2024-2025學(xué)年高中物理 第五章 交變電流 1 交變電流（2）教學(xué)設(shè)計 新人教版選修3-2

2024-2025學(xué)年高中物理第五章交變電流1交變電流（2）教學(xué)設(shè)計新人教版選修3-2課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、設(shè)計思路親愛的小伙伴們，今天咱們要開啟一段關(guān)于交變電流的奇妙之旅！??在這節(jié)課里，我們將一起探索交變電流的世界，揭開它的神秘面紗。我會通過一系列生動有趣的實驗和實例，讓大家直觀地感受到交變電流的魅力。讓我們一起走進物理的殿堂，感受科學(xué)的樂趣吧！????在接下來的時間里，咱們將循序漸進地了解交變電流的基本概念、特點及其應(yīng)用，力求讓每一個知識點都深入人心。準備好了嗎？咱們這就出發(fā)！???♂????♀?二、核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，包括以下幾個方面：首先，通過探究交變電流的產(chǎn)生原理，提升學(xué)生的科學(xué)探究能力；其次，通過分析交變電流的特性，增強學(xué)生的科學(xué)思維能力；再者，通過聯(lián)系實際應(yīng)用，提高學(xué)生的科學(xué)應(yīng)用意識和創(chuàng)新能力；最后，通過小組合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作和溝通能力。通過這些活動，學(xué)生能夠?qū)⑽锢碇R與實際生活相結(jié)合，形成科學(xué)的世界觀。三、學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握的相關(guān)知識：

學(xué)生們在進入本節(jié)課之前，已經(jīng)具備了一定的電學(xué)基礎(chǔ)知識，包括直流電的基本概念、電路的基本定律等。此外，他們對電磁感應(yīng)的基本原理也有所了解，這為理解交變電流的形成機制奠定了基礎(chǔ)。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風格：

高中學(xué)生對物理學(xué)科普遍保持較高的興趣，尤其是與日常生活緊密相關(guān)的物理現(xiàn)象。他們在學(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)出較強的邏輯思維能力，能夠通過觀察、實驗和推理來理解物理概念。學(xué)習(xí)風格上，學(xué)生既有喜歡獨立思考的，也有偏好合作學(xué)習(xí)的，因此在教學(xué)過程中需要兼顧這兩種風格。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

在理解交變電流的產(chǎn)生和特性時，學(xué)生可能會遇到以下困難：一是交變電流的方向變化不易直觀理解；二是交流電的頻率和周期等概念較為抽象；三是交變電流在實際應(yīng)用中的復(fù)雜電路分析可能讓學(xué)生感到困惑。為了克服這些挑戰(zhàn)，教學(xué)中應(yīng)注重通過實驗和實例幫助學(xué)生建立直觀形象，同時通過分層教學(xué)和小組討論來提高學(xué)生的理解和應(yīng)用能力。四、教學(xué)資源-軟硬件資源：示波器、交流電源、電流表、電壓表、電阻器、電感器、變壓器等實驗器材

-課程平臺：學(xué)校物理實驗室管理系統(tǒng)、在線教學(xué)平臺

-信息化資源：交變電流動畫演示軟件、交變電流特性模擬軟件、相關(guān)物理教育視頻資源

-教學(xué)手段：實物演示、多媒體課件、互動式教學(xué)軟件、小組討論、實驗報告撰寫五、教學(xué)過程一、導(dǎo)入新課

同學(xué)們，今天我們要一起探索一個充滿活力的物理世界——交變電流。在上一節(jié)課中，我們了解了交變電流的產(chǎn)生原理，那么接下來，我們就來深入探討一下交變電流的特性及其應(yīng)用。

二、新課講授

1.交變電流的基本特性

（1）首先，我們來看一下交變電流的基本特性。同學(xué)們，還記得我們在上一節(jié)課中學(xué)到的交流電的產(chǎn)生原理嗎？它是通過線圈在磁場中旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的。那么，交流電的方向是如何變化的呢？我們一起通過實驗來觀察。

