2024-2025學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

PAGE1-交變電流一、基本信息學校甘肅省民勤縣第一中學課名5.1交變電流老師姓名張曉楓學科（版本）人教版中學物理選修3－2章節(jié)第五章第一節(jié)學時一課時年級高二二、教材分析物理教材我們選用的是人教版，人教版物理選修3-2是針對理科班設計的物理必修課，課本重視物理學問板塊的完整性和物理規(guī)律的內(nèi)在聯(lián)系，用多種演示試驗和現(xiàn)實應用實例盡量充分揭示物理規(guī)律的內(nèi)涵，應當說這對理科班學生深化理解物理規(guī)律，完整駕馭物理學問板塊都做好了充分鋪墊。教材留意學問的前后聯(lián)系和推理演化，留意學生的自主學習和探究性學習，特別適合理科班學生提高思維實力，形成學科素養(yǎng)。這節(jié)《交變電流》是教材電磁板塊第五章第一節(jié)內(nèi)容，是電磁理論在現(xiàn)實生活應用的典范。電能是我們生活每時每刻都離不開的最重要的能量來源，交變電流是電能的利用和遠距離傳輸?shù)幕A。這節(jié)《交變電流》主要介紹交變電流的特性，產(chǎn)生原理和表達式。課本通過手搖發(fā)電機的發(fā)電，增加學生對交變電流方向不斷變更的理解；通過溝通發(fā)電機的示意圖引導學生探究交變電流的產(chǎn)生過程，同時利用分層設問的形式，熬煉了學生利用第四章電磁感應原理自行解決新情景物理問題的實力。課本給出了正弦式溝通電的表達式，并對峰值，瞬時值等概念做了強調(diào)。最終課本以課外閱讀的形式，對溝通發(fā)電機做了深化介紹。課本沿著從感性到理性，從定性到定量的思路，試著引導學生通過自學和探究最終對交變電流建立起完整清楚的印象。三、學習者分析從生活中來，到生活中去，交變電流其實對學生來說不生疏，家庭電路中的溝通電每天都接觸，學生有肯定的相識基礎。通過生活中的用電引入，從學生熟識的事物入手，這樣，既符合他們的認知規(guī)律，又使他們有親切感，感覺物理就在身邊，激發(fā)愛好。通過一年多的物理學習，宏志班的學生基本駕馭了學習物理的技巧和實力，本班學生物理學問基礎扎實，導學案能夠主動主動的完成。這節(jié)《交變電流》是繼電磁感應學習之后，第一次利用所學學問理論，解決實際問題的嘗試。通過這節(jié)學問的學習，他們會學到一些新的物理概念，并深化和擴展原有學問的內(nèi)涵。這是一次熬煉過程也是一次提高過程，信任他們中的一些同學已經(jīng)通過預習觸摸到了交變電流的實質(zhì)。這對我們老師而言，如何引導學生通過自己的努力，自然完成其學問的更新和實力的提高就顯得特別重要。四、教學目標1、學問目標：1）學生通過課堂學習和實物演示，理解交變電流的定義；2）學生通過微課和實物演示，知道手搖式溝通發(fā)電機的結(jié)構(gòu)及發(fā)電原理。通過小組合作、模擬發(fā)電的探討，理解交變電流產(chǎn)生的原理，知道中性面的概念；3）學生通過觀看微課的動態(tài)分析和老師引導的集體推導，分層探討，理解和駕馭交變電流的變更規(guī)律及圖象。2、技能目標：1）學生通過課堂學習，駕馭描述物理量的三種基本方法（文字法、公式法、圖象法）；2）學生通過觀看微課和實物演示，提升自己的視察實力、空間想象實力以及將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖形的實力；3）學生在實例分析和課堂練習過程中，提升自己分析實力和運用數(shù)學學問解決物理問題的實力。3、情感看法目標：學生通過課堂學習，體會人類利用自然規(guī)律改造自然，改善生活的巨大成就五、教學重點、難點分析及解決措施（一）、重點和難點：1、重點：交變電流的產(chǎn)生和變更規(guī)律及中性面的特點；2、難點：交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析及變更規(guī)律的理論探究。