《三、交变电流》教学设计(黑龙江县级优课)-物理教案

《交变电流》教学设计物理选修1-1第三章第三节宁安市职教中心张泽利《交变电流》教学设计教学目标：【知识和技能】1、理解交变电流是怎样产生的。2、定性了解交流的变化规律及其图像表示和主要特征物理量。3、知道交流能通过电容器的原因，了解交流这一特性在电子技术中的应用。4、初步了解发电机、交变电流的发明和利用对促进人类社会进步的作用，进一步体验科学、技术与社会生活之间的密切关系。【过程和方法】1、培养学生阅读、理解及自学能力．2、培养学生将知识进行类比、迁移的能力．3、使学生理解如何建立新的物理概念而培养学生处理解决新问题能力．4、培养学生应用数学工具处理解决物理问题的能力．5、训练学生由特殊到一般的归纳、演绎思维能力．【情感、态度、价值观】1、由用电器铭牌，可介绍我国近几年的经济腾飞，激发学生爱国精神和为建设祖国发奋学习的精神．2、让学生体会对称美．二、教学重点：交变电流的产生和变化规律．教学难点：表征的物理量和交流电有效值.教学方法：启发式综合教学法.三、教具准备：手摇交流发电机，电流表，小灯泡．四、教学仪器：示波器、学生电源、开关、演示用交流发电机、多媒体课件五、教学过程：(一)引入新课1831年法拉第发现了电磁感应现象，为人类进入电气化时代打开了大门．今天我们使用的电灯、微波炉等家用电器中的交流电是怎样产生并且怎样送到我们的家庭中来的呢？这就是这一章要学习的主要内容，先看“交流电的产生”。(二)主要教学过程设计1.交流发电机

说明：交流发电机是由定子和转子构成，有的发电机的磁体转动，线圈不动；有的发电机的磁体转动，线圈不动。

问：无论是线圈转动，还是磁体转动，转子的作用是什么？（转子的转动使得穿过线圈的磁通量发生变化)

演示实验

实验仪器：交流发电机、电灯、电流表

实验过程：将交流发电机、电灯、电流表连接成电路，摇动交流发电机，观察电灯的亮度有什么变化？电流表的示数有什么变化？

实验结果：电灯的亮度忽明忽暗，电流表的指针忽左忽右

实验结论：发电机发出的电流大小和方向都在不断变化，大小、方向随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流。各种电池供给的电流只沿一个方向流动，叫做直流演示目的：使同学对交变电流有一感性认识，即电流的强弱与方向都在随时间做周期性的变化．板书：“强度和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交流电”．AC各种电池供给的电流只沿一个方向流动，叫做直流.DC电流电流直流交流恒定电流其它直流正弦交流其它交流iii2.交流的变化规律

2.1波形：演示实验：

实验仪器：示波器、小灯泡、导线、学生电源实验过程：将示波器和灯泡并联接入电路中，用示波器演示加在灯泡两端的电压

实验现象：显示的电压图象为正弦曲线

说明：严格的数学分析表明，电网中的交变电流，它的电流、电压随时间按正弦函数的规律变化，这样的电流称之为正弦式电流

2.2峰值问：如何表示正弦式电流在某一时刻的电流、电压？（i=Imsinωt

u=Umsinωt

）说明：Im、Um分别是电流和电压的最大值，叫做交流的峰值

2.3周期和频率说明：交变电流的大小和方向在不断地变化，我们把交流完成一次周期性变化所用的时间叫做交流的周期，通常用T表示，它的单位是秒。交流在1s内发生周期性变化的次数，叫做交流的频率通常用f表示，它的单位是赫兹，简称赫，符号是Hz。

问：频率和周期有怎样的关系？（T＝1/f）

说明：我国使用的交变电流，频率是50Hz

2.4交流的有效值

说明：交变电流有电压最大值和电流最大值，但如果按照峰值来标志交流的大小，存在许多不合理的因素。例如，在计算用电量时，如果用峰值计算，所得结果必然超过实际用电的数值。因此在描述交流的电压、电流时，要找一个合理的数值，这就是交流电压、电流的有效值。

