高二物理交變電流教學設計

　　法拉第電磁感應定律既是本章的教學重點，也是教學難點。物理交變電流教學設計實例為大家詳細講解了高二物理上冊第三章知識點：交變電流，請大家認真學習。

　　一、教學設計背景：

　　根據(jù)高中物理新課程的目標要求，根據(jù)立人教育的理念，高中物理要培養(yǎng)全體學生的科學素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。要通過這節(jié)課的學習讓學生學習物理學的基本概念，掌握物理學研究的基本技能，了解物理學的主要成就以及對社會發(fā)展的影響，并且要強調(diào)對學生科學探究能力、實踐能力、自主學習能力的培養(yǎng)，要培養(yǎng)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度和科學精神，培養(yǎng)學生的空間想象能力，抽象思維能力，培養(yǎng)學生應用物理知識綜合解決物理問題的能力，訓練學生科學的思維方法。

　　二、學情分析：

　　學生在剛剛學習了電磁感應一個章節(jié)的課程，再來學習交流電一章。可以利用上章學過的法拉第電磁感應定律引導學生進行推導，得出感應電動勢的瞬時值和最大值的表達式，進而根據(jù)閉合電路歐姆定律和部分電路歐姆定律推出電流與電壓瞬時值與最大值的表達式。在本節(jié)學生第一次接觸到許多新名詞，如:交流電、正弦交流電、中性面、瞬時值、最大值等.要讓學生搞清楚這些名詞的準確含義。

　　三、教材分析：

　　為了適應學生的接受能力，教材采取從感性到理性、從定性到定量逐漸深入的方法講述這個問題。教材先用教具演示矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生交流電，以展示交流電是怎樣產(chǎn)生的。并強調(diào)讓學生觀察教材圖所示線圈通過五個特殊位置時，電流表指針變化的情況，分析電動勢和電流方向的變化，這樣學生就會對電動勢和電流的.變化情況有個大致的了解.然后讓學生用右手定則獨立分析線圈中電動勢和電流的方向.這樣能充分調(diào)動學生的積極性，培養(yǎng)學生的觀察和分析能力。

　　四、三維教學目標：

　　知識與技能

　　1.使學生理解交變電流的產(chǎn)生原理，知道什么是中性面。

　　2.掌握交變電流的變化規(guī)律及表示方法。

　　3.理解交變電流的瞬時值和最大值及中性面的準確含義。

　　過程與方法

　　1.掌握描述物理量的三種基本方法(文字法、公式法、圖象法)。

　　2.培養(yǎng)學生觀察能力，空間想象能力以及將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖形的能力。

　　3.培養(yǎng)學生運用物理知識解決物理問題的能力。

　　情感態(tài)度與價值觀

　　培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的思想。

　　五、教學重點

　　交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析

　　六、教學難點

　　交變電流的變化規(guī)律及應用

　　七、教學方法

　　教師啟發(fā)、引導、實驗，學生觀察、分析、閱讀教材、討論、交流。

　　八、教學用品

　　多媒體課件、手搖交流發(fā)電機、靈敏電流計、交流發(fā)電機模型、示波器等

　　九、教學過程

　　教學過程

　　教師活動

　　學生活動

　　教學意圖

　　引入新課

　　新課講授

　　出示單相交流發(fā)電機，引導學生首先觀察它的主要構(gòu)造

　　（演示）將手搖發(fā)電機模型與小燈泡組成閉合電路.當線框快速轉(zhuǎn)動時，觀察到什么現(xiàn)象 （演示）再將手搖發(fā)電機模型與示教電流表組成閉合電路,當線框緩慢轉(zhuǎn)動(或快速擺動)時,觀察到什么

　　（提問）線圈里產(chǎn)生的是什么樣的電流？請同學們閱讀教材后回答

　　現(xiàn)代生產(chǎn)和生活中大都使用交流電.交流電有許多優(yōu)點，今天我們學習交流電。

　　（演示）用示波器觀察不同電壓的圖形

　　電流隨時間按正弦函數(shù)規(guī)律變化的交變電流成為正弦交流電。正弦交流電視最簡單、最基本的交變電流，有發(fā)電廠發(fā)出的電流就是正弦交流電。

