1、.第五章 第一節交變電流的產生和描繪一、教材分析1.單元高度：本節內容是高中物理選修3-2第五章“交變電流第一節。本節內容是整章內容的理論根底，是后3節“描繪交變電流的物理量、“電感和電容對交變電流的影響、“變壓器“電能輸送的根底，所以本節內容的安排對整章內容有非常重要的意義。2.立體整合：第五章“交變電流內容是第四章“法拉第電磁感應定律的延續，本節內容起著連續這兩章內容的重要地位和作用。“法拉第電磁感應定律在生活中最實際最廣泛的應用就是通過發電機發電。本節內容解釋了發電機原理聯絡實際應用于實際，讓學生體會到物理來源于生活效勞于生活的學科特點。3.本節內容：本節內容分三部分1認識交流電：通過圖

2、像類比，演示實驗讓學生認識到交流電和直流電的區別。2交變電流產生：通過對教學用發電機的理論分析得出交流電變化規律。3交變電流的變化規律：總結歸納出交變電流的規律。過渡：理解學情是開展教學工作的第一步，下面進展學情分析二、學情分析1.學生已有的知識根底：學習本章內容之前學生已經掌握了直流電的特性，直流電滿足的一些計算公式同樣可以應用于交流電，比方歐姆定律、焦耳定律、功率計算等。2.才能根底：通過對第四章?法拉第電磁感應定律?的學習，學生已經具備了獨立分析電磁感應現象中電流方向、電動勢大小等分析判斷才能，學生對理論應用于實際分析的才能也大大進步。3.生活經歷：交變電流是生活和消費中最常用的電流，可

3、以說知識來源于生活。雖然如此但學生對交流電的認識卻僅限于“家用電器使用的就是交流電這種外表層次。通過對本節內容的學習更利于學生形成理論到實際應用完善科學觀念的建立。過渡：一切教學活動都要圍繞教學目的開展，我對本節課的教學目的做如下分析：三、教學目的1.知識目的：1能區分交流和直流的不同2理解交流電產生的原理，知道中性面，會分析線圈轉動過程中電流方向。3掌握交變電流變化規律，會寫交變電流的的瞬時表達式會用圖像表示電流變化，理解峰值意義。2.才能目的：1通過觀察實驗進展理論分析培養學生的理論分析才能。2應用數學知識解決物理問題的才能。3.情感態度：1讓學生在實驗中感受到學習物理的樂趣，培養學生的探

4、究精神和對科學的好奇心。2讓學生在合作學習和探究研習中體會到合作學習帶來的成就感和幸福感。過渡：恰當的教學形式會讓教學工作事半功倍，下面說一下本節課我采用的教學形式。四、教學形式新的課程目的更加注重從三個維度來設計教學過程，注重學生的學習過程，注重強化情感、態度、價值觀的教育，針對新課程標準要求，本節課的教學形式采用莘州中學“新課導入明確目的；問題引導，自主學習；合作探究表達交流；效果反響要點點撥；課堂小結回憶反思；堂清檢測，當堂達標的教學形式，該教學形式突出了“以學生為主體，老師為主導的教學理念。過渡：適宜的教學形式再加上恰當的教學方法和學習方法會讓課堂效率更高，下面說一下這堂課的教法與學法

5、。五、教法學法1.方法：本節課采用的教學方法主要有：1實驗演示法，通過課前實驗和探究過程中的實驗把抽象的理論用形象的實驗展示出來，更符合學生認知過程。2多媒體演示法，用多媒體展示出關鍵的概念，效果圖，示意圖等，會讓知識更加系統化直觀化，標準化。3比照法，比照原來學習過的直流電特點更容易反映出交流電的特點4追問引導法，老師在課堂講授和學生展示過程中不斷的設計問題，引導學生按照老師預設的問題加深對知識的認識，最終完成教學任務。2.學習方法：本節課采用的學習方法主要有1自主探究法，學生觀看完演示實驗后在老師設計的引導問題下自主探究學習，更能表達以學生為主體的主動學習過程，更能體會到學習的成就感和樂趣

