2024-2025學(xué)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(xué)校甘肅省民勤縣第一中學(xué)課名5.1交變電流老師姓名張曉楓學(xué)科（版本）人教版中學(xué)物理選修3－2章節(jié)第五章第一節(jié)學(xué)時(shí)一課時(shí)年級(jí)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(duì)理科班設(shè)計(jì)的物理必修課，課本重視物理學(xué)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(yàn)和現(xiàn)實(shí)應(yīng)用實(shí)例盡量充分揭示物理規(guī)律的內(nèi)涵，應(yīng)當(dāng)說這對(duì)理科班學(xué)生深化理解物理規(guī)律，完整駕馭物理學(xué)問板塊都做好了充分鋪墊。教材留意學(xué)問的前后聯(lián)系和推理演化，留意學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和探究性學(xué)習(xí)，特別適合理科班學(xué)生提高思維實(shí)力，形成學(xué)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(shí)生活應(yīng)用的典范。電能是我們生活每時(shí)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(yuǎn)距離傳輸?shù)幕A(chǔ)。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(dá)式。課本通過手搖發(fā)電機(jī)的發(fā)電，增加學(xué)生對(duì)交變電流方向不斷變更的理解；通過溝通發(fā)電機(jī)的示意圖引導(dǎo)學(xué)生探究交變電流的產(chǎn)生過程，同時(shí)利用分層設(shè)問的形式，熬煉了學(xué)生利用第四章電磁感應(yīng)原理自行解決新情景物理問題的實(shí)力。課本給出了正弦式溝通電的表達(dá)式，并對(duì)峰值，瞬時(shí)值等概念做了強(qiáng)調(diào)。最終課本以課外閱讀的形式，對(duì)溝通發(fā)電機(jī)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(dǎo)學(xué)生通過自學(xué)和探究最終對(duì)交變電流建立起完整清楚的印象。三、學(xué)習(xí)者分析從生活中來，到生活中去，交變電流其實(shí)對(duì)學(xué)生來說不生疏，家庭電路中的溝通電每天都接觸，學(xué)生有肯定的相識(shí)基礎(chǔ)。通過生活中的用電引入，從學(xué)生熟識(shí)的事物入手，這樣，既符合他們的認(rèn)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(xué)習(xí)，宏志班的學(xué)生基本駕馭了學(xué)習(xí)物理的技巧和實(shí)力，本班學(xué)生物理學(xué)問基礎(chǔ)扎實(shí)，導(dǎo)學(xué)案能夠主動(dòng)主動(dòng)的完成。這節(jié)《交變電流》是繼電磁感應(yīng)學(xué)習(xí)之后，第一次利用所學(xué)學(xué)問理論，解決實(shí)際問題的嘗試。通過這節(jié)學(xué)問的學(xué)習(xí)，他們會(huì)學(xué)到一些新的物理概念，并深化和擴(kuò)展原有學(xué)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(xué)已經(jīng)通過預(yù)習(xí)觸摸到了交變電流的實(shí)質(zhì)。這對(duì)我們老師而言，如何引導(dǎo)學(xué)生通過自己的努力，自然完成其學(xué)問的更新和實(shí)力的提高就顯得特別重要。四、教學(xué)目標(biāo)1、學(xué)問目標(biāo)：1）學(xué)生通過課堂學(xué)習(xí)和實(shí)物演示，理解交變電流的定義；2）學(xué)生通過微課和實(shí)物演示，知道手搖式溝通發(fā)電機(jī)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(xué)生通過觀看微課的動(dòng)態(tài)分析和老師引導(dǎo)的集體推導(dǎo)，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(biāo)：1）學(xué)生通過課堂學(xué)習(xí)，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(xué)生通過觀看微課和實(shí)物演示，提升自己的視察實(shí)力、空間想象實(shí)力以及將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖形的實(shí)力；3）學(xué)生在實(shí)例分析和課堂練習(xí)過程中，提升自己分析實(shí)力和運(yùn)用數(shù)學(xué)學(xué)問解決物理問題的實(shí)力。3、情感看法目標(biāo)：學(xué)生通過課堂學(xué)習(xí)，體會(huì)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(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析及解決措施（一）、重點(diǎn)和難點(diǎn)：1、重點(diǎn)：交變電流的產(chǎn)生和變更規(guī)律及中性面的特點(diǎn)；2、難點(diǎn)：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(xué)生自主學(xué)習(xí)為前提，按部就班，分層教學(xué)：第一層、交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析，分三步進(jìn)行：（1）微課分解放大手搖發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)，圖形動(dòng)態(tài)展示講解；（2）觀看實(shí)物演示試驗(yàn)，切實(shí)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(jī)的發(fā)電，增加學(xué)生對(duì)交變電流大小、方向不斷變更的理解；通過溝通發(fā)電機(jī)的示意圖引導(dǎo)學(xué)生探究交變電流的產(chǎn)生過程，同時(shí)利用分層設(shè)問的形式，使學(xué)生在探討中分析交變電流產(chǎn)生的過程，完成一個(gè)從感性到理性的相識(shí)過程其次層、交變電流的變更規(guī)律及應(yīng)用，分四步進(jìn)行：（1）微課動(dòng)態(tài)圖形展示，定性分析；（2）PPT展示示意圖引導(dǎo)學(xué)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(dǎo)正弦式溝通電的表達(dá)式，并強(qiáng)調(diào)峰值、瞬時(shí)值等概念；（4）應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)問分析正弦式溝通電的圖象，強(qiáng)調(diào)圖象與線圈對(duì)應(yīng)的位置第三層、學(xué)生通過實(shí)例分析，完成一個(gè)從定性分析到定量計(jì)算的提升過程，提高自身分析和解決物理問題實(shí)力。六、教學(xué)方法：提問引導(dǎo)法、演示法、分組探討法，分析法、歸納法.七、教學(xué)用具：手搖單相發(fā)電機(jī)、小燈泡、示教用的大電流表、多媒體教學(xué)課件、微課插件.