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

PAGE1-交變電流【教學(xué)設(shè)計(jì)思路】1、在教材中的作用：交變電流是生產(chǎn)和生活中最常用到的電流，而正弦式溝通電又是最簡(jiǎn)潔和最基本的。正弦式電流產(chǎn)生的原理是基于電磁感應(yīng)的基本規(guī)律，所以本章是前一章的持續(xù)和發(fā)展，是電磁感應(yīng)理論的詳細(xì)應(yīng)用，另一方面，本節(jié)學(xué)問是全章的理論基礎(chǔ)，所以，本節(jié)內(nèi)容具有承上啟下的作用，重點(diǎn)是運(yùn)用電磁感應(yīng)的基本學(xué)問，協(xié)作相應(yīng)的演示試驗(yàn)，分析溝通電的產(chǎn)生過程，相識(shí)交變電流的特點(diǎn)及規(guī)律。2、為了使學(xué)生駕馭好該部分學(xué)問，高效的完成本課時(shí)的教與學(xué)的目標(biāo)，在教學(xué)設(shè)計(jì)上留意了以下幾點(diǎn)：（1）我們的課程目標(biāo)不僅是駕馭基本學(xué)問和技能，還要體會(huì)其中的過程和方法，同時(shí)培育情感看法和價(jià)值觀。這就要求老師在教學(xué)設(shè)計(jì)中通過課堂教學(xué)，既要讓學(xué)生學(xué)會(huì)本節(jié)學(xué)問，還要通過學(xué)問作為載體讓學(xué)生體會(huì)物理學(xué)的思維方法和過程，領(lǐng)悟其中的科學(xué)方法使學(xué)生的思維實(shí)力和科學(xué)素養(yǎng)得到培育。而本節(jié)內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計(jì)就是盡可能的符合這一特點(diǎn)。（2）在我校四段教學(xué)模式下，還要體現(xiàn)出物理學(xué)科的特點(diǎn)——是一門以試驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，教學(xué)設(shè)計(jì)主要是圍繞教與學(xué)目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生在視察試驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，綻開自主學(xué)習(xí)、小組合作與探討溝通，讓學(xué)生自己體會(huì)學(xué)問的獲得過程，加深對(duì)學(xué)問的理解。【教學(xué)目標(biāo)】1．學(xué)問與技能（1）通過試驗(yàn)了解溝通電的產(chǎn)生。（2）理解交變電流的產(chǎn)生的緣由，知道什么是中性面。（3）駕馭交變電流的變更規(guī)律，知道交變電流的峰值、瞬時(shí)值的物理含義。2．過程與方法通過視察和分析試驗(yàn)，學(xué)習(xí)探究科學(xué)的方法，經(jīng)驗(yàn)探究科學(xué)的過程，體驗(yàn)勝利的喜悅。3．情感看法與價(jià)值觀通過對(duì)正弦式溝通電的產(chǎn)生過程的探討和分析，培育學(xué)生運(yùn)用物理理論分析實(shí)際問題的實(shí)力，了解物理學(xué)問與現(xiàn)實(shí)生活的親密關(guān)系?！窘虒W(xué)重、難點(diǎn)】重點(diǎn)：正弦式交變電流的產(chǎn)生和變更規(guī)律；難點(diǎn)：交變電流產(chǎn)生過程的分析?！窘虒W(xué)用具】手搖單相發(fā)電機(jī)、小燈泡、多媒體教學(xué)課件、示教用大的電流表.【教學(xué)過程】老師通過試驗(yàn)演示教材中的試驗(yàn)，學(xué)生視察后提出溝通電的概念，引入新課。一、自主先學(xué)，查知學(xué)情1、老師投影：閱讀課本31-33頁，初步了解以下幾個(gè)問題：（1）什么是直流電？（2）什么是溝通電？（3）“中性面”指哪個(gè)面？（4）什么是正弦式溝通電？（5）常見溝通電有哪些？老師在引出新課后通過投影提出問題，讓學(xué)生帶著問題閱讀課本，進(jìn)行自主先學(xué)，老師教室內(nèi)巡察，個(gè)別指導(dǎo)。2、老師組織學(xué)生匯報(bào)上述問題的答案（1）方向不隨時(shí)間變更的電流稱為直流電。電池供應(yīng)的電流,大小和方向都不隨時(shí)間變更,所以屬于直流（2）家庭電路中的電流,大小和方向都隨時(shí)間做周期性變更,這樣的電流叫做交變電流。（3）線圈所在的與磁場(chǎng)垂直的平面（4）按正弦規(guī)律變更的交變電流叫做正弦式交變電流，簡(jiǎn)稱正弦式電流，是一種最簡(jiǎn)潔又是最基本的交變電流．（5）常見的溝通電：正弦式電流、鋸齒式電流、矩形式電流（方波電流）3、本環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)思想本環(huán)節(jié)主要是讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，所設(shè)計(jì)的問題基本都是學(xué)生閱讀課本就可以從書上找到答案的，所以給學(xué)生留有一些時(shí)間，不須要探討就可以自主完成，這個(gè)環(huán)節(jié)可以培育學(xué)生的閱讀并提取相關(guān)信息的實(shí)力。