物理學科多媒體教學設(shè)計

1、物理學科多媒體教學設(shè)計課題：§5.1交變電流（選修3 2 ）課型：探究課設(shè)計：宋建軍 （巢湖市二中）課題1 :.1交變電流（選修32）探究課課型:教學設(shè)計說明:交變電流是生產(chǎn)和生活中最常用到的電流，而正弦式電流又是其中最簡單和最基本的形式.正弦電流產(chǎn)生的原理是基于電磁感應(yīng)的基本規(guī)律，本章是前一章的延續(xù)和發(fā)展，是 電磁感應(yīng)的具體應(yīng)用.本節(jié)知識是全章知識的理論基礎(chǔ).本節(jié)內(nèi)容有承上啟下的作用.本節(jié)課的演示實驗：手搖發(fā)電機發(fā)電，觀察小燈珠的發(fā)光情況，觀察電流表的擺動， 用發(fā)光二極管觀察電流方向、以及用示波器觀察其波形.第一個實驗易做，第二個實驗由 于電表指針不能隨著發(fā)電機而快速擺動，所以采取

2、了用手直接轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子的方式.第三個實 驗也易做，與第二個實驗合在一起可判斷電流方向變化的周期性。另外，由于發(fā)電機的磁 場不是勻強磁場以及線圈也不是矩形線圈，再加上手搖時很難控制勻速轉(zhuǎn)動，所以波形不 穩(wěn)定.以上實驗均可用視頻投影，以增強可視性.在分析交流電的產(chǎn)生過程，則主要引導(dǎo)學生運用電磁感應(yīng)的相關(guān)知識進行分析，弄清 楚幾個主要的問題：如磁通量與磁通量的變化；電流的最大位置與最小位置；中性面的概 念.在分析正弦式交變電流的規(guī)律時，則是根據(jù)各個時刻線圈平面所在的位置，配合多媒 體演示，引導(dǎo)學生自己導(dǎo)出正弦式電流的瞬時值的表達式.培養(yǎng)學生的數(shù)理能力與思維.在學習完主要內(nèi)容后，指出交變電的不僅僅是正弦式

3、交變電流，除此以外還有其他形 式的交變電流.同時請同學生自己去學習交流發(fā)電機的種類.在作業(yè)布置中，不但回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，同時還布置了課后的練習，以極一篇小 文章.其目的是讓學生關(guān)注社會的發(fā)展，培養(yǎng)他們社會責任感，以及努力學習，服務(wù)人類 的熱情與理想.教學三維目標:1 .知識與技能：知道交變電流是生產(chǎn)和生活中最常用到的電流，而正弦式電流又是最簡單和最基本的交變電流.初步認識交變電流的特點與規(guī)律，能夠運用電磁感應(yīng)的基本知識分析其產(chǎn)生過程.初步理解正弦電流、中性面、瞬時值與最大值，能夠運用數(shù)學圖象來描述正弦式電流.2 .過程與方法觀察手搖發(fā)電機產(chǎn)生的電流（小燈珠發(fā)光強弱的變化、電流表指針偏轉(zhuǎn)方向

4、的變化、二 極管發(fā)光的變化）.運用電磁感應(yīng)基本知識、分析一個周期內(nèi)交變電流的變化規(guī)律.通過推導(dǎo)一個周期內(nèi)交變電流的瞬時值表達式，建立正弦交變電流隨時間變化的圖象、 知道交流電流在什么時刻達到最大值，在什么位置改變方向.3 .情感、態(tài)度與價值觀感受交變電流在生活、生產(chǎn)中的廣泛運用，激發(fā)學生學習的熱情.體會數(shù)學函數(shù)與圖 象在物理知識上廣泛運用，感受運用數(shù)學知識在推導(dǎo)物理規(guī)律過程中所帶來的愉悅感教學重點:運用電磁感應(yīng)的基本知識，配合相應(yīng)的演示實驗，分析交變電流的產(chǎn)生過 程，認識交變電流的特點及其規(guī)律教學難點:運用楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律這些基本原理解決新情境下的問題， 以及運用數(shù)學圖象對物理量隨