　　正弦交流電的產(chǎn)生：

　　（提問）為什么矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時線圈里能產(chǎn)生交變電流？

　　（提問）當abcd線圈在磁場中繞OO′軸轉(zhuǎn)動時,哪些邊切割磁感線

　　（提問）當ab邊向右、cd邊向左運動時,線圈中感應電流的方向如何

　　（提問）當ab邊向左、cd邊向右運動時,線圈中感應電流的方向如何

　　正是這兩種情況交替出現(xiàn),在線圈中產(chǎn)生了交變電流。

　　（提問）當線圈轉(zhuǎn)到什么位置時,產(chǎn)生的感應電動勢最大

　　（提問）線圈轉(zhuǎn)到什么位置時,產(chǎn)生的感應電動勢最小？

　　(1)中性面——線框平面與磁感線垂直位置.

　　(2)線圈處于中性面位置時,穿過線圈Φ最大,但 =0.

　　(3)線圈越過中性面,線圈中I感方向要改變.線圈轉(zhuǎn)一周,感應電流方向改變兩次

　　設線圈平面從中性面開始轉(zhuǎn)動,角速度是ω.經(jīng)過時間t,線圈轉(zhuǎn)過的角度是ωt,ab邊的線速度v的方向跟磁感線方向間的夾角也等于ωt,如右圖所示.設ab邊長為L1,bc邊長L2,磁感應強度為B,這時ab邊產(chǎn)生的感應電動勢多大

　　cd邊中產(chǎn)生的感應電動勢跟ab邊中產(chǎn)生的感應電動勢大小相同,又是串聯(lián)在一起,此時整個線框中感應電動勢多大

　　若線圈有N匝時,相當于N個完全相同的電源串聯(lián),e=NBL1L2ωsinωt

　　令Em=NBL1L2ω

　　感應電動勢的最大值：

　　Em= NBSω

　　e叫做感應電動勢的瞬時值e= Em sinωt

　　請同學們閱讀教材,了解感應電流的最大值和瞬時值.

　　電路的某一段上電壓的瞬時值與最大值等于什么 電動勢、電流與電壓的瞬時值與時間的關系可以用正弦曲線來表示,如下圖所示:

　　1.矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)生正弦式交變電流.

　　2.從中性面開始計時，感應電動勢瞬時值的表達式為e=NBSωsinω t,感應電動勢的最大值為Em=NBSω.

　　3.中性面的特點：磁通量最大為Φm，但e=0.

　　學生觀察:

　　小燈泡一閃一閃的

　　學生觀察:

　　電流表指針左右擺動

　　轉(zhuǎn)動的線圈里產(chǎn)生了大小和方向都隨時間做周期性變化的交變電流

　　學生觀察總結(jié)交流電的定義：大小和方向都隨時間做周期性變化的交變電流

　　學生對這個問題進行討論

　　學生回答：ab與cd.

　　學生回答:感應電流是沿著a→b→c→d→a方向流動的

　　學生回答：感應電流是沿著d→c→b→a→d方向流動的

　　學生回答：線圈平面與磁感線平行時,ab邊與cd邊線速度方向都跟磁感線方向垂直,即兩邊都垂直切割磁感線,此時產(chǎn)生感應電動勢最大

　　學生回答：當線圈平面跟磁感線垂直時,ab邊和cd邊線速度方向都跟磁感線平行,即不切割磁感線,此時感應電動勢為零。

　　學生利用物理知識推導：

　　eab=BL1vsinωt

　　=BL1· ωsinωt

　　= BL1L2sinωt

　　e=eab+ecd

　　=BL1L2ωsinωt

　　學生閱讀后思考得出

　　根據(jù)閉合電路歐姆定律,感應電流的最大值

　　感應電流的瞬時值

　　根據(jù)部分電路歐姆定律,電壓的最大值Um=ImR,電壓的瞬時值U=Umsinωt.

　　可有學生自己總結(jié)

　　培養(yǎng)學生的觀察能力

　　培養(yǎng)學生的分析能力

　　培養(yǎng)學生的總結(jié)能力

　　培養(yǎng)學生認真觀察分析，利用已經(jīng)學過的知識進行溫故知新

　　培養(yǎng)學生善于利用已知的條件進行探究分析

　　培養(yǎng)學生利用物理知識解決物理問題的能力

　　培養(yǎng)學生的閱讀和分析能力

　　培養(yǎng)學生歸納總結(jié)能力

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