《三、交變電流》教學(xué)設(shè)計(jì)(河北省縣級(jí)優(yōu)課)-物理教案

交變電流的有效值、平均值教學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)思想在現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活中大都用交流電，交流電是隨時(shí)間變化的，產(chǎn)生的效果也是隨時(shí)間變化的，那么我們?cè)鯓友芯拷涣麟姷漠a(chǎn)生效果呢？平時(shí)我們家庭的電度表是怎樣計(jì)算電功的？平時(shí)我們所說(shuō)的交流電壓是220V又是什么意思？我們要用交流電流表測(cè)量家庭用電的電流讀數(shù)又會(huì)是怎樣的呢？測(cè)量的結(jié)果說(shuō)明什么問(wèn)題？這些一系列的問(wèn)題我們可以通過(guò)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)得到解決。其實(shí)我們只需要研究交流電的平均效果就行了，怎樣說(shuō)明交流電的平均效果，這就要理解交流電的有效值的意義了，這是本節(jié)內(nèi)容的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。我們可以通過(guò)設(shè)計(jì)這樣一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)：用兩個(gè)相同的小燈泡，分別接在直流電源和交流電源上，讓兩個(gè)小燈泡發(fā)光情況相同，讓學(xué)生觀察和思考分析，提出有效值的定義。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1．理解什么是交流電的最大值和交流電的有效值2．知道交流電的最大值和有效值之間的關(guān)系3．知道各種交流電用電器上所示值為有效值4．知道交流電壓表和電流表所測(cè)量值為有效值5．理解計(jì)算交流電的功、功率、熱量等用有效值6．了解幾種典型交流電的有效值的計(jì)算方法過(guò)程與方法1．通過(guò)與現(xiàn)實(shí)生活中的例子應(yīng)用相結(jié)合，比較和理解得到交流用電器所示值與交流電表的所測(cè)值的物理意義2．通過(guò)結(jié)合電度表的應(yīng)用學(xué)習(xí)理解交流電的功、功率的意義3．通過(guò)比較的方法理解正弦交流電的最大值和有效值的關(guān)系4．通過(guò)幾種典型交流電的有效值的計(jì)算讓學(xué)生學(xué)會(huì)應(yīng)用數(shù)學(xué)工具描述和分析處理物理問(wèn)題情感態(tài)度與價(jià)值觀1．通過(guò)學(xué)習(xí)交流用電器的銘牌的意義，交流電表的測(cè)量值的意義，電度表所測(cè)的電功的意義，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活中去2．通過(guò)介紹現(xiàn)代科技的突飛猛進(jìn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情教學(xué)重點(diǎn)1．交流電有效值概念2．幾種典型交流電有效值的計(jì)算方法教學(xué)難點(diǎn)1．交流電有效值概念2．幾種典型交流電有效值的計(jì)算方法教學(xué)用具電源、小燈泡“6V0.3A”、導(dǎo)線(xiàn)、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器教學(xué)方法1．在教師的指導(dǎo)下的啟發(fā)式教學(xué)2．歸納總結(jié)法教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容和教師組織活動(dòng)學(xué)生主體活動(dòng)提問(wèn)討論，引入課題一.問(wèn)題討論：1.交流電的大小和方向都在變化，交流電表的測(cè)量值是怎樣的呢？2.我們家庭所用的電度表是怎樣測(cè)量電流所做的功的？二.提出問(wèn)題：1.平時(shí)我們所說(shuō)的我國(guó)家庭所用的交流電電壓是220V是什么意思？2.如果是外國(guó)的交流電他們的交流電電壓又是多少？是怎樣定義出來(lái)的？教師：完成本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)后，能解決以上的問(wèn)題。下面，我們一起來(lái)研究交流電。學(xué)生回答：a、交流電表的示數(shù)會(huì)不斷的變化b、交流電表的示數(shù)不變的學(xué)生思考討論交流新課教學(xué)交流電有效值的概念觀察與思考[演示實(shí)驗(yàn)：]下圖所示，將兩只“6V0.3A”小燈泡A、B，一個(gè)接在6V的直流電源上，一個(gè)接在有效值為6V的交流電源上，請(qǐng)觀察兩個(gè)小燈泡的亮度情況甲××甲××～乙教師總結(jié)歸納：交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的：讓交流電和直流電通過(guò)相同阻值的電阻，如果它們?cè)谙嗤臅r(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流電的數(shù)值叫做這一交流電的有效值。