二、小組探討，合作探究探究一、正弦式溝通電的產(chǎn)生老師演示試驗(yàn)1，如上圖，介紹試驗(yàn)器材后試驗(yàn)學(xué)生視察現(xiàn)象：兩個(gè)二極管交替發(fā)光；老師演示試驗(yàn)2，再上圖中，用示教電表替換掉二極管，減小轉(zhuǎn)速學(xué)生視察現(xiàn)象：示教電表的指針左右搖擺。學(xué)生總結(jié)：閉合的線框在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)就可以產(chǎn)生交變電流。探究二、結(jié)合書上圖，探討中性面的特點(diǎn)老師圍繞中性面設(shè)計(jì)并投影以下幾個(gè)問題：1、以AB邊為例從甲乙丙丁甲四個(gè)過程中電流方向分別如何？2、在哪個(gè)位置電流方向發(fā)生變更？3、線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流方向變更幾次？4、磁通量最小和最大時(shí)分別在哪個(gè)位置？5、感應(yīng)電流（電動(dòng)勢(shì)）最小和最大時(shí)分別在哪個(gè)位置？6、磁通量變更最慢和最快時(shí)分別在哪個(gè)位置？學(xué)生小組探討后回答上述幾個(gè)問題；老師總結(jié)，精講點(diǎn)撥：1.線圈經(jīng)過中性面時(shí)磁通量最大，溝通電最小，磁通量變更率最?。?.每當(dāng)線圈與中性面垂直時(shí)，磁通量最小，變更率最大，溝通電值最大；3.線圈每經(jīng)過中性面一次，電流方向變更一次，所以每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，方向變更兩次；探究三、交變電流的變更規(guī)律老師提出問題：以線圈經(jīng)過中性面起先計(jì)時(shí)，推導(dǎo)出在時(shí)刻t線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（ab和cd邊切割磁感線,ab和cd為L(zhǎng)1,bc和ad為L(zhǎng)2）學(xué)生：小組探討并推導(dǎo)正弦式溝通電的表達(dá)式。師生共同推導(dǎo)：以線圈經(jīng)過中性面起先計(jì)時(shí)，在時(shí)刻t線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（ab和cd邊切割磁感線,ab和cd為L(zhǎng)1,bc和ad為L(zhǎng)2）則有e為電動(dòng)勢(shì)在時(shí)刻t的瞬時(shí)值，Em為電動(dòng)勢(shì)的最大值（峰值）．老師總結(jié)，精講點(diǎn)撥：1、上述推導(dǎo)過程時(shí)從中性面時(shí)起先計(jì)時(shí)，可以看出當(dāng)t=0時(shí)，e有最小值，當(dāng)經(jīng)過四分之一個(gè)周期時(shí)，線圈與中性面垂直，e有最大值。這一結(jié)論和前面探討的結(jié)果是一樣的。2、若咱們數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過求導(dǎo)，也可以從求導(dǎo)的方法進(jìn)行推導(dǎo)。本環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)思想：在本環(huán)節(jié)中設(shè)計(jì)到的問題較自主學(xué)習(xí)時(shí)的問題有了難度上的提升，有些學(xué)生已經(jīng)不能獨(dú)立完成了，這時(shí)就要充分發(fā)揮小組學(xué)習(xí)時(shí)的優(yōu)勢(shì)了，通過學(xué)生的探討、相互講解，再結(jié)合老師的精講點(diǎn)撥，即可以培育學(xué)生合作互助的意識(shí)和習(xí)慣，也可以使得學(xué)生解決學(xué)習(xí)學(xué)問時(shí)遇到的困難。三、即練即評(píng)，遷移達(dá)成1、下圖中哪些狀況線圈中產(chǎn)生了溝通電()2、如下圖所示圖象中屬于溝通電的有()3．正弦交變電動(dòng)勢(shì)的最大值出現(xiàn)在（）A．線圈經(jīng)過中性面時(shí)B．穿過線圈的磁通量為零時(shí)C．穿過線圈的磁通量變更最快時(shí)D．線圈邊框的速度與磁感線垂直時(shí)4、一矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間的變更如圖所示，下列說法中正確的是()A．t1時(shí)刻通過的磁通量為零B．t2時(shí)刻通過的磁通量的肯定值最大C．t3時(shí)刻通過的磁通量變更率的肯定值最大D．每當(dāng)e變換方向時(shí)通過的磁通量的肯定值最大學(xué)生獨(dú)立練習(xí)，老師巡察并個(gè)別指導(dǎo)，完成組織小組探討，組員匯報(bào)答案。