選修3-2第五章第1節交變電流教學設計一、教材分析交變電流知識對生產和生活關系密切，有廣泛的應用，考慮到高中階段只對交流電的產生、描述方法、基本規律作簡要的介紹，這些知識是已學過的電磁感應的引伸，所以在教學過程中對開闊學生思路、提高能力是很有好處的。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動時產生交流電，以展示交流電是怎樣產生的.并強調讓學生觀察教材圖5所示線圈通過甲、乙、丙、丁四個特殊位置時，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.這樣能充分調動學生的積極性,培養學生的觀察和分析能力.關于交變電流的變化規律,教材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.二、教學目標1、知識目標（1）知道什么是交變流電。并理解交變電流的產生原理，知道什么是中性面.（2）掌握交變電流的變化規律，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.（4）知道幾種常見的交變電流。如正弦式交變電流、鋸齒形交變電流、矩形脈沖電流。2、能力目標（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）培養學生觀察能力，空間想象能力以及將立體圖轉化為平面圖形的能力.（3）培養學生運用數學知識解決處理物理問題的能力.3、情感、態度和價值觀目標結合實際情況培養學生理論聯系實際的思想.三、教學重點難點重點：1、交變電流產生的物理過程的分析.2、交變電流的變化規律的圖象描述。難點：、交變電流的變化規律及應用.、圖象與實際發動機轉動時的一一對應關系的理解。四、學情分析學生已經學習了電磁感應，理解了導體切割磁場會產生電動勢。在此基礎上學習交變電流，對于理解還是很符合學生的認知規律的。但這是新的概念，鑒于學生接受能力的不同，講解時還需詳細，加強引導。更是采用多媒體教學的手段，以便更直觀更立體的讓學生接受。五、教學方法演示+分析+歸納1.通過矩形線圈在勻強磁場中勻速轉一周的實物演示，立體圖結合側視圖分析，特殊位置結合任一位置分析，使學生理解交變電流產生原理及變化規律.2.利用導體切割磁場線產生i感方法，分析得交流電的變化規律.六、課前準備1學生的學習準備：通過預習，初步了解一些知識 2教師的教學準備：多媒體課件制作，課前預習學案，教具七、課時安排：1課時八、教學過程(一)預習檢查、總結疑惑檢查落實了學生的預習情況并了解了學生的疑惑，使教學具有了針對性。（二）情景導入、展示目標。利用多媒體課件展示目標出示單相交流發電機，引導學生首先觀察它的主要構造.演示 老師手搖發電機模型.第一次發電機接小燈泡.當線框緩慢轉動時，小燈泡不亮；當線框快速轉動時，小燈泡一閃一閃的.第二次發電機接上示教電流計，當線框緩慢轉動（或快速擺動），電流計指針左右擺動.思考問題：線圈中產生的是什么樣的電流？（引導學生回答：這種電流就是我們家里電路是的電流，它的大小和方向都隨時間做周期性的變化，這樣的電流叫交變電流。如果方向不隨時間變化的電流稱為直流電。交流電和直流電之間可以相轉換。）注：老師手搖發電機的速度有所改變，一次快一次慢。觀察實驗現象，思考為什么會有這樣的現象產生。從而引入交變電流。（三）合作探究、精講點撥。為什么矩形線框在勻強磁場中勻速轉動，線框里能產生交變電流？多媒體課件打出下圖. 師問 abcd線框在磁場中繞oo軸轉動時，哪些邊切割磁感線？生答 ab與cd邊.師問 線框轉到什么位置，產生感應電動勢最大？生答 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.此時產生感應電動勢最大.師問 線框轉動到什么位置時，感應電動勢最小？生答 當線框平面跟磁感線垂直時，ab與cd邊的速度方向跟磁力線平行，即兩邊不切割磁力線，此時感應電動勢為0.利用多媒體課件，屏幕上打出中性面概念：1.中性面線框平面與磁力線垂直位置.2.