5、時間變化的情況進行描述，深入理解交變電流的產(chǎn)生過程及 其規(guī)律與特點.教具與輔助設(shè)備1 7-手搖發(fā)電機、小燈珠、演示電流表、示波器、發(fā)光二極管（2只）導(dǎo)線若干、15W的白熾燈泡（含燈頭、電線、插頭）、蹄形磁鐵教學思路:演示實驗一一現(xiàn)象解釋一一概念闡述與辨析一一問題思考與討論一一結(jié)論 匯報與交流一一公式推導(dǎo)與練習教學課時:1課時教學過程:設(shè)計思想與目標學生、教師活動學生活動評價引入新課:從感性認識的層 面接觸交變電流，激 發(fā)學生的學習興趣， 引起學生的思考。其中可能會有 同學提出燈絲的顫 動是因為交流電的 原因，要加以肯定。將白熾燈泡點亮。請兩位同學上來觀察燈絲在蹄形磁鐵內(nèi)外的運動情況，并告訴班

6、級所有的同學。用實物投影將燈絲的運動情況投影到幕上。全體同學試圖對以上現(xiàn)象進行解釋。引言1 :同學們，電能的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用極大地改變了人類的生活方式與生產(chǎn)方式，使生產(chǎn) 力水平有了極大的提高.從此人類進入了電器化時代.在這個過程中，一大批物理學家做 出了巨大的貢獻.而法拉第更是功不可沒.請同學們閱讀教材中第五章的引言（恩格斯的 話）從本節(jié)課開始，我們開始學習交變電流。進行新課:板書（投影）:§51交變電流演示實驗（或視頻）:用兩節(jié)干電池給小燈珠供電，同時用手搖發(fā)電機連接小燈珠，搖動發(fā)電機，觀擦兩種情況下小燈珠的發(fā)光情況.（全景圖和局部圖）問題:小燈珠不閃爍與小燈珠的閃爍，說明了什么問題?演

7、示實驗（或視頻、動畫）: 用電壓表測干電池兩極電壓，同 時將手搖發(fā)電機連接電壓計，搖 動發(fā)電機，觀擦兩種情況下電表 指針的擺動情況.問題:電表指針不擺動與電表 指針左右擺動，說明了什么問題？Zhi由現(xiàn)象直觀感 受直流電與交變電 流的區(qū)別。初步認識 交變電流有大小和 方向的變化，激發(fā)學 生的學習熱情，為后 續(xù)的學習建立感性 認識。演示實驗（或視頻）:手搖發(fā)電機連接兩個發(fā)光二極管（說明：單向?qū)щ姡瑩u動發(fā)電機,觀擦二極管發(fā)光情況.問題1 :二極管輪流發(fā)光說明什么問題？以上三個問題均由學生觀察、比較、思考與討論后回答。教師可 適當提示與點撥。實驗（投影照片）上 直流電的波形與正弦式電流的波形板書（投

8、影）:一、交變電流1.方向不隨時間變化的電流稱為直流舉例：電池供給小燈泡的電流2 .交變電流：大小和方向都隨時間做周期性變化的電流 舉例：家庭電路中的電流.（說明交變電流是生活中常見的）比較:由同學們根據(jù)交變電流的定義來予以辨別與區(qū)分。對每個發(fā)言同 學的認識，要讓其充分陳述其觀點形成的理由。問題:交變電流是如可產(chǎn)生的呢？是哪兩種形式的能量之間的相互 轉(zhuǎn)化？首先我們來觀察一下交流發(fā)電機的示意圖（見教材P32一圖5.31）結(jié)構(gòu)：形成磁場的磁極、矩形線圈、金屬滑環(huán)、電刷從理性認識的 層面接觸交變電流， 激發(fā)學生的學習興 趣，引起學生對直流 電與交變電流描述 方式的的思考。肯定學生的觀 察與總結(jié)。說明

9、生活與學習 上的聯(lián)系，初步形成 實踐對理論的支持。強調(diào)交變電流的 方向隨時間做周期 性的變化。對于陳述過程 中能否抓住電流的 方向在做周期性變 化來評價學生對概念的理解與應(yīng)用能 力。此部分的問題 是本節(jié)課的重點內(nèi) 容：認識正弦式交變 電流的產(chǎn)生、最大值、瞬時值表達式、 中性面、發(fā)電機的結(jié)將手搖發(fā)電機與示波器連接，勻速搖動、觀察其波形。構(gòu)等。此部分內(nèi)容討 論要細致、認識要到 位、理解要清楚。對 后面正弦式交變電 流瞬時值表達式的 得出與理解非常重 要意義。將手搖發(fā)電機通過實物投影到幕上（或每一小組一個手搖發(fā)電機）觀察認識各部分結(jié)構(gòu)。充分理解磁通 量的值與磁通量變 化的快慢并且運用 法拉第電磁感應(yīng)

