2024-2025學(xué)年高中物理 第五章 交變電流 2 描述交變電流的物理量（1）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2描述交變電流的物理量（1）教案新人教版選修3-2課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂?、教材分析本?jié)課為人教版選修3-2《物理》第五章“交變電流”的第二節(jié)內(nèi)容，主要講解描述交變電流的物理量。這一章節(jié)是學(xué)生對(duì)交變電流概念的進(jìn)一步深化，主要包括交變電流的頻率、周期、峰值和有效值等物理量的定義和計(jì)算。這些內(nèi)容是學(xué)生理解交流電的基本工具，也是后續(xù)學(xué)習(xí)交流電路、電磁感應(yīng)等知識(shí)的基礎(chǔ)。

本節(jié)課的內(nèi)容與生活實(shí)際緊密相連，如家庭電路、無(wú)線電通信等，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中能夠更好地理解和應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。同時(shí)，本節(jié)課的內(nèi)容也為學(xué)生提供了豐富的實(shí)驗(yàn)和探究機(jī)會(huì)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)探究能力。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，主要包括科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度三個(gè)方面。通過(guò)學(xué)習(xí)交變電流的物理量，學(xué)生將能夠運(yùn)用科學(xué)思維對(duì)交變電流進(jìn)行分析和理解，掌握交變電流的頻率、周期、峰值和有效值等物理量的計(jì)算方法。同時(shí)，學(xué)生將通過(guò)實(shí)驗(yàn)和探究活動(dòng)，培養(yǎng)科學(xué)探究能力，能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。在教學(xué)過(guò)程中，將注重培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)新意識(shí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)積極的學(xué)習(xí)態(tài)度和科學(xué)精神。三、重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：1.交變電流的頻率、周期、峰值和有效值等物理量的定義和計(jì)算。2.理解交變電流的物理意義及其在實(shí)際應(yīng)用中的重要性。

難點(diǎn)：1.交變電流物理量的抽象理解及計(jì)算方法的掌握。2.將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)行交流電路的分析和設(shè)計(jì)。

解決辦法：1.通過(guò)生活中的實(shí)際例子，幫助學(xué)生直觀地理解交變電流的物理量及其應(yīng)用。2.利用實(shí)驗(yàn)和模擬工具，讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，加深對(duì)交變電流物理量的理解和記憶。3.提供豐富的練習(xí)題，讓學(xué)生在實(shí)際問(wèn)題中運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，提高解決問(wèn)題的能力。四、教學(xué)方法與策略1.選擇適合教學(xué)目標(biāo)和學(xué)習(xí)者特點(diǎn)的教學(xué)方法

針對(duì)本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生的特點(diǎn)，我將采用以下教學(xué)方法：

（1）講授法：在講解交變電流的物理量概念和計(jì)算方法時(shí)，我將采用講授法，系統(tǒng)、清晰地傳授知識(shí)，幫助學(xué)生掌握交變電流的基本概念和計(jì)算方法。

（2）案例研究法：通過(guò)分析生活中常見(jiàn)的交流電實(shí)例，讓學(xué)生了解交變電流的物理量在實(shí)際應(yīng)用中的重要性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)際應(yīng)用能力。

（3）實(shí)驗(yàn)法：組織學(xué)生進(jìn)行交變電流實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而加深對(duì)交變電流物理量的理解和記憶。

（4）討論法：在課堂上鼓勵(lì)學(xué)生提問(wèn)、發(fā)表見(jiàn)解，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和批判性思維。

2.設(shè)計(jì)具體的教學(xué)活動(dòng)

為了促進(jìn)學(xué)生的參與和互動(dòng)，我將設(shè)計(jì)以下教學(xué)活動(dòng)：

（1）導(dǎo)入環(huán)節(jié)：通過(guò)展示生活中常見(jiàn)的交流電實(shí)例，如家庭電路、無(wú)線電通信等，引發(fā)學(xué)生的興趣，導(dǎo)入新課。

（2）知識(shí)講解環(huán)節(jié)：采用講授法，系統(tǒng)、清晰地講解交變電流的物理量概念和計(jì)算方法。

（3）實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)：組織學(xué)生進(jìn)行交變電流實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，加深對(duì)交變電流物理量的理解和記憶。

（4）討論環(huán)節(jié)：針對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組討論，分析交變電流物理量的應(yīng)用和實(shí)際意義。

（5）練習(xí)環(huán)節(jié)：布置適量的練習(xí)題，讓學(xué)生在實(shí)際問(wèn)題中運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，提高解決問(wèn)題的能力。

3.確定教學(xué)媒體和資源的使用

為了提高教學(xué)效果，我將充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)手段，采用以下教學(xué)媒體和資源：

（1）PPT：制作精美的PPT，展示交變電流的物理量概念、計(jì)算方法和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，增強(qiáng)課堂教學(xué)的直觀性。

（2）視頻：播放與交變電流實(shí)驗(yàn)相關(guān)的視頻，讓學(xué)生更直觀地觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

