《三、交變電流》教學(xué)設(shè)計(jì)(黑龍江縣級(jí)優(yōu)課)-物理教案

《交變電流》教學(xué)設(shè)計(jì)物理選修1-1第三章第三節(jié)寧安市職教中心張澤利《交變電流》教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)：【知識(shí)和技能】1、理解交變電流是怎樣產(chǎn)生的。2、定性了解交流的變化規(guī)律及其圖像表示和主要特征物理量。3、知道交流能通過電容器的原因，了解交流這一特性在電子技術(shù)中的應(yīng)用。4、初步了解發(fā)電機(jī)、交變電流的發(fā)明和利用對(duì)促進(jìn)人類社會(huì)進(jìn)步的作用，進(jìn)一步體驗(yàn)科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)生活之間的密切關(guān)系。【過程和方法】1、培養(yǎng)學(xué)生閱讀、理解及自學(xué)能力．2、培養(yǎng)學(xué)生將知識(shí)進(jìn)行類比、遷移的能力．3、使學(xué)生理解如何建立新的物理概念而培養(yǎng)學(xué)生處理解決新問題能力．4、培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)工具處理解決物理問題的能力．5、訓(xùn)練學(xué)生由特殊到一般的歸納、演繹思維能力．【情感、態(tài)度、價(jià)值觀】1、由用電器銘牌，可介紹我國近幾年的經(jīng)濟(jì)騰飛，激發(fā)學(xué)生愛國精神和為建設(shè)祖國發(fā)奮學(xué)習(xí)的精神．2、讓學(xué)生體會(huì)對(duì)稱美．二、教學(xué)重點(diǎn)：交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律．教學(xué)難點(diǎn)：表征的物理量和交流電有效值.教學(xué)方法：啟發(fā)式綜合教學(xué)法.三、教具準(zhǔn)備：手搖交流發(fā)電機(jī)，電流表，小燈泡．四、教學(xué)儀器：示波器、學(xué)生電源、開關(guān)、演示用交流發(fā)電機(jī)、多媒體課件五、教學(xué)過程：(一)引入新課1831年法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，為人類進(jìn)入電氣化時(shí)代打開了大門．今天我們使用的電燈、微波爐等家用電器中的交流電是怎樣產(chǎn)生并且怎樣送到我們的家庭中來的呢？這就是這一章要學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容，先看“交流電的產(chǎn)生”。(二)主要教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.交流發(fā)電機(jī)

說明：交流發(fā)電機(jī)是由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成，有的發(fā)電機(jī)的磁體轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈不動(dòng)；有的發(fā)電機(jī)的磁體轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈不動(dòng)。

問：無論是線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，還是磁體轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子的作用是什么？（轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)使得穿過線圈的磁通量發(fā)生變化)

演示實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)儀器：交流發(fā)電機(jī)、電燈、電流表

實(shí)驗(yàn)過程：將交流發(fā)電機(jī)、電燈、電流表連接成電路，搖動(dòng)交流發(fā)電機(jī)，觀察電燈的亮度有什么變化？電流表的示數(shù)有什么變化？

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：電燈的亮度忽明忽暗，電流表的指針忽左忽右

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：發(fā)電機(jī)發(fā)出的電流大小和方向都在不斷變化，大小、方向隨時(shí)間做周期性變化的電流叫做交變電流，簡稱交流。各種電池供給的電流只沿一個(gè)方向流動(dòng)，叫做直流演示目的：使同學(xué)對(duì)交變電流有一感性認(rèn)識(shí)，即電流的強(qiáng)弱與方向都在隨時(shí)間做周期性的變化．板書：“強(qiáng)度和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流叫做交流電”．AC各種電池供給的電流只沿一個(gè)方向流動(dòng)，叫做直流.DC電流電流直流交流恒定電流其它直流正弦交流其它交流iii2.交流的變化規(guī)律

2.1波形：演示實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)儀器：示波器、小燈泡、導(dǎo)線、學(xué)生電源實(shí)驗(yàn)過程：將示波器和燈泡并聯(lián)接入電路中，用示波器演示加在燈泡兩端的電壓

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：顯示的電壓圖象為正弦曲線

說明：嚴(yán)格的數(shù)學(xué)分析表明，電網(wǎng)中的交變電流，它的電流、電壓隨時(shí)間按正弦函數(shù)的規(guī)律變化，這樣的電流稱之為正弦式電流

2.2峰值問：如何表示正弦式電流在某一時(shí)刻的電流、電壓？（i=Imsinωt

u=Umsinωt

）說明：Im、Um分別是電流和電壓的最大值，叫做交流的峰值

2.3周期和頻率說明：交變電流的大小和方向在不斷地變化，我們把交流完成一次周期性變化所用的時(shí)間叫做交流的周期，通常用T表示，它的單位是秒。交流在1s內(nèi)發(fā)生周期性變化的次數(shù)，叫做交流的頻率通常用f表示，它的單位是赫茲，簡稱赫，符號(hào)是Hz。

問：頻率和周期有怎樣的關(guān)系？（T＝1/f）

說明：我國使用的交變電流，頻率是50Hz

2.4交流的有效值

說明：交變電流有電壓最大值和電流最大值，但如果按照峰值來標(biāo)志交流的大小，存在許多不合理的因素。例如，在計(jì)算用電量時(shí)，如果用峰值計(jì)算，所得結(jié)果必然超過實(shí)際用電的數(shù)值。因此在描述交流的電壓、電流時(shí)，要找一個(gè)合理的數(shù)值，這就是交流電壓、電流的有效值。