6、。2合作學習法，學生理解才能和學習才能都不一樣，同樣的知識學習的差異比較大，通過合作能更好的彌補這樣的差異。3歸納提升法，通過學習過程的總結和歸納可以不斷的深化對知識的理解。4討論展示法，通過討論和展示把課堂還給學生，讓學生做學習的主人。在展示中及時發現學生在學習過程中出現的問題及時糾正和深化。過渡：下面說一下我對這堂課的詳細的教學設計六、教學過程：1觀察實驗，導入新課明確目的導入實驗：1、首先讓電風扇轉動起來，再將電流計、小燈泡與排風扇插頭連在一起構成回路，請一位同學上臺協助轉動風葉，學生觀察現象并考慮。問1、看到了什么現象？電風扇通電會轉，不通電手動讓其轉動時，會讓電流計指針偏轉，說明什么

7、，為什么會這樣？電風扇居然可以用來發電師：讓學生觀察排風扇的內部構造，促其考慮產生電流的原因。線圈在磁場中轉動，線圈的磁通量發生變化，就有感應電流產生。這種電流有什么特點？電風扇產生的電流大小和方向在發生改變。問3、線圈轉動一圈，指針來回擺動幾圈？學生通過考慮和老師的點撥，總結出交變電流的特點，即交變電流的大小和方向隨時間作周期性變化，而且發現線圈每轉過一圈，交流電周期性變化一次。演示實驗：2、用一節干電池、學生電流直流2v輸出分別和電壓傳感器連接生：干電池和學生電流直流2v的電流是直流電，且方向保持不變。1、直流電：方向不隨時間變化的電流叫做直流電，簡稱直流DC。 2、交變電流：大小和方向都

8、隨時間做周期性變化的電流叫做交變電流,簡稱交流AC。例1、以下表示交變電流的有iittit(A)(B)(C)(D)0000t(E)0teu1I-t 圖中，處于t 軸上、下方的圖線有何不同意義？2如何體會周期性變化的含義？2.交變電流的變化規律1定性分析交變電流的產生和變化規律交流電在生活、消費中很重要，應用也很廣泛。問1：那么交變流電是怎樣產生呢？你能設計一個最簡單的發電機工作原理圖？需要哪些元件？問2：怎樣顯示或輸出電流？介紹滑環+電刷組合的作用是防止導線纏繞下發6人一組一個發電機模型演示實驗：手搖發電機與小電珠連接，用手搖動發電機，可以觀察到小電珠閃閃發光情況。介紹教學用手搖發電機的構造，

9、多媒體展示三維立體圖。問3、手搖發電機產生的電流如何變化的？先從幾個特殊的位置開場研究采用由感性到理性，逐步深化討論合作，用問題鏈的方式由淺入深逐步深化，降低學生的學習難度，打破難點，在學習過程中讓學生及時討論合作學習，在合作和老師的引導下完成難點打破，詳細問題設計如下：師：展示四個特殊位置的立體圖。共同討論如下問題：1、請同學們觀察線圈旋轉一周，即從圖甲到乙到丙再到丁，最終又回到甲，這些位置特殊在哪里？ 2、線圈旋轉時所產生的電動勢是哪種原因引起的？3、既然是切割磁感線引起的，那么是哪幾條邊在切割？4、線圈在旋轉的過程中，這幾條邊旋轉的速率有沒有發生改變？5、既然旋轉的速率沒有發生改變那么是

10、不是意味著這些位置都有感應電動勢？7、感應電動勢大小與切割速度方向有什么關系？有效切割速度怎么變化？8、請判斷四個特殊位置的感應電動勢或電流？問學生用什么方法判斷？9、線圈從甲狀態轉動到乙狀態過程中感應電動勢大小和電流方向如何變化？轉動一周過程中感應電動勢大小和電流方向如何變化？ 以BADCB為正方向，生：分組討論，邊看模型，邊考慮電流方向的判斷生：學生小組合作一起完成填表，小組匯報總結。表1 交變電流的變化規律甲乙丙丁甲磁通量感應電動勢e大小方向感應電流i大小方向10、在哪些位置電流方向即將發生變化？11、這個位置有何特征？一周幾次經過這個位置？師：和學生充分討論后，老師提出中性面的概念，并

