資源簡介

3.1 交變電流 ---教學評大單元分課時教學設計
課 題 人教版(2019)高中物理·選擇性必修·第二冊 第三章 第1節 交變電流
課 型 新授課 復習課□ 試卷講評課□ 其他課
授課班級 授 授課時間
教學內容分析 課標要求： 2.2.4通過實驗，認識交變電流。能用公式和圖像描述正弦交變電流。 教材分析： 在生產生活中普遍使用交變電流，而正弦式交變電流又是最簡單和最基本的交變電流。正弦式交變電流的產生是基于電磁感應的相關知識，所以本章是前一章的延續和發展，是電磁感應理論的具體應用。由于交變電流與直流不同，各種元件在交變電流和直流電路中的作用也不同。正因為交變電流的特殊性，才有了變壓器及其廣泛的應用。所以，本節內容起到了承上啟下的作用。
學情分析 學習了第二章后，學生已經掌握了電磁感應原理，包括用楞次定律和右手定則判斷感應電流的方向，導體棒切割磁感線計算電動勢。學生理解磁通量的含義，會用楞次定律分析感應電流的方向，導體棒速度方向與磁場方向不垂直時，會分解速度求感應電動勢的大小。這些知識的具備能夠讓學生判斷交流發電機電流方向和計算電動勢大小。但學生對這些知識的運用仍不熟練，教師在教學過程中要注意對學生指導。交流發電機模型是在三維空間中的模型，學生接觸更多的是二維平面圖，教師要對學生詳細指導，演示如何從三維立體圖轉換為二維圖。學生具備一定的空間想象能力，但直觀大型實物更能幫助他們去建立電動機模型，判斷電流方向。
核心素養 物理觀念∶通過實驗觀察電壓（電流）波形，理解交變電流和直流的區別。 科學思維∶經歷建立正弦交變電流的模型，會用右手定則和法拉第電磁感應定律推理得到正弦交變電流的方向和大小，體會建立模型與推理分析的思維方法。 科學探究：理解交變電流的產生過程，會分析電動勢和電流方向的變化規律。 科學態度與責任∶了解發電機是將機械能轉化為電能的裝置，各種發電機的區別在于機械能產生的形式不同。
教學準備 多媒體課件、示波器，干電池，學生電源，導線若干。
活動設計
教學內容 教師活動 學生活動 評價任務
環節一：新課導入 動一：演示實驗
用示波器或電壓傳感器先觀察電池供給的電壓的波形，再觀察學生電源交流擋供給的電壓的波形。 （1）這兩種波形各有什么特點？ （2）總結交流和直流的含義？ 電流、電壓大小和方向也隨時間做周期性變化，這樣的電流叫作交變電流。 方向不隨時間變化的電流稱為直 流 。 多媒體PPT給出問題。 教師演示學生觀察思考問題。 引導學生總結出交流與直流的含義。 觀察思考問題，結合教材回答問題。 評價學生的觀察能力及表達能力。
環節二：新課教學 活動一：觀察交變電流的方
把兩個發光顏色不同的發光二極管并聯，注意使兩者正、負極的方向不同，然后連接到教學用發電機的兩端。轉動手柄，兩個磁極之間的線圈隨著轉動。觀察發光二極管的發光情況。 實驗現象說明了什么？ 教師演示課本上的演示實驗，學生觀察思實驗現象，從現象中說明了什么問題。 。 總結實驗現象，學生發現了什么。 評價學生的觀察能力及表達能力。
活動二：交變電流的產生
問題：手搖式發電機產生的電流是不是交變電流？他是不是周期性變化的呢？ 簡化模型如圖（一匝線圈） 自主合作探究電流方向： 1.活動準備 在一本書的四個角分別標記A、B、C、D字母，書籍四個邊當作矩形線框四個邊。讓書籍繞中間軸線轉動。 2.實驗過程 兩名同學合作.一名同學手持書籍，繞中心軸線勻速緩慢轉動，甲→乙→丙→丁→甲，另一名同學用楞次定律判斷這四個過程中線圈中電流方向，以及甲乙丙丁這四個位置的電流特點。兩名同學交換角色，驗證電流方向判斷結果是否一致。 問題、請同學們注意觀察，電流方向發生改變時，線圈在哪個位置？ 介紹交流發電機構造。 巡視學生小組活動情況。 演示電流方向。 學生聆聽教師介紹發電機裝置，觀看演示實驗，注意電流方向的變化情況。 學生動手驗證理論與實驗結論是否一致。 評價學生的動手能力及學生應用知識的能力（楞次定律）。
活動三：交變電流的變化規律
交變電流是由于磁通量發生變化產生，電流大小取決于感應電動勢大小。 問題1：線圈在磁場中繞軸轉動，產生的是哪一種感應電動勢？ 問題2：如何求電動勢大小？ AB邊長為L，BC邊為d，角速度為ω，線圈共N匝。 問題1：矩形線框哪些邊切割磁感線？ 問題2：從A看向B，畫出平面示意圖。 問題3：AB邊和CD邊產生的電動勢各是多少？ 問題4：AB和CD產生的電動勢方向有何關系？ 問題5：線圈產生的總電動勢是多大？ 交變電流規律： e =NBSωsin(ωt) Em=NBSω e=Emsin(ωt) u=Umsin(ωt) i=Imsin(ωt) 思考與討論： 1.在中性面，磁通量最大.電動勢、電流有何特點？ 2.線圈與磁場平行時，磁通量有何特點？電動勢、電流有什么特點？ Ppt展示其他形式的交流電 指導學生如何從立體圖轉化為平面圖，詳細分析，注意磁感線、線框、速度方向等。 PPT上展示問題。 巡視學生小組活動情況。 分組討論問題，得出相關問題的結論，派代表做出回答。 評價學生的交流與合作能力以及學生思維能力及表達能力。
環節三：課堂練習 交流發電機
播放視頻：旋轉電樞式發電機和旋轉磁極式發電機的視頻 提出問題： （1）這兩種發電機有何不同？ （2）轉子和定子是什么含義？ （3）旋轉磁極式發電機有何優勢？ （4）交流發電機中的能量是如何轉化的？ （1）展示問題。 （2）播放視頻，巡視學生的閱讀情況。 學生閱讀教材及觀看視頻并回答相關問題。 評價學生的自主學習能力及歸納總結能力。
環節四：課堂小結
學到了什么？ 引導學生小結 小組討論，總結本節課得失
環節五：作業布置
課后習題1-4題。
主板書設計
3.1 交變電流 一、交變電流 1.直流電：電流方向不變 2.交變電流：電流方向發生變化 正弦交變電流：電流按正弦規律變化 二、交變電流的產生 1.構造： 2.原理：法拉第電磁感應定律 三、交變電流的變化規律 e =NBSωsin(ωt) e=Emsin(ωt) u=Umsin(ωt) i=Imsin(ωt) 中性面：Φ為零，e、i最大。
教學反思

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