（3）在線工具：利用在線工具，如交變電流模擬軟件，讓學(xué)生實(shí)時(shí)觀察交變電流的物理量變化，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力。

（4）實(shí)物模型：展示交變電流相關(guān)的實(shí)物模型，如交流發(fā)電機(jī)、變壓器等，幫助學(xué)生直觀地理解交變電流的物理意義。五、教學(xué)實(shí)施過(guò)程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：提供交變電流相關(guān)的基礎(chǔ)PPT、視頻和文檔，讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)。

-設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問(wèn)題：提出問(wèn)題如“交變電流與直流電有何不同？”、“如何計(jì)算交變電流的有效值？”以引導(dǎo)學(xué)生深入思考。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過(guò)在線平臺(tái)檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)筆記和疑問(wèn)提交情況。

學(xué)生活動(dòng)：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生在家自學(xué)相關(guān)知識(shí)，理解交變電流的基本概念。

-思考預(yù)習(xí)問(wèn)題：學(xué)生針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行思考，記錄自己的理解和不明白的地方。

-提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生將預(yù)習(xí)筆記和疑問(wèn)通過(guò)在線平臺(tái)提交給教師。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和獨(dú)立思考能力。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺(tái)分享資源，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度。

作用與目的：

-幫助學(xué)生提前掌握交變電流的基礎(chǔ)知識(shí)，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)能力和獨(dú)立思考能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

-導(dǎo)入新課：通過(guò)一個(gè)生活中的實(shí)例，如交流電燈泡的閃爍，引出交變電流的概念。

-講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解交變電流的物理量，如頻率、周期、峰值和有效值的定義和計(jì)算。

-組織課堂活動(dòng)：進(jìn)行小組討論，讓學(xué)生分析不同交變電流物理量的實(shí)際應(yīng)用。

-解答疑問(wèn)：針對(duì)學(xué)生的疑問(wèn)，進(jìn)行解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

-聽(tīng)講并思考：學(xué)生專注聽(tīng)講，對(duì)交變電流的物理量進(jìn)行思考。

-參與課堂活動(dòng)：學(xué)生在小組中分享自己的理解，討論交變電流的應(yīng)用。

-提問(wèn)與討論：學(xué)生針對(duì)不明白的地方提出問(wèn)題，與小組成員討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：通過(guò)詳細(xì)講解，幫助學(xué)生理解交變電流的物理量。

-實(shí)踐活動(dòng)法：通過(guò)小組討論，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力。

-合作學(xué)習(xí)法：通過(guò)小組合作，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力。

作用與目的：

-確保學(xué)生能夠理解和應(yīng)用交變電流的物理量知識(shí)。

-培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

-布置作業(yè)：布置相關(guān)的作業(yè)題目，如計(jì)算特定交流電的峰值和有效值。

-提供拓展資源：推薦學(xué)生閱讀相關(guān)的物理書(shū)籍，或訪問(wèn)在線物理學(xué)習(xí)網(wǎng)站。

-反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：批改學(xué)生的作業(yè)，提供反饋和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

-完成作業(yè)：學(xué)生獨(dú)立完成作業(yè)，鞏固課堂學(xué)習(xí)的知識(shí)。

-拓展學(xué)習(xí)：學(xué)生利用推薦的資源，進(jìn)行更深入的學(xué)習(xí)和研究。

-反思總結(jié)：學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行反思，總結(jié)學(xué)習(xí)成果。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：學(xué)生獨(dú)立完成作業(yè)，自主學(xué)習(xí)拓展資源。

-反思總結(jié)法：學(xué)生通過(guò)反思總結(jié)，提高自我認(rèn)知。

作用與目的：

-通過(guò)作業(yè)鞏固學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，確保學(xué)生能夠獨(dú)立應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。

-通過(guò)拓展學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓寬知識(shí)面。

-通過(guò)反思總結(jié)，幫助學(xué)生提升學(xué)習(xí)策略，促進(jìn)自我提升。六、知識(shí)點(diǎn)梳理本節(jié)課主要圍繞交變電流的物理量進(jìn)行學(xué)習(xí)和理解。具體知識(shí)點(diǎn)如下：

1.交變電流的基本概念：

-交變電流：電流方向和大小隨時(shí)間變化的電流。

-直流電：電流方向不變，大小穩(wěn)定的電流。

2.交變電流的物理量：

-頻率（f）：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流方向的變換次數(shù)，單位為赫茲（Hz）。

