感為10mH的負(fù)載接在一個(gè)頻率為50Hz的正弦波交流電源上，求該電路的有功功率和無功功率。

解答：正弦波交流電的峰值電壓為10V，所以有效值電壓為10V/√2≈7.07V。電路的總阻抗為Z=√(R^2+(Xc-Xl)^2)≈√(10Ω^2+(31.83Ω-31.83Ω)^2)≈10Ω。有功功率為(7.07V)^2