自制教具演示實驗：正弦式交變電流的有效值

演示實驗《正弦式交變電流的有效值》說課稿昆明市第八中學(xué)劉曉自制實驗器材如下：說課流程如下：教材分析教材分析教材及學(xué)教材及學(xué)情分析情分析學(xué)情分析分析學(xué)情分析分析知識目標教學(xué)目標知識目標教學(xué)目標素養(yǎng)要求素養(yǎng)要求器材設(shè)計及實驗原理器材設(shè)計及實驗原理情分析明確實驗?zāi)康拿鞔_實驗?zāi)康拿鞔_實驗原理實驗教學(xué)過程情分析明確實驗原理實驗教學(xué)過程情分析演示實驗演示實驗得出結(jié)論得出結(jié)論評價與反思評價與反思一教材及學(xué)情分析教材版本及章節(jié)人教版選擇性必修第二冊第三章第二節(jié)：交變電流的描述內(nèi)容分析內(nèi)容給出了交變電流有效值的定義通過計算圖1交變電流的有效值加深對“熱量相等”這一概念的理解。圖1對于正弦式交變電流，由于沒有學(xué)積分公式，教材直接給出了I=Im學(xué)情分析具備“等效”“微元”的物理思想，但不具備求函數(shù)定積分的能力，有方法而不能用，有疑問而不能答。這給教學(xué)帶來了一定的難度。二教學(xué)目標三器材設(shè)計及實驗原理實物圖說明可通過注水孔向中空區(qū)域加水，注水孔處配有活塞，加完水要封好。面板表面印有函數(shù)圖像及刻度。面板在豎直平面內(nèi)可以來回翻轉(zhuǎn)。實驗原理圖3圖3圖4圖4圖3是正弦式交變電流的圖像，做出i2?t圖像如圖4所示。i2對在一個周期內(nèi)對時間累積的結(jié)果就是一個周期內(nèi)電流通過1矩形的寬為8，剛好是i2峰值16的一半。即直流電流I2=I四實驗教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖回顧交變電流“有效值”的概念，及以下題目中求電流有效值的方法。掌握有效值的概念及“熱效應(yīng)相等”這一概念，掌握方波交變電流有效值的計算方法。理解概念，掌握計算方法教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖設(shè)問：如何計算正弦式交變電流的有效值呢？沿用方波交變電流有效值的計算方法，發(fā)現(xiàn)難點：不會計算交變電流流經(jīng)電阻的產(chǎn)熱量。不能直接算產(chǎn)熱量，有沒有別的途徑來間接求出？我們學(xué)過類似問題的處理方法嗎？i2?t微元法調(diào)動高階思維。微元法的應(yīng)用。以交變電流為例，大家能定性地畫出i2?t指導(dǎo)學(xué)生標出峰值如何求i2發(fā)現(xiàn)還是不會算學(xué)生畫得并不太準確，但大概形狀和峰值能作出來。大家記得愛迪生當年是怎么計算燈泡體積的嗎？恍然大悟：注水！再倒入規(guī)則容器。等效思想的再次應(yīng)用我們也可以用類似的方法。演示實驗裝置，邊講解原理邊演示實驗，啟發(fā)學(xué)生思考接下來的實驗步驟。大家發(fā)現(xiàn)了什么？兩塊紅色區(qū)域面積相等，可以計算矩形部分面積。矩形的寬剛好是Im矩形的寬跟我們要找的有效值有什么關(guān)系？大家試著算一算交變電流的有效值。I2=Im得出結(jié)論用微元法、等效的思想解決了問題這一結(jié)論是否必然成立？演示數(shù)學(xué)的圖形變化，根據(jù)對稱性看面積關(guān)系知道I=Im數(shù)形結(jié)合五實驗創(chuàng)新點及反思創(chuàng)新點：3.可拓展，其他形式交變電流有效值的計算也可借鑒此方法。反思：學(xué)生對“微元法、等效”這兩個物理術(shù)語并不陌生，但如何得心應(yīng)手的應(yīng)用需要學(xué)生的靈活遷移。在本節(jié)實驗教學(xué)中，教師要調(diào)動學(xué)生的高階思維和發(fā)散思維，引導(dǎo)學(xué)生建立本節(jié)知識和之前知