學(xué)生觀察，思考兩個(gè)小燈泡的亮度相同學(xué)生思考討論交流A．說(shuō)明小燈泡的實(shí)際功率相同B．說(shuō)明在相等的時(shí)間內(nèi)兩個(gè)小燈泡產(chǎn)生的熱量相同學(xué)生理解物理概念并做好筆記正弦或余弦交流電的有效值與最大值的關(guān)系提出問(wèn)題：電流強(qiáng)度的大小和方向都做周期性的變化的電流叫交流電，也就說(shuō)明交流電的電流大小是不斷變化的，請(qǐng)問(wèn)正弦或余弦交流電的最大值與有效值有什么關(guān)系呢？教師總結(jié)歸納：當(dāng)線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有最大值：對(duì)正弦或余弦交流電有效值與最大值的關(guān)系有：教師說(shuō)明：以上的結(jié)論需要同學(xué)們知道就可以，不需要推導(dǎo)過(guò)程，有興趣的同學(xué)可以課后找相關(guān)的書(shū)籍理解。教師強(qiáng)調(diào)注意：①各種交流用電器上所標(biāo)的額定電壓、電流均指有效值。②交流電表的示數(shù)全為有效值。③電器元件（如電容）的擊穿電壓（耐壓值）指的是最大值，但保險(xiǎn)絲熔斷電流為有效值。④一般所說(shuō)交流電的值，均為有效值。學(xué)生進(jìn)行小組討論，可以從課本上閱讀可得到結(jié)論學(xué)生對(duì)于結(jié)論有些困惑，想理解結(jié)論的來(lái)龍去脈學(xué)生把所學(xué)的知識(shí)與生活實(shí)踐相結(jié)合，提高理論聯(lián)系實(shí)踐的能力非正弦或余弦交流電的有效值提出問(wèn)題：對(duì)于正弦或余弦交流電的有效值我們理解過(guò)了，但是非正弦或余弦交流電的有效值與最大值也有以上的關(guān)系嗎？如果沒(méi)有的話(huà)，我們又怎樣知道它的有效值呢？教師對(duì)可以提出用定義法求的同學(xué)給予肯定和表?yè)P(yáng)，同時(shí)激勵(lì)他們討論出具體的方法。教師總結(jié)歸納：對(duì)非正弦交流電，用有效值的定義列方程求解：，（時(shí)間取一個(gè)周期）學(xué)生進(jìn)行小組討論可能出現(xiàn)的情況：1．一樣的關(guān)系2．不一樣的關(guān)系，但是不知道具體什么結(jié)論3．用定義法可以求出典型例題例DD例DD例DD例學(xué)生利用非正弦交流電用有效值的定義列方程求解的方法來(lái)分析例題學(xué)生在黑板上參照老師的解題思路和規(guī)范進(jìn)行示范解題鞏固練習(xí)課堂練習(xí)：如圖,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T,邊長(zhǎng)L=10cm的正方形線(xiàn)圈abcd共100匝,線(xiàn)圈總電阻r=1Ω,線(xiàn)圈繞垂直于磁感線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸OO`勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度為ω=20rad／s,外電路電阻R=4Ω,求：（1)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值。（2)由圖示位置（線(xiàn)圈平面與磁感線(xiàn)平行）開(kāi)始計(jì)時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式。（3)交流電表的示數(shù)。（4）電阻R的電功率。（5）線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周外力做的功教師給學(xué)生做示范解題學(xué)生根據(jù)以上的例題示范分析解答課堂練習(xí)拓展練習(xí)1．如圖甲為電熱毯的電路圖，電熱絲接在的電源上，電熱毯被加熱到一定溫度后，通過(guò)裝置P使輸入電壓變?yōu)閳D乙所示波形，從而進(jìn)入保溫狀態(tài)，若電熱絲電阻保持不變，此時(shí)交流電壓表的讀數(shù)是（）A.110V B.156V C.220V D.311V2．求如圖所示的交變電流的有效值，其中每個(gè)周期的后半周期的圖象為半個(gè)周期的正弦曲線(xiàn)。通過(guò)拓展練習(xí)，鞏固所學(xué)知識(shí)，使學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能達(dá)到融會(huì)貫通小結(jié)與板書(shū)設(shè)計(jì)交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的：讓交流電和直流電通過(guò)相同阻值的電阻，如果它們?cè)谙嗤臅r(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流電的數(shù)值叫做這一交流電的有效值。（1）對(duì)正弦或余弦交流電有效值與最大值的關(guān)系有：（2）對(duì)非正弦交流電，用有效值的定義列方程求解：