（二）、解決措施：以學生自主學習為前提，按部就班，分層教學：第一層、交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析，分三步進行：（1）微課分解放大手搖發(fā)電機結(jié)構(gòu)，圖形動態(tài)展示講解；（2）觀看實物演示試驗，切實感受；（3）自制金屬圈與書本組合，分組模擬發(fā)電、探討課本問題。通過手搖發(fā)電機的發(fā)電，增加學生對交變電流大小、方向不斷變更的理解；通過溝通發(fā)電機的示意圖引導學生探究交變電流的產(chǎn)生過程，同時利用分層設問的形式，使學生在探討中分析交變電流產(chǎn)生的過程，完成一個從感性到理性的相識過程其次層、交變電流的變更規(guī)律及應用，分四步進行：（1）微課動態(tài)圖形展示，定性分析；（2）PPT展示示意圖引導學生分析、歸納、小結(jié)規(guī)律，由特別位置到一般規(guī)律；（3）師生集體探討、推導正弦式溝通電的表達式，并強調(diào)峰值、瞬時值等概念；（4）應用數(shù)學學問分析正弦式溝通電的圖象，強調(diào)圖象與線圈對應的位置第三層、學生通過實例分析，完成一個從定性分析到定量計算的提升過程，提高自身分析和解決物理問題實力。六、教學方法：提問引導法、演示法、分組探討法，分析法、歸納法.七、教學用具：手搖單相發(fā)電機、小燈泡、示教用的大電流表、多媒體教學課件、微課插件.八、課時支配：1課時九、教學過程設計（一）、教學流程：歸納小結(jié)歸納小結(jié)推導隨意位置時的瞬時表達式拓展延長兩個特別位置時交變電流的變更規(guī)律正弦溝通電的變更規(guī)律及其圖象實例分析運用規(guī)律，分析實例，提高分析問題、解決問題的實力實際發(fā)電機的原理及電能的來源微課展示小結(jié)課堂內(nèi)容隨堂練習布置作業(yè)溝通電的定義及其與直流電的區(qū)分課題引入溝通電流的產(chǎn)生微課講解實物演示分組探討溝通電流的變更規(guī)律微課展示（二）、教學環(huán)節(jié)：教學環(huán)節(jié)時間環(huán)節(jié)目標教學內(nèi)容學生活動媒體作用課題引入（四張圖片引思索）1集中學生留意力，使學生帶著疑問進入課堂，增加學習愛好。講解并描述溝通電在生活中的重要性，提出問題。觀看圖片，思索PPT課件上提出的問題。PPT課件展示圖片、展示問題。課件定格在圖片上，集中學生的留意力。微課講解3學生理解溝通電的定義和溝通電產(chǎn)生的原理。1、手搖式溝通發(fā)電機的構(gòu)造。2、交變電流的定義。3、交變電流產(chǎn)生的原理。學生觀看微視頻，理解溝通電的定義；初步相識交變電流產(chǎn)生的原理。播放微課：溝通發(fā)電機的發(fā)電原理動態(tài)圖歸納、小結(jié)2理解交變電流與直流電的區(qū)分1、三類電流的定義及區(qū)分；2、溝通電產(chǎn)生的原理和條件。小結(jié)提能：溝通電的方向會發(fā)生變更，而直流電的方向不會變更。師生互動顯示PPT課件。眼見為實切身感受2’學生切身感受交變電流的大小、方向不斷變更。1、演示手搖式發(fā)電機與小燈泡連接時，小燈泡一閃一閃地發(fā)光；2、演示手搖式發(fā)電機與大電流表連接時，指針左右偏轉(zhuǎn)。學生仔細視察試驗現(xiàn)象切身體驗，分組探討探究問題6理性分析交變電流產(chǎn)生的過程，知道中性面的概念。應用電磁感應理論，分析交變電流的產(chǎn)生過程。1、學生以書本模擬磁極、以自制金屬圈模擬線圈切割磁感線，分組探討，完成課本中的問題。2、師生互動解決問題。微課講解，定性分析3’理解交變電流的變更規(guī)律。定性分析線圈轉(zhuǎn)動過程中交變電流的大小、方向變更的規(guī)律。1、觀看微課的同時，用右手定則推斷電流的方向，確定電流方向變更的位置及變更規(guī)律。