（2）接下來，我會展示一個交變電流的實驗裝置，通過觀察電流表指針的擺動，我們可以看到電流的方向是周期性變化的。這就是交變電流的第一個基本特性——方向變化。

（3）那么，交流電的電壓又是如何變化的呢？同學(xué)們，你們能猜到嗎？讓我們一起通過實驗來驗證。

（4）在實驗過程中，我們會發(fā)現(xiàn)電壓也是周期性變化的，而且它的變化規(guī)律與電流的變化規(guī)律相同。這就是交變電流的第二個基本特性——電壓變化。

2.交變電流的有效值

（1）同學(xué)們，雖然我們知道交流電的方向和電壓都在變化，但是我們在實際應(yīng)用中通常使用一個固定的數(shù)值來表示交流電的大小，這個數(shù)值就是交流電的有效值。

（2）那么，什么是有效值呢？有效值是指交流電在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱效應(yīng)與直流電相同的電流或電壓值。

（3）為了讓大家更直觀地理解有效值，我會通過一個實驗來演示。在這個實驗中，我們會比較相同電壓的交流電和直流電在加熱電阻絲時產(chǎn)生的熱量。

（4）通過實驗，我們可以得出結(jié)論：交流電的有效值與直流電的數(shù)值相同。

3.交變電流的頻率和周期

（1）同學(xué)們，除了有效值，我們還需要了解交流電的頻率和周期。

（2）頻率是指交流電每秒鐘變化的次數(shù)，單位是赫茲（Hz）。

（3）周期是指交流電完成一次完整變化所需的時間，單位是秒（s）。

（4）頻率和周期是相互關(guān)聯(lián)的，它們之間的關(guān)系是：頻率等于周期的倒數(shù)。

4.交變電流的應(yīng)用

（1）同學(xué)們，了解了交變電流的特性后，我們來看看它在實際生活中的應(yīng)用。

（2）首先，交變電流在電力系統(tǒng)中扮演著重要角色。它可以通過變壓器進行電壓的升降，方便我們使用。

（3）其次，交變電流在家用電器中也有著廣泛的應(yīng)用，如照明、家電設(shè)備等。

（4）最后，交變電流在通信、醫(yī)療等領(lǐng)域也有著重要的應(yīng)用。

三、課堂練習(xí)

為了鞏固今天所學(xué)的知識，我將給大家出一道練習(xí)題。請同學(xué)們在規(guī)定時間內(nèi)完成，并互相討論、交流。

四、課堂小結(jié)

今天我們學(xué)習(xí)了交變電流的基本特性、有效值、頻率和周期，以及其在實際生活中的應(yīng)用。希望大家通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，能夠?qū)蛔冸娏饔幸粋€更深入的了解。

五、課后作業(yè)

為了進一步鞏固所學(xué)知識，請大家完成以下課后作業(yè)：

1.閱讀課本相關(guān)章節(jié)，總結(jié)交變電流的基本特性。

2.查找資料，了解交變電流在實際生活中的應(yīng)用。

3.設(shè)計一個簡單的交變電流實驗，并記錄實驗數(shù)據(jù)。

同學(xué)們，讓我們一起努力，將所學(xué)知識運用到實際生活中，為我們的未來打下堅實的基礎(chǔ)！????六、教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

（1）交變電流的歷史發(fā)展：介紹交變電流的發(fā)現(xiàn)歷程，從法拉第的電磁感應(yīng)實驗到特斯拉和愛迪生的直流電與交流電之爭，讓學(xué)生了解交變電流的發(fā)展脈絡(luò)。

（2）交變電流在通信領(lǐng)域的應(yīng)用：探討交變電流在無線電通信、衛(wèi)星通信等方面的應(yīng)用，以及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。

（3）交變電流在家用電器中的使用：分析交變電流在照明、家電設(shè)備等領(lǐng)域的應(yīng)用，以及其對人們生活的影響。

（4）交變電流在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用：介紹交變電流在電動機、變壓器、電弧爐等工業(yè)設(shè)備中的應(yīng)用，以及其在提高生產(chǎn)效率中的作用。