本環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)思想：學(xué)生學(xué)習(xí)駕馭的程度，要通過肯定量的練習(xí)進(jìn)行反饋，在練習(xí)中訂正對(duì)概念的一些錯(cuò)誤相識(shí)和理解，有助于學(xué)生對(duì)學(xué)問的理解和駕馭。四、課堂小結(jié)，形成學(xué)問體系1.矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生正弦式交變電流.2.從中性面起先計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為e=NBSωsinωt,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em=NBSω.3.中性面的特點(diǎn)：磁通量最大為Φm，但e=0；線圈每經(jīng)過中性面一次，電流方向變更一次。五、布置作業(yè)：1、完成學(xué)案檢查反饋；2、預(yù)習(xí)《描述交變電流的物理量》教后體會(huì)：本節(jié)課是在本地推行“學(xué)講安排”行動(dòng)和本校“四段教學(xué)法”的情境下進(jìn)行的一堂教學(xué)課。通過本節(jié)課的教學(xué)有以下幾點(diǎn)體會(huì)：1.如何充分利用教材為教學(xué)目標(biāo)服務(wù)在新教材與老教材相比，演示手搖發(fā)電機(jī)試驗(yàn)中的小燈泡改為兩反向并聯(lián)的發(fā)光二極管，這一變更使試驗(yàn)在驗(yàn)證線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的確產(chǎn)生大小變更的電流的同時(shí)，也說明方向是變更的，這一試驗(yàn)不僅可以激發(fā)學(xué)生愛好，且這一現(xiàn)象對(duì)學(xué)生更具勸服力，在說明問題的同時(shí)，也可以培育學(xué)生的分析推理實(shí)力。為達(dá)到上述教學(xué)目的，我進(jìn)行如下教學(xué)設(shè)計(jì)：學(xué)生思索1：依據(jù)所學(xué)電磁感應(yīng)的學(xué)問，如何產(chǎn)生電？（線圈在磁場(chǎng)中切割磁感線）學(xué)生思索2：怎樣驗(yàn)證線圈中的確有電流？（給線圈串聯(lián)小燈泡，視察燈泡是否發(fā)光）演示試驗(yàn)： 手搖溝通發(fā)電機(jī)（串聯(lián)發(fā)光二極管）視察現(xiàn)象：兩二極管交替發(fā)光學(xué)生猜想后出示電路：學(xué)生思索說明：二極管有單向?qū)щ娦?，交替發(fā)光說明電路中產(chǎn)生了方向變更的電流學(xué)生思索3：這一說明是否正確，如何用試驗(yàn)驗(yàn)證？（在電路中串聯(lián)電流表）演示試驗(yàn)驗(yàn)證。上述這一教學(xué)過程是依據(jù)從情景設(shè)置——設(shè)計(jì)創(chuàng)新——猜想分析——試驗(yàn)驗(yàn)證進(jìn)行的。這一試驗(yàn)的勝利也為本節(jié)課的勝利打下了基礎(chǔ)。2．試驗(yàn)器材的選取要為教學(xué)目的服務(wù)教材中的試驗(yàn)都是經(jīng)過專家細(xì)心設(shè)計(jì)的，有助于教學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)施。但是有些試驗(yàn)及器材的選取還要依據(jù)實(shí)際狀況和教學(xué)須要，增加或重新設(shè)計(jì)一些試驗(yàn)。教材中一個(gè)試驗(yàn)就是手搖發(fā)電機(jī)的演示，教材中只是利用發(fā)光二極管，我在教學(xué)中從實(shí)際效果動(dòng)身，有設(shè)計(jì)增加用電流表驗(yàn)證這一環(huán)節(jié)，由于學(xué)生對(duì)電流表比較熟識(shí)，通過指針的左右偏轉(zhuǎn)可以更直觀的得出電流的方向的變更，教學(xué)效果更好。3.如何引導(dǎo)發(fā)揮學(xué)生的主體性，生成高效互動(dòng)的課堂《交變電流》這節(jié)內(nèi)容在高考中要求較低，但它作為電磁感應(yīng)規(guī)律的一個(gè)應(yīng)用，可以較好的培育學(xué)生應(yīng)用學(xué)問處理問題的實(shí)力，培育學(xué)生邏輯推理和理論探究實(shí)力。因此引導(dǎo)學(xué)生利用已有學(xué)問進(jìn)行邏輯推理、理論探究也就成本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)之一。本節(jié)課的重點(diǎn)就是溝通電的變更規(guī)律，而這一規(guī)律主要是利用右手定則及法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行推理得到，這一新學(xué)問的獲得過程都可以由學(xué)生自己分析推理從而得出結(jié)論