2、從線圈在不同位置時，速度分解圖中切割磁感線的分速度的大小變更，定性分析電動勢的變更規(guī)律。播放微課：線圈切割磁感線的動態(tài)變更規(guī)律。歸納、小結(jié)3’理解和駕馭線圈位于兩個特別位置時交變電流的變更規(guī)律。1、中性面的概念。2、中性面處，v∥B，Φ最大，e為0，i為0.3、垂直于中性面處,v⊥B,Φ為0，e最大，i最大．4、線圈每經(jīng)過中性面一次，電流方向變更一次，轉(zhuǎn)動一周，電流方向變更兩次。師生互動，共同歸納、小結(jié)，請一位同學獨立推斷電流的方向。顯示PPT課件。推導：隨意位置處交變電動勢的表達式，并板書。6學生通過推導，理解和駕馭交變電流的變更規(guī)律及表達式中各字母的含義。知道瞬時值、峰值的概念。如圖所示，線圈從中性面起先計時：設ab=cd=L1,ad=bc=L2,共有N匝線圈,則t時刻，電動勢的瞬時值為：，，，N匝線圈,。設,則：，其中，Em為電動勢的峰值，e為t時刻電動勢的瞬時值。師生互動，共同推導，利用數(shù)學學問理解峰值和瞬時值的意義。集體探討拓展、延長4熟識正弦溝通電的變更規(guī)律，利用數(shù)學學問描繪正弦溝通電的圖象。1、正弦溝通電的定義。2、(1)e＝NBSωsinωt＝Emsinωt.(2)i＝eq\f(e,R＋r)＝eq\f(Em,R＋r)sinωt＝Imsinωt.(3)u＝iR＝ImRsinωt＝Umsinωt.3、溝通電的圖象：4、若從平行于中性面起先計時，則變更規(guī)律為余弦規(guī)律。師生互動，共同推導、探討。展示規(guī)律，描繪電動勢動態(tài)圖象。實例分析8例1.示例意圖：學生從圖象上學會識別溝通電。例2.示例意圖：學生運用規(guī)律，分析實例，提高分析問題的實力，強化兩個特別位置的規(guī)律。例3.示例意圖：學生運用規(guī)律，分析和解決圖象問題，提高應用實力。例4.示例意圖：學生運用物理規(guī)律和數(shù)學學問，分析和解決實際問題，提高應用實力。例1.下列表示交變電流的有（）例2.矩形線框繞垂直于勻強磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動時，下列說法正確的是()A.當線框位于中性面時，線框中感應電動勢最大B.當穿過線框的磁通量為零時，線框中的感應電動勢也為零C.每當線框經(jīng)過中性面時，感應電動勢或感應電流方向就變更一次D.線框經(jīng)過中性面時，各邊切割磁感線的速度為零例3.線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電流的圖象如圖所示，由圖可知()A.在A和C時刻線圈處于中性面位置B.在B和D時刻穿過線圈的磁通量為零C.從A～D線圈轉(zhuǎn)過的角度為2πD.若從O～D歷時0.02s，則在1s內(nèi)交變電流的方向變更100次。例4.如圖，有一個正方形線圈的匝數(shù)為10匝，邊長為20cm，線圈總電阻為1Ω，線圈繞OO′軸以10πrad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，勻強磁場的磁感應強度為0.5T．求：(1)該線圈產(chǎn)生的交變電流的電動勢峰值、電流的峰值分別是多少？(2)若從中性面起先計時，寫出感應電動勢隨時間變更的表達式。例1.學生思索回答，集體完成。例2.相互探討后，集體完成例3.相互探討解決，請一位同學分析回答問題，師生共同評價。例4.學生獨立完成，請一位同學在黑板上展示，師生共同評價。PPT課件展示題目微課展示1從能量守恒的角度，理解電能的來源。實際水輪機的發(fā)電、傳輸過程。觀看微課播放微課小結(jié)課堂內(nèi)容1’梳理和歸納課堂學問。1.知道交變電流的定義；2.知道中性面的概念；3.知道溝通電是怎樣產(chǎn)生的；4.駕馭溝通電的變更規(guī)律及圖象；5.會運用正弦溝通電的瞬時表達式和圖象解決相關(guān)問題。師生互動，共同