八、課時(shí)支配：1課時(shí)九、教學(xué)過程設(shè)計(jì)（一）、教學(xué)流程：歸納小結(jié)歸納小結(jié)推導(dǎo)隨意位置時(shí)的瞬時(shí)表達(dá)式拓展延長兩個(gè)特別位置時(shí)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(shí)例分析運(yùn)用規(guī)律，分析實(shí)例，提高分析問題、解決問題的實(shí)力實(shí)際發(fā)電機(jī)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(xí)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(shí)物演示分組探討溝通電流的變更規(guī)律微課展示（二）、教學(xué)環(huán)節(jié)：教學(xué)環(huán)節(jié)時(shí)間環(huán)節(jié)目標(biāo)教學(xué)內(nèi)容學(xué)生活動(dòng)媒體作用課題引入（四張圖片引思索）1集中學(xué)生留意力，使學(xué)生帶著疑問進(jìn)入課堂，增加學(xué)習(xí)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(xué)生的留意力。微課講解3學(xué)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(jī)的構(gòu)造。2、交變電流的定義。3、交變電流產(chǎn)生的原理。學(xué)生觀看微視頻，理解溝通電的定義；初步相識(shí)交變電流產(chǎn)生的原理。播放微課：溝通發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理動(dòng)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(huì)發(fā)生變更，而直流電的方向不會(huì)變更。師生互動(dòng)顯示PPT課件。眼見為實(shí)切身感受2’學(xué)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(jī)與小燈泡連接時(shí)，小燈泡一閃一閃地發(fā)光；2、演示手搖式發(fā)電機(jī)與大電流表連接時(shí)，指針左右偏轉(zhuǎn)。學(xué)生仔細(xì)視察試驗(yàn)現(xiàn)象切身體驗(yàn)，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(yīng)用電磁感應(yīng)理論，分析交變電流的產(chǎn)生過程。1、學(xué)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(dòng)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(dòng)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(shí)，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(shí)，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(dòng)勢的變更規(guī)律。播放微課：線圈切割磁感線的動(dòng)態(tài)變更規(guī)律。歸納、小結(jié)3’理解和駕馭線圈位于兩個(gè)特別位置時(shí)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(dòng)一周，電流方向變更兩次。師生互動(dòng)，共同歸納、小結(jié)，請(qǐng)一位同學(xué)獨(dú)立推斷電流的方向。顯示PPT課件。推導(dǎo)：隨意位置處交變電動(dòng)勢的表達(dá)式，并板書。6學(xué)生通過推導(dǎo)，理解和駕馭交變電流的變更規(guī)律及表達(dá)式中各字母的含義。知道瞬時(shí)值、峰值的概念。如圖所示，線圈從中性面起先計(jì)時(shí)：設(shè)ab=cd=L1,ad=bc=L2,共有N匝線圈,則t時(shí)刻，電動(dòng)勢的瞬時(shí)值為：，，，N匝線圈,。設(shè),則：，其中，Em為電動(dòng)勢的峰值，e為t時(shí)刻電動(dòng)勢的瞬時(shí)值。師生互動(dòng)，共同推導(dǎo)，利用數(shù)學(xué)學(xué)問理解峰值和瞬時(shí)值的意義。集體探討拓展、延長4熟識(shí)正弦溝通電的變更規(guī)律，利用數(shù)學(xué)學(xué)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(jì)時(shí)，則變更規(guī)律為余弦規(guī)律。師生互動(dòng)，共同推導(dǎo)、探討。展示規(guī)律，描繪電動(dòng)勢動(dòng)態(tài)圖象。實(shí)例分析8例1.示例意圖：學(xué)生從圖象上學(xué)會(huì)識(shí)別溝通電。例2.示例意圖：學(xué)生運(yùn)用規(guī)律，分析實(shí)例，提高分析問題的實(shí)力，強(qiáng)化兩個(gè)特別位置的規(guī)律。例3.示例意圖：學(xué)生運(yùn)用規(guī)律，分析和解決圖象問題，提高應(yīng)用實(shí)力。例4.示例意圖：學(xué)生運(yùn)用物理規(guī)律和數(shù)學(xué)學(xué)問，分析和解決實(shí)際問題，提高應(yīng)用實(shí)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(qiáng)磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是()A.當(dāng)線框位于中性面時(shí)，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢最大B.當(dāng)穿過線框的磁通量為零時(shí)，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢也為零C.每當(dāng)線框經(jīng)過中性面時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢或感應(yīng)電流方向就變更一次D.線框經(jīng)過中性面時(shí)，各邊切割磁感線的速度為零例3.線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，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(shí)刻線圈處于中性面位置B.在B和D時(shí)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(shí)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(gè)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(dòng)，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T．求：(1)該線圈產(chǎn)生的交變電流的電動(dòng)勢峰值、電流的峰值分別是多少？(2)若從中性面起先計(jì)時(shí)，寫出感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間變更的表達(dá)式。例1.學(xué)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(qǐng)一位同學(xué)分析回答問題，師生共同評(píng)價(jià)。例4.學(xué)生獨(dú)立完成，請(qǐng)一位同學(xué)在黑板上展示，師生共同評(píng)價(jià)。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(shí)際水輪機(jī)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(xué)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(huì)運(yùn)用正弦溝通電的瞬時(shí)表達(dá)式和圖象解決相關(guān)問題。師生互動(dòng)，共同