11、總結交變電流方向變化的規律。師：規律總結與磁感線垂直的平面叫中性面線圈經過中性面時，感應電動勢為零，感應電流為零。線圈每經過中性面一次，交流電方向改變一次，線圈每轉動一周交流電的一個周期，兩次經過中性面，交流電的方向改變兩次。繞圈轉動一周過程中，從中性面開場感應電動勢和感應電流先變大后變小，經過中性面反向先變大后變小。2定量分析感應電動勢大小變化規律問2：設線圈平面從中性面開場轉動，角速度是經過時間t，AB、CD寬L1，AD、BC長L2 ，磁感應強度是B.求時刻線圈中的感應電動勢線圈與中性面的夾角是多少？ab 邊的速度多大？ab邊速度方向與磁場方向夾角多大？ab邊產生的感應電動勢多大？線圈中感

12、應電動勢多大？引導學生一步步推出交變電流的大小變化規律在這個教學環節中，首先要把知識的核心點轉化成一些根本原理，如交變電流的大小推導涉及到了兩條邊切割磁感線，需要討論兩條邊所產生的電動勢的大小和方向，問題較復雜；其次要將根本原理以問題的形式呈現。向學生提這樣就可逐步幫助學生構建思維活動的途徑圖，通過這樣的教學設計，就可以較好地降低教學的坡度，使學生能真正地去自主探究，成為學習的主角師：巡視點撥，指導學生考慮公式中的含義生：小組討論，推導略規律總結：以線圈經過中性面開場計時，在時刻t線圈中的感應電動勢大小AB和CD邊切割磁感線 按正弦式規律變化。假設為N匝線圈e為電動勢在時刻t的瞬時值，Em為電

13、動勢的最大值峰值1、矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的轉軸勻速轉動時，所產生的交變電流按照正弦函數的規律變化正弦式交流電2、成立的條件：此表達形式僅在從中性面開場計時3、假設該線圈給外電阻R供電，設線圈本身電阻為r，由閉合電路歐姆定律Um、Im分別為電壓和電流的峰值，而e、u、i那么是這幾個量的瞬時值。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。正弦式電流是最簡單又最根本的交變電流。電力系統中應用的大多是正弦式電流。在電子技術中也常遇到其他形式的交流。3圖象要求：畫出通過電流表的電流隨時間變化的曲線，從E 經過負載流向F的電流記為正，反之為負。在橫坐標上標出線圈到達甲、乙、

14、丙、丁幾個位置時對應的時刻。3、實驗驗證根據提出的問題，學生提出猜測后，老師要引導學生逐個運用科學的方法或實驗來進展驗證以上從理論上分析得到線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸作勻速旋轉時，產生的交變電流是按正弦規律變化的，實際是否真的如此呢？演示實驗3：將手搖交流發電機產生的信號輸入電壓傳感器，當勻速轉動轉柄時，屏幕上可以觀察到交變電流的波形圖。討論：為什么波形不是嚴格的正弦圖線手搖轉柄的不均勻。演示實驗4：把學生電源的交流信號直接接入電壓傳感器，屏幕上顯示一個完美的正弦曲線學生一片驚嘆，對交變電流的變化規律印象深化。4、拓展與練習1做一做讓一個蹄形磁鐵靠近白熾燈，觀察燈絲，可以看到什么現象？這是什么原因造成的？2想一想如何使交流發電器產生比較大的電壓？設計一個可以產生大電壓的發電機生：觀看視頻、閱讀教材、考慮問題、交流觀點3練一練例題、如圖4所示，矩形線圈abcd 匝數為100匝，線圈ab邊長為20cm，bc邊長為10cm，繞垂直于磁場方向的軸OO勻速轉動，轉速為50r/s，設磁感應強度B為0.01T，求：線圈中的感應電動勢的最大值Em；從圖示位置開場計時，線圈中的感應電動勢的瞬時值表達式；當tT/12時線圈中感應電動勢的值為多大；當tT/12時線圈中感應電流方向如何5.課堂小結通過對本節課黑板上板書內容的共同回憶進一步加深印象讓本節課學習再次生化七、板書設計