資源簡介

3.2 交變電流的描述 ---教學評大單元分課時教學設計
課 題 人教版高中物理·選擇性必修·第二冊 第三章第2節 交變電流的描述
課 型 新授課 復習課□ 試卷講評課□ 其他課□
授課班級 授課時間
教學內容分析 課標要求： 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： 通過本節教學，讓學生知道可以用圖像全面、細致地描述交變電流，交變電流具有周期性，這種周期性可以用周期或頻率描述，它們描述了交變電流變化的快慢。峰值描述電流和電壓在變化過程中的最大值，反映交變電流的變化范圍。有效值概念是本節的難點，要理解有效值是從電阻產生的焦耳熱相等這意義來定義的。
學情分析 知識儲備：學生在學習圓周運動內容時熟悉周期、頻率和角頻率ω的含義和它們的物理意義，在數學課程對正弦函數和余弦函數有了深入了解，熟悉它們的圖像。 能力基礎：用數學表達式和圖像描述交變電流對學生容易接受，學習不會遇到很大的困難。有效值概念是本節教學的難點，學生難以把握有效值含義。 思維能力：教學時可以提出如何計算交變電流通過電阻，在電阻產生的熱量計算問題引入有效值概念。
核心素養 物理觀念：知道交變電流的周期、頻率的含義以及二者之間的關系；知道峰值和有效值的含義以及二者之間的關系。 科學思維：理解有效值的物理含義，經歷根據電流熱效應推導交變電流有效值的過程，體會“等效”的科學方法。 科學探究：能根據交變電流圖像識別周期、頻率、峰值，會用周期、峰值等物理量用數學函數表達式和圖像描述交變電流。 科學態度與責任：知道我國家庭電路的頻率是50Hz，知道家用電器的電壓220V是有效值。
教學準備 多媒體課件、手搖發電機、開關、電阻、電流計、導線等。
活動設計
教學內容 教師活動 學生活動 評價任務
環節一：導入新課
小組討論預習本節內容。 巡視課本預習完成情況 小組討論預習結果 （1）表揚預習完成良好的同學； （2）鼓勵學生努力學習。
展示學習目標
一、描述交變電流物理量：周期、頻率f= 峰值：電流的最大值，Im=R為電路總電阻。 3. 有效值：“有效”指電流熱效應等效，產生的熱量相等。 讓學生 明確學習目標，做到帶目標學習； 課后根據目標，學生自主判斷學習情況
實驗情境導入
1.仿真實驗引入新課 提問：指針擺動情況有何不同？ 學生預測后，播放仿真實驗，驗證學生的猜測是否正確。 仿真實驗引入新課 1.角速度為2ω時，指針左右擺動得快一些。而且，指針擺動的幅度較大。 2.指針運動具有周期性，角速度大，周期性。第二次的周期小。 3.擺動幅度大，是指電流的最大值較大。 （1）“指針擺動得快一些”是什么意思？用物理語言如何表述？可以用哪個物理量描述？ （2）聽學生的回答情況，評價學生的表達能力和思維。
環節二：新課教學 總結描述交變電流的物理量 活動一、周期、頻率和峰值
一、周期、頻率和峰值 周期：線圈轉動一周的時間，國際單位為s。 頻率：周期的倒數，f= 中國大陸地區：f=50Hz，T=0.02s 角頻率ω：ω=2πf 峰值：電流的最大值，Im=R為電路總電阻。 線圈在磁場中勻速轉動，具有周期性。物理學中用周期描述這種性質，也可以用頻率。 課堂練習1 一交變電流波形如圖.根據圖像，求： (1)該交變電流的周期是多少？頻率是多少？ (2)電流方向在1s內改變多少次？ 學生討論完成課堂聯系； 從完成情況和書寫情況等方面進行評價。
思考與討論：家庭電路中使用交變電流，將燈泡接入電路，燈泡始終發光，亮度不變。但根據交變電流表達式i=Imsin(ωt)，電流有時為零，有時很小，燈泡功率變化。為何看不到燈泡亮度變化？ 教師總結周期和頻率的含義、關系以及物理意義。 課堂練習2.線圈在磁場中繞軸勻速轉動，第一次角頻率為ω，第二次角速度為2ω.在同一個坐標系定性畫出兩次交變電流的圖像。大拇指表示力！ 查看學生完成情況并展示完成優秀的同學聯系。
活動二：有效值
思考與討論：家庭電路中使用交變電流，將燈泡接入電路，燈泡始終發光，亮度不變。但根據交變電流表達式i=Imsin(ωt)，電流有時為零，有時很小，燈泡功率變化。為何看不到燈泡亮度變化？
家庭電路中交流電頻率為50Hz，周期為0.02s，周期太小，人的眼睛無法區分亮度變化。 大家的猜測是否正確，我們通過實驗進行驗證。請大家觀看實驗視頻。 1.自主完成 2.小組交流 評價完成情況，表揚優秀學生，鼓勵未完成的學生。
既然交變電流電流大小一直變化，那么如何計算交變電流流過電阻產生的熱量？如果是恒定電流，如何計算熱量？ 實驗證明大家的分析是正確的。手搖發電機，頻率小，看見燈泡亮度發生改變。 學生討論總結：利用焦耳定律Q=I2Rt. 評價完成情況
思考與討論：某交流電的電流波形圖如圖所示。該電流流過R=1Ω的電阻.
請大家看圖示電流，如何計算這個電流在1s中產生的熱量。 定義：交變電流和恒定電流I 通過同一電阻R，在一個周期內產生的熱量相等，該恒定電流稱為交變電流的有效值。“有效”指電流熱效應等效，產生的熱量相等。 Ie2Rt=Q，解出Ie=。 學生自學 電流在每一段大小不變，可以先把各段時間在電阻R上產生的熱量計算出來，最后求和相加得到在1s時間產生的總熱量。 評價學生分析情況
活動三．正弦式交變電流的有效值
正弦交變電流有效值： 電流i=Imsin(ωt) 瞬時功率P=i2R=Im2sin2(ωt)R=Im2R/2 [1-cos(2ωt)] = P-t圖像面積表示電功，也等于產生的焦耳熱。即 Q =Σ[] t= = 在一個周期內，cos(2ωt)與時間圍成的圖像面積為零，即第二項求和為零。 故 有 ，即Ie= 對于交變電流、電壓和電動勢，均有類似關系。家庭電路的220V電壓是指交變電流的有效值是220V.交流電表測得值也是有效值. 對于交變電流、電壓和電動勢，均有類似關系。家庭電路的220V電壓是指交變電流的有效值是220V.交流電表測得值也是有效值. 評價學生解析過程。 對推導正確的同學給予評價。
環節三． 總結 課堂練習3
家庭電路電壓的最大值多少伏？ 一電流波形如圖.（0-0.5t0電流按正弦規律變化）試根據波形求： (1)周期是多少？ (2)該電流有效值是多大？ 引導學生分析 小組討論(220) 組員代表發言 周期為t0； (2) 評價學生聯系結果，對完成正確的同學給予表揚
環節四．課堂小結
本節課堂學到了什么？ 引導學生小結 小組討論，總結本節課得失
環節五：作業設計
練習與應用 教材57頁“練習與應用”第1-7題。 指導學生完成練習，面批練習。 按要求完成練習。 從完成情況和書寫情況等方面進行評價。
主板書設計
3.2 交變電流的描述 一、周期、頻率、峰值 T= ω=2πf 二、有效值 1.含義： 2.正弦交變電流有效值 Ie= Ue=
教學反思

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