2.拓展建議：

（1）閱讀相關(guān)物理科普書籍，如《物理的故事》、《電磁世界》等，了解交變電流的歷史背景和相關(guān)科學(xué)家的生平事跡。

（2）關(guān)注科技新聞，了解交變電流在現(xiàn)代科技領(lǐng)域的新發(fā)展，如5G通信、新能源汽車等。

（3）參觀科技館或博物館，實地感受交變電流在生活中的應(yīng)用，如電力系統(tǒng)、家電設(shè)備等。

（4）參與實驗探究活動，設(shè)計并實施交變電流的實驗項目，如自制簡易變壓器、研究交流電的熱效應(yīng)等。

（5）參與小組討論，就交變電流在不同領(lǐng)域的應(yīng)用展開研究，撰寫研究報告，分享學(xué)習(xí)心得。

（6）關(guān)注國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊，閱讀與交變電流相關(guān)的研究論文，拓寬知識視野，提高科學(xué)素養(yǎng)。七、內(nèi)容邏輯關(guān)系①交變電流的產(chǎn)生原理：

-重點知識點：電磁感應(yīng)、磁場、線圈旋轉(zhuǎn)

-重點詞句：法拉第電磁感應(yīng)定律、磁通量、感應(yīng)電動勢

②交變電流的基本特性：

-重點知識點：電流方向、電壓變化、周期、頻率

-重點詞句：交流電、正弦波形、周期性變化、角頻率

③交變電流的有效值：

-重點知識點：有效值的定義、熱效應(yīng)比較、均方根值

-重點詞句：有效值、均方根、熱效應(yīng)、RMS（RootMeanSquare）

④交變電流的頻率和周期：

-重點知識點：頻率與周期的關(guān)系、單位換算

-重點詞句：頻率（Hz）、周期（s）、角頻率（ω）

⑤交變電流的應(yīng)用：

-重點知識點：電力系統(tǒng)、家用電器、工業(yè)設(shè)備

-重點詞句：變壓器、電動機、電弧爐、電力傳輸

⑥交變電流的測量與防護：

-重點知識點：測量工具、安全規(guī)范、防護措施

-重點詞句：電流表、電壓表、絕緣材料、接地保護八、課堂小結(jié)，當堂檢測課堂小結(jié)：

同學(xué)們，今天我們一起探索了交變電流的奧秘，從它的產(chǎn)生原理到基本特性，再到實際應(yīng)用，我們走過了充實而有趣的一課。現(xiàn)在，讓我們來回顧一下今天所學(xué)的主要內(nèi)容：

1.我們首先了解了交變電流的產(chǎn)生原理，它是通過線圈在磁場中旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的，這個過程遵循法拉第電磁感應(yīng)定律。

2.接著，我們學(xué)習(xí)了交變電流的基本特性，包括電流方向和電壓的變化，以及它們的周期性和頻率。

3.為了更準確地描述交流電的大小，我們引入了有效值的概念，它是交流電在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱效應(yīng)與直流電相同的電流或電壓值。

4.我們還討論了交變電流的頻率和周期，以及它們之間的關(guān)系。

5.最后，我們探討了交變電流在電力系統(tǒng)、家用電器和工業(yè)設(shè)備中的應(yīng)用。

當堂檢測：

為了檢測大家對今天所學(xué)內(nèi)容的掌握情況，我將出幾道題目供大家練習(xí)：

1.下列哪個不是交變電流的基本特性？（A）電流方向的變化（B）電壓的變化（C）電流和電壓的同步變化（D）電流和電壓的相位差

2.交流電的有效值與它的最大值之間的關(guān)系是？（A）有效值是最大值的一半（B）有效值是最大值的平方根（C）最大值是有效值的一半（D）最大值是有效值的平方根

3.交流電的頻率單位是什么？（A）毫安（B）伏特（C）赫茲（D）歐姆

4.下列哪個設(shè)備不是利用交變電流工作的？（A）變壓器（B）電動機（C）電池（D）電弧爐