10、定 律來判斷感應(yīng)電動 勢的最大值與最小 值及其相應(yīng)的位置， 對理解交變電流的 值周期性變化非常 重要。問題1:線圈在什么位置時，通過線圈的磁通量最大？在什么位置 時，通過線圈的磁通量最??？問題2:在線圈轉(zhuǎn)動過程中， 線圈中的磁通量是否會發(fā)生變化？如 何變化？問題3:線圈在什么位置時，磁通量變化最快？在什么位置時，磁 通量變化最慢？（磁通量值最大時變化最慢、磁通量最小時變化最快可通過作等時 間間隔的磁通量變化與所用時間的比值來比較；也可以用導(dǎo)體棒在各 個位置切割磁感線的有效速度（垂直于磁感應(yīng)強度方向的速度分量） 來比較磁通量的變化的快慢）以線圈平面從中性面開始每轉(zhuǎn)過 30°為例，比較在

11、相同時間內(nèi)磁 通量變化的值來歸納線圈平面在什么位置上磁通量變化最快？什么位 置變化最慢？由學生觀察與討論后得出。此部分問題意 在解決學生對交變 電流方向的周期性 變化，為進一步理解 交變電流方向的周 期性與下一步描繪（上圖做好圖片后投影到幕上由全班同學全體分析與討論：提示學生：穿過線圈平面磁通量是由線圈平面有效面積的變化而引起的。）問題4:線圈在什么位置感應(yīng)電動勢最大？在什么位置時感應(yīng)電動 勢最小？問題5:該圖中在線圈由甲到乙的過程中，AB邊中的電流向什么方向？ CD邊中的電流向什么方向？問題6 :該圖中在線圈由丙到丁的過程中，AB邊中的電流向什么方向？ CD邊中的電流向什么方向？問題7:線圈

12、在什么位置時沒有電流？在什么位置時電流最大？問題8:大致畫出通過電流表的電流隨時間變化的曲線（規(guī)定電流方向的正、負）.在橫坐標上標出線圈到達甲、乙、丙、丁幾個位置時 對應(yīng)的時刻.將同學們畫出的典型圖象通過實物投影展示出來（包括畫得理想 的與有偏差的圖象），由全班同學來發(fā)表自己的看法。最后形成一個共 識。在此過程中，老師要給予恰當?shù)囊龑?dǎo)。電流 時間的圖 象作鋪墊。粗略描繪一個 轉(zhuǎn)動周期內(nèi)電流一 一時間的圖象是理 解正弦式交變電流 以及其瞬時值的表 達式的重要前提。討論電刷與銅 環(huán)的作用，了解正弦 交變發(fā)電機的結(jié)構(gòu)。 說明產(chǎn)生交變電流 的可行性。對于此部分問 題的分析、討論、總 結(jié)與匯報、積極參與

13、 者予以表揚、鼓勵他 們相互之間的討論 與辨析、在相互交流 中逐漸形成清析的 認識。同時，引導(dǎo)同 學們體會合作與交 流的重要意義。觀察動畫:問題9:為什么需要電刷與銅環(huán)？以上9個問題要請同學們充分思考與討論后總結(jié)回答。板書（投影）:二、交變電流的產(chǎn)生1 .線圈在勻速轉(zhuǎn)動過程中，通過線圈的磁通量會發(fā)生周期性的變化2 .當線圈平面處于與勻強磁場垂直的位置時，通過線圈的磁通量最 大一一該位置稱為中性面，此時磁通量變化最慢，此時電路中的電流為0,電流在此時刻前與此時刻后的方向不同.3 .當線圈平面處于與勻強磁場平行的位置時，通過線圈的磁通量值 最小，為0.此時磁通量變化最快，此時電路中的電流最大.板書

14、（投影）:三、交變電流變化的規(guī)律出示交流發(fā)電機示意模型、模擬轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一周.其轉(zhuǎn)動的角度度, 1L0.計算瞬間的電為，線圈的轉(zhuǎn)動半徑為 1L ,切割磁感線邊長為2動勢大小圖4圖1圖3v圖2CD "AB - t教師板演圖1 圖1 ：轉(zhuǎn)過的角度t 90e 2BLvi2BLv sin2BLL0sin t 2說明：為什么有系數(shù)2 ?教師引導(dǎo)學生 從數(shù)學的角度來闡 述正弦式交變電流 的瞬時值的表達 式.進一步說明前面 討論結(jié)果的正確性 的同時，也引導(dǎo)學生 進一步理解正弦式 交變電流的周期 性.同時也使學生感 悟數(shù)學知識在學習 物理知識過程中的 重要性.學生的推導(dǎo)過 程，是引導(dǎo)他們學習 運用數(shù)學知