问：如何求交流电压、电流的有效值呢？（交流的有效值，是根据电流的热效应规定的：把交流和直流分别通过相同的电阻，如果在相等的时间里它们产生的热t相等，我们就把这个直流电压、电流的数值称做交流电压、电流的有效值）

说明：经过实验和理论分析表明正弦交流电的有效值和最大值之间存在着这样的关系：Ie=Im/√2

Ue=Um/√2

说明：在各种使用交变电流的电器设备上，所标注的额定电压、额定电流值，都是交流的有效值。讨论：家用交变电流频率为50赫兹，变化较快，由于人的视觉暂留看不出电灯中电流大小在变化。3.交流能够通过电容器当电容器上两端连接直流电源时，正负电荷聚集在极板上，不能移动，因此电路中不会形成长时间的电流，因此我们说电容器具有隔直流的特点.但当电容器两端连接上交流电压后，当电压升高时，正负电荷在电容器两块极板上聚集，当电压降低时，正负电荷从电容器两块极板上释放，因此能够形成较长时间的电流，我们称电容器具有通交流的特点。3.1特点：隔直流通交流电容器接交流电时，电荷实际上并没有越过两极板间的介质。3.2应用：滤波音频放大

（三）板书设计第三节、交变电流一、交流发电机

1、交变电流：大小和方向都在不断变化的电流

2、直流电流：方向不变的电流称之为直流

二、交流的变化规律

1、波形：正弦曲线2、峰值：最大值Im、Um3、瞬时值:

i=Imsinωt

u=Umsinωt

4、周期T：交流完成一次周期性变化所用的时间

单位：秒

频率f：交流在1s内发生周期性变化次数

单位：赫兹

符号：Hz

换算关系：T＝1/f

5、有效值：电流热效应定义“三同”有效值和最大值之间的关系：（正弦交流电）Ie=Im/√2

Ue=Um/√2

其中Ue、Ie：交流电压、电流的有效值三、交流能够通过电容器

1、电容器特点：隔直流通交流

2、应用：滤波音频放大六、巩固练习1.电的有效值是根据电流的效应来规定的．正弦交流电的有效值与峰值间的关系是U＝、I＝．通常所说的交流电的数值，如果没有特别说明，一般都是指交流电的值．2.国工农业生产和生活用的交流电．频率是______Hz，周期是s，电流方向每秒钟改变次．3.电子元件两极间允许加的最大直流电压是100V，能否给它接上100V的交流电压？为什么？4.一个强磁铁可以判断灯泡中的电流是交流还是直流，请说明你的做法并讲清理由．5.图示正弦曲线,写出其正弦交流电流瞬时值的表达式。七、小结及作业：第2、3题八、教学反思：１、从生活中来，到生活中去交变电流其实对学生来说不陌生，家庭电路中的交流电每天都接触，学生有一定的认识基础。课题通过生活中的家庭用电引入，从学生熟悉的事物入手，这样，既符合他们的认知规律，又使他们有亲切感，感觉物理就在身边，激发兴趣。课上通过观察和推导，理论上分析得到交变电流是按正弦规律变化的，但学生仍感抽象。为了使学生形成的物理表象更加具体化、形象化，课的结尾设计了用示波器显示家庭电路中电流的波形图的实验，既首尾呼应，又重点突出。２、充分应用现代教育媒体传统的教学手段是教师首先演示手摇发电机的实验，学生观察感应电流大小方向随时间变化动画。图象清晰逼真，既有线圈及磁场的立体图又有它的俯视图。把握线圈的转动情况，通过播放动画，学生能同时兼顾电流与线圈位置的关系，使学生身临其境，化抽象为直观，收到良好的教学效果。３、授人以渔古希腊生物学家普罗塔戈说过一句至理名言：头脑不是一个等待填满的容器，而是一支等待点燃的火把。也就是说对学生来说知识技能固然重要，但更重要的是在学习知识和技能的过程中提