線圈處于中性面位置時，穿過線圈最大，但=0.3.線圈越過中性面，線圈中i感方向要改變.線圈轉一周，感應電流i感方向改變兩次.如果從中性面開始計時，逆時針方向勻速轉動，角速度，經時間t，線圈轉到圖示位置，ab邊與cd邊的速度方向與磁場方向夾角為t，屏幕上打出線圈水平投影圖，如圖所示.師問 設ab=cd=l1 磁感應強度b，bc=ad=l2 這時ab邊e感多大？生答 eab=bl1l2sint師 cd邊中e感跟ab邊中感應電動勢大小相同，又是串聯在一起，此時整個線框中感應電動勢多大？生答 e=eab+ecd=bl1l2sint屏幕上打出：1.在勻強磁場中，勻速轉動線圈產生感應電動勢及感應電流是按正弦規律變化的.瞬時表達式：e=bl1l2sint=bssintn匝線圈時，相當于n個完全相同的電源來個串聯，e=nbssint.其中最大值em=nbs線框和用電器構成回路i= = sint 最大值 im=2.屏幕上使線圈轉動，如轉t=60,150,210,300時，請學生分別計算感應電動勢的大小和方向？最后將學生計算結論總結：e=emsint,既能表示電動勢大小，又能表示電動勢方向. 由于上面介紹的發電機的電動勢按正弦規律變化，所以當負載為電燈等用電器時，負載兩端的電壓u、和流過的電流i，也按正弦規律變化，即 u= umsint, i=imsint這種按正弦規律變化的交變電流叫做正弦式交變電流簡稱正弦式電流。下面舉例：一臺發電機產生的按正弦規律變化的感應電動勢的最大值為311 v，線圈在磁場中轉動的角速度是100rad/s.（1）寫出感應電動勢的瞬時值表達式.（2）若該發電機只與含電阻的負載組成閉合電路，電路中的總電阻為100 ，試寫出通過負載的電流強度的瞬時表達式.在t=s時電流強度的瞬時值為多少？解析：因為電動勢的最大值em=311 v，角速度=100rad/s，所以電動勢的瞬時值表達式是e=311sin100t v.根據歐姆定律，電路中電流強度的最大值為im=3.11 a，所以通過負載的電流強度的瞬時值表達式是i=3.11sin100t a.當t=s時，電流強度的瞬時值為i=3.11sin(100)=311=1.55 a.思考問題：結合數學知識，能否在直角坐標系中畫出正弦式電流的圖像？（如下圖）演示 用示波器顯示照明電路的電壓波形.分析波形曲線特點，如圖所示.閱讀書本p32頁最后一段。知道還有其它形式的交流電。如鋸齒波、脈沖波等。（四）反思總結，當堂檢測。教師組織學生反思總結本節課的主要內容，并進行當堂檢測。（五）發導學案、布置預習。布置下節課的預習作業，并對本節課鞏固提高。九、板書設計交變電流十、教學反思1、交流與直流有許多相似之處，也有許多不同之處學習中我們特別要注意的是交流與直流的不同之處，即交流電的特殊之處這既是學習、了解交流電的關鍵，也是學習、研究新知識的重要方法在與已知的知識做對比中學習和掌握新知識特點的方法，是物理課學習中很有效和很常用的方法在學習交變電流之前，應幫助學生理解直流電和交流電的區別其區別的關鍵是電流方向是否隨時間變化同時給出了恒定電流的定義大小和方向均不隨時間變化2、對于交變電流的產生，課本采取由感性到理性，由定性到定量，逐步深入的講述方法為了有利于學生理解和掌握，教學中要盡可能用示波器或模型配合講解教學中應注意讓學生觀察教材中的線圈通過4個特殊位置時電表指針的變化情況，分析電動勢和電流方向的變化，使學生對線圈轉動一周中電動勢和電流的變化有比較清楚的了解有條件的，還可以要求學生運用已學過的知識，自己進行分析和判斷3、用圖像表示交變電流的變化規律，是一種重要方法，它形象、直觀、學生易于接受要注意在學生已有的圖像知識的基礎上，較好地掌握這種表述方法更要讓學生知道，交變電流有許多種，正弦電流只是其中簡單的一種課本中用圖示的方法介紹了常見的幾種，以開闊學生思路，但不要求引伸4、在這一節中學生要第一次接受許多新名詞，如交變電流、正弦電流、中性面、瞬時值、最大值（以及下一節的有效值）等等要讓學生明白這些名詞的準確含義特別是對中性面的理解，要讓學生明確，中性面