-周期（T）：電流方向變換一次所需的時(shí)間，單位為秒（s）。

-峰值（Em）：交變電流的最大電流值，也稱為振幅。

-有效值（E）：交流電的等效直流電值，能使相同功率的電阻產(chǎn)生相同的熱量。

3.交變電流的計(jì)算方法：

-峰值電流的計(jì)算：I_m=Em/√2，其中Em為峰值。

-有效值的計(jì)算：I=I_m/√2，其中I_m為峰值電流。

4.交變電流的物理意義：

-頻率和周期的關(guān)系：f=1/T，即頻率和周期互為倒數(shù)。

-峰值和有效值的關(guān)系：I=I_m/√2，表示有效值是峰值的√2/2倍。

5.交變電流的應(yīng)用：

-家庭電路：我國(guó)家庭電路采用220V的交流電，頻率為50Hz。

-無(wú)線電通信：無(wú)線電通信采用高頻交流電，頻率范圍從幾百千赫茲到幾十兆赫茲。

6.實(shí)驗(yàn)和觀測(cè)：

-利用示波器觀察交變電流的波形，理解交變電流的物理量。

-進(jìn)行交變電流實(shí)驗(yàn)，如使用交流電源和電阻，測(cè)量電流和電壓的變化。

7.交變電流與直流電的比較：

-直流電電流方向不變，交變電流電流方向變化。

-直流電的電壓和電流容易測(cè)量，交變電流需要通過(guò)特定儀器進(jìn)行測(cè)量。七、作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

1.完成教材中的練習(xí)題，特別是關(guān)于交變電流的物理量計(jì)算和應(yīng)用的題目。

2.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的交變電流實(shí)驗(yàn)，如制作一個(gè)交流電燈泡，觀察并記錄電流和電壓的變化。

3.分析一個(gè)生活中的交變電流實(shí)例，如家用電器，解釋其工作原理和應(yīng)用的交變電流物理量。

作業(yè)反饋：

1.對(duì)于練習(xí)題，我會(huì)仔細(xì)批改學(xué)生的作業(yè)，檢查他們的計(jì)算方法和答案是否正確。對(duì)于錯(cuò)誤的地方，我會(huì)指出錯(cuò)誤的原因，并提供正確的計(jì)算方法。例如，學(xué)生在計(jì)算交變電流的有效值時(shí)，可能會(huì)忘記除以根號(hào)2，我會(huì)在批改作業(yè)時(shí)指出這一點(diǎn)，并提供正確的計(jì)算公式。

2.對(duì)于實(shí)驗(yàn)作業(yè)，我會(huì)檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否合理，實(shí)驗(yàn)過(guò)程是否規(guī)范，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否準(zhǔn)確。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期不符，我會(huì)建議學(xué)生重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，或者提供一些可能的改進(jìn)方法。例如，如果學(xué)生在制作交流電燈泡時(shí)發(fā)現(xiàn)燈泡沒(méi)有點(diǎn)亮，我會(huì)建議他們檢查電路連接是否正確，或者嘗試使用不同型號(hào)的燈泡。

3.對(duì)于生活中的實(shí)例分析，我會(huì)評(píng)價(jià)學(xué)生的分析是否全面，是否準(zhǔn)確地應(yīng)用了交變電流的物理量。如果學(xué)生的分析存在遺漏或者錯(cuò)誤，我會(huì)指出問(wèn)題所在，并提供正確的分析方法。例如，如果學(xué)生在分析家用電器時(shí)沒(méi)有提到頻率這個(gè)物理量，我會(huì)提醒他們頻率是交流電的一個(gè)重要特征，并要求他們?cè)诜治鲋屑尤腩l率這個(gè)因素。八、典型例題講解例題1：

題目：一個(gè)交流電的峰值為5A，頻率為50Hz，求該交流電的有效值。

答案：該交流電的有效值E=I_m/√2=5A/√2=5A/1.414≈3.53A。

例題2：

題目：一個(gè)交流電的周期為0.2s，求該交流電的頻率。

答案：該交流電的頻率f=1/T=1/0.2s=5Hz。

例題3：

題目：一個(gè)交流電的有效值為3A，求該交流電的峰值。

答案：該交流電的峰值I_m=E*√2=3A*√2≈4.47A。

例題4：

題目：一個(gè)交流電的頻率為60Hz，求該交流電的周期。

答案：該交流電的周期T=1/f=1/60Hz≈0.0167s。

例題5：

題目：一個(gè)交流電的峰值為10A，求該交流電的電流值，當(dāng)電流為峰值的1/4時(shí)。

答案：該交流電的電流值I=I_m/4=10A/4=2.5A。

補(bǔ)充說(shuō)明：

1.在解答例題1時(shí)，我們使用了有效值和峰值之間的關(guān)系式E=I_m/√2，其中E為有效值，I_m為峰值。這個(gè)關(guān)系式可以幫助我們計(jì)算出交流電的有效值，以便于我們更方便地使用交流電。

2.在解答例題2時(shí)，我們使用了頻率和周期的關(guān)系式f=1/T，其中f為頻率，T為周期。這個(gè)關(guān)系式可以幫助我們計(jì)算出交流電的頻率，以便于我們更準(zhǔn)確地了解交流電的特性。

3.在解答例題3時(shí)，我們使用了有效值和峰值之間的關(guān)系式E=I_m/