問：如何求交流電壓、電流的有效值呢？（交流的有效值，是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的：把交流和直流分別通過相同的電阻，如果在相等的時(shí)間里它們產(chǎn)生的熱t(yī)相等，我們就把這個(gè)直流電壓、電流的數(shù)值稱做交流電壓、電流的有效值）

說明：經(jīng)過實(shí)驗(yàn)和理論分析表明正弦交流電的有效值和最大值之間存在著這樣的關(guān)系：Ie=Im/√2

Ue=Um/√2

說明：在各種使用交變電流的電器設(shè)備上，所標(biāo)注的額定電壓、額定電流值，都是交流的有效值。討論：家用交變電流頻率為50赫茲，變化較快，由于人的視覺暫留看不出電燈中電流大小在變化。3.交流能夠通過電容器當(dāng)電容器上兩端連接直流電源時(shí)，正負(fù)電荷聚集在極板上，不能移動(dòng)，因此電路中不會(huì)形成長時(shí)間的電流，因此我們說電容器具有隔直流的特點(diǎn).但當(dāng)電容器兩端連接上交流電壓后，當(dāng)電壓升高時(shí)，正負(fù)電荷在電容器兩塊極板上聚集，當(dāng)電壓降低時(shí)，正負(fù)電荷從電容器兩塊極板上釋放，因此能夠形成較長時(shí)間的電流，我們稱電容器具有通交流的特點(diǎn)。3.1特點(diǎn)：隔直流通交流電容器接交流電時(shí)，電荷實(shí)際上并沒有越過兩極板間的介質(zhì)。3.2應(yīng)用：濾波音頻放大

（三）板書設(shè)計(jì)第三節(jié)、交變電流一、交流發(fā)電機(jī)

1、交變電流：大小和方向都在不斷變化的電流

2、直流電流：方向不變的電流稱之為直流

二、交流的變化規(guī)律

1、波形：正弦曲線2、峰值：最大值Im、Um3、瞬時(shí)值:

i=Imsinωt

u=Umsinωt

4、周期T：交流完成一次周期性變化所用的時(shí)間

單位：秒

頻率f：交流在1s內(nèi)發(fā)生周期性變化次數(shù)

單位：赫茲

符號(hào)：Hz

換算關(guān)系：T＝1/f

5、有效值：電流熱效應(yīng)定義“三同”有效值和最大值之間的關(guān)系：（正弦交流電）Ie=Im/√2

Ue=Um/√2

其中Ue、Ie：交流電壓、電流的有效值三、交流能夠通過電容器

1、電容器特點(diǎn)：隔直流通交流

2、應(yīng)用：濾波音頻放大六、鞏固練習(xí)1.電的有效值是根據(jù)電流的效應(yīng)來規(guī)定的．正弦交流電的有效值與峰值間的關(guān)系是U＝、I＝．通常所說的交流電的數(shù)值，如果沒有特別說明，一般都是指交流電的值．2.國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用的交流電．頻率是______Hz，周期是s，電流方向每秒鐘改變次．3.電子元件兩極間允許加的最大直流電壓是100V，能否給它接上100V的交流電壓？為什么？4.一個(gè)強(qiáng)磁鐵可以判斷燈泡中的電流是交流還是直流，請(qǐng)說明你的做法并講清理由．5.圖示正弦曲線,寫出其正弦交流電流瞬時(shí)值的表達(dá)式。七、小結(jié)及作業(yè)：第2、3題八、教學(xué)反思：１、從生活中來，到生活中去交變電流其實(shí)對(duì)學(xué)生來說不陌生，家庭電路中的交流電每天都接觸，學(xué)生有一定的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)。課題通過生活中的家庭用電引入，從學(xué)生熟悉的事物入手，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)興趣。課上通過觀察和推導(dǎo)，理論上分析得到交變電流是按正弦規(guī)律變化的，但學(xué)生仍感抽象。為了使學(xué)生形成的物理表象更加具體化、形象化，課的結(jié)尾設(shè)計(jì)了用示波器顯示家庭電路中電流的波形圖的實(shí)驗(yàn)，既首尾呼應(yīng)，又重點(diǎn)突出。２、充分應(yīng)用現(xiàn)代教育媒體傳統(tǒng)的教學(xué)手段是教師首先演示手搖發(fā)電機(jī)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生觀察感應(yīng)電流大小方向隨時(shí)間變化動(dòng)畫。圖象清晰逼真，既有線圈及磁場(chǎng)的立體圖又有它的俯視圖。把握線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)情況，通過播放動(dòng)畫，學(xué)生能同時(shí)兼顧電流與線圈位置的關(guān)系，使學(xué)生身臨其境，化抽象為直觀，收到良好的教學(xué)效果。３、授人以漁古希臘生物學(xué)家普羅塔戈說過一句至理名言：頭腦不是一個(gè)等待填滿的容器，而是一支等待點(diǎn)燃的火把。也就是說對(duì)學(xué)生來說知識(shí)技能固然重要，但更重要的是在學(xué)習(xí)知識(shí)和技能的過程中提