15、識的能 力，并且從推導(dǎo)中感 學習的樂趣。每一組做不同 的情況下的推導(dǎo)，一 是為了節(jié)約時間，一令 Em BLLo故：e Em sin t學生分組合作推導(dǎo)出圖2 4中感應(yīng)電動勢的瞬時值、教師巡視 指導(dǎo)，并且將學生中推導(dǎo)過程有代表性的收集，等結(jié)束后予以投影。在線圈轉(zhuǎn)動一圈之后，以后的過程便是上述過程的重復(fù).從結(jié) 果來看矩形線圈在勻強磁場中，線圈平面從中性面開始做勻速轉(zhuǎn)動，其產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢表達式為e Em sin t從表達式上看它的電動勢e隨時間成正弦式規(guī)律變化.1 .峰值Em BLL0是一個常數(shù)，表示電動勢可達到的最大值請考慮在線圈在什么位置電動勢有最大值？在什么位置有最小 值？對應(yīng)的磁通量與磁通

16、量變化快慢如何？2 .正弦式電流的瞬時值表達式e Em sin t電路中的電壓瞬時值表達式u Um sin t電路中的電壓瞬時值表達式i Im sin t是為了讓全體同學 都能參與進去。在相 互交流過程中體現(xiàn) 規(guī)律的一致性。要肯 定他們的成果。此部們內(nèi)容由 學生閱讀自行解決。 培養(yǎng)學生自主學習 的能力。正弦式電流是最簡單又最基本的交變電流，電力系統(tǒng)大多是正弦 式交變電流.板書（投影）：四、幾種常見的交變電流1 .正弦式電流進一步理解交 變電流的物理意義， 以及拓寬學生的思 維空間。4 .脈沖電壓3 .矩形脈沖電壓請同學們閱讀教材中的“科學漫步”：交流發(fā)電機.分清：轉(zhuǎn)子與子；旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機與旋

17、轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機增強學生的閱 讀，拓寬知識面。培 養(yǎng)理論聯(lián)系實際的 思想。問題：交、直電流生活中都很常見，他們能互相轉(zhuǎn)換嗎？交流電流經(jīng)過電路處理后可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷?如學校里學生電源、 各種用電器所配有的電源適配器等均是將交變電流轉(zhuǎn)變成直流電流的 元件.直流電也可以轉(zhuǎn)換成交變電流。 在特定的場合有運用， 生活中不 是很常見。知道交、直流都 是常見的電流存在 形式，在不同的場合 下各有千秋，并且能 夠相互轉(zhuǎn)化。課堂小結(jié)：（學生課后完成）本節(jié)課：1 .什么是交變電流2 .交變電流在什么時候得到最大值？什么時候得到最小值？中性面 的位置在哪里？3 .正弦式電流的瞬時值的表達式？圖象？培養(yǎng)學生總結(jié) 歸納知識

18、的能力，進 一步理解本節(jié)課所 學習的內(nèi)容。問題與練習：現(xiàn)在能夠解釋課前同學們觀察到的通電的燈絲在磁場中為什么會抖動了嗎？課堂練習：回答 1、2課后作業(yè)：3、4、5 （查找資料）寫300字左右小文章：交變電流 的發(fā)展與社會文明的進步呼應(yīng)開頭。加深 對交變電流的方向 是周期性變化的理 解，學以致用。鞏固知識理論聯(lián)系實際， 體會所學知識的社 會價值。板書設(shè)計主板書：§ 51交交電流（利用 powerpoint投影）一、交艾電流1 .交變電流：大小和方向都隨時間做周期性變化的電流。2 .方向/、隨時間變化的電流稱為直流。二、交變電流的產(chǎn)生1 .線圈在勻速轉(zhuǎn)動過程中，通過線圈的磁通量會發(fā)生周期性的變化。2 .當線圈平面處于與勻強磁場垂直的位置時，通過線圈的磁通量最大一一該位置稱為中 性面，此時磁通量變化最慢，此時電路中的電流為0,電流在此時刻前與此時刻后的方向 不同.3 .當線圈平面處于與勻強磁場平行的位置時，通過線圈的磁通量值最小，為0.此時磁 通量變化最快，此時電路中的電流最大.二、交艾電流變化的規(guī)律1 .峰值Em BLLo是一個常數(shù)，表示電動勢可達