高中物理-交变电流教学设计学情分析教材分析课后反思

【教材】高中物理选修3—2人民教育出版社【内容】第五章第1节交变电流【适用年级】高中二年级教学设计【课型】新授课【课标解读】普通高中物理课程标准要求:正弦式交变电流的原理是基于电磁感应的基本规律，所以本章是上一章电磁感应和楞次定律的延续和发展，是电磁感应理论的具体应用。【高考考试说明】=1\*ROMANI级要求【学情分析】从知识角度看，交变电流的产生和变化规律是本章的重点，又是电磁感应、楞次定律、导体在磁场中切割磁感线运动、右手定则、安培定则等一系列知识的进一步具体应用，跟生产和生活实际有密切的联系，是学生综合应用电磁学知识分析、解决问题，提高能力的物理情景。本节内容相对于直流电而言，最大特点就是"变"，对于变化的物理量学生往往会感到困难，特别是第一次接触这么多的新名词，如：交变电流、正弦式电流、中性面、瞬时值、峰值等，如何让学生清楚地理解这些概念，掌握交流电的变化规律，是处理好这节课的关键。从情感角度后，生活在现代社会的我们，交变电流是生活和生产中最常见的电流，是我们最亲密的朋友。如果没有了交流电，我们的生活会受到好多负面影响。所以倡导节约电能也是我们这节课的一个小目标。在高考中的地位：交变电流是高考中常考的一个知识点，多以选择题型出现。这一类的题目看上去简单但是易错易失分，所以初学时将每一个基本概念、规律和物理模型讲到位，让学生真正理解。【教材分析】教材第一部分，首先借助演示实验，引入交流和直流的概念。这部分内容是整节课的切入点，直观简单，比较容易接受。接着通过问题链引导学生探究交变电流的产生过程，和交变电流的变化规律。这部分内容，对中学生来说，需要接受大量新名词。如交变电流、正弦式电流、中性面、瞬时值、峰值等。要让学生明白这些词的准确含义是有一定难度的。例如，对中性面的理解，要让学生明确：=1\*GB3①中性面是指与磁场方向垂直的面，此时线圈中磁通量最大。=2\*GB3②当线圈位于中性面时，线圈中感应电动势为零。=3\*GB3③当线圈再次转过中性面时，感应电动势的方向改变最后在科学漫步中，介绍了交流发电机。这部分的拓展阅读材料中旨在开阔学生的眼界，在一定程度上满足了学生的好奇心、求知欲，同时抛砖引玉，为学生打开思路和视野，探寻更多问题开启了一扇门。整节内容逻辑线索清晰，知识内容、科学方法和情感教育并重，很好地体现了新课程的理念和精神。【教学目标】学习目标：1、能根据电流(或电压)的波形图，分清交变电流和直流电．2、会分析线圈转动一周中电动势和电流的方向变化，能对交变电流的产生有比较清楚的认识。3、会写出交变电流的变化规律及表示方法。能说出峰值、瞬时值的含义。能力目标：（1）掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）.（2）培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力.（3）培养学生运用数学知识解决处理物理问题的能力.3、情感、态度和价值观目标结合实际情况培养学生理论联系实际的思想.【教学重点、难点】重点是运用电磁感应的基本知识，配合相应的演示实验，分析交变电流的产生过程，认识交变电流的特点和规律。难点是交变电流瞬时值的推导。【评价目标】1．借助演示实验，引入交流和直流的概念，完成教学目标1；2．通过自制模具配合图片结合复习和合作探究完成教学目标2；3．通过教师创设情境，将大梯度问题肢解成多个小梯度问题完成教学目标3；【教学方法】实验演示、逻辑推理，自主思考、合作探究、即时评价。【教具准备】手摇交流发电机，灵敏电流计，多匝矩形线圈，自制单匝线圈，用发光二极管观察交流电的视频【教学过程】交变电流的产生交变电流的产生借助演示认清概念科学漫步交流发电机交变电流的变化规律交流、直流问题链引导电枢+磁极定子+转子交变电流的【导学案】高二物理交变电流3.15学习重点：交变电流的概念，交变电流的产生学习难点：交变电流的变化规律以及交流电的图象课前准备：感应电流的方向的两种判断方法感应电动势的大小的两种求法知识点一交变电流一．交变电流1．交变电流：和随时间做周期性变化的电流．2．直流：不随时间变化的电流．知识点二交变电流的产生1.矩形线圈在匀强磁场中绕磁感线的轴匀速转动时产生正弦交变电流。2.特殊位置矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，将经过两个特殊位置，其特点分别是：①中性面：与匀强磁场磁感线垂直的平面叫。线圈平面处于跟中性面重合的位置时；(a)线圈各边都不切割磁感线，即感应电流；(b)磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以磁通量，磁通量的变化率.(c)交变电流的方向在中性面的两侧是。②线圈平面处于跟中性面垂直的位置时，线圈平面平行于磁感线，磁通量为，磁通量的变化率，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变.知识点三交变电流的规律探究一：正弦交变电流的数学表达式如图甲、乙所示，N匝矩形线圈abcd，其边长分别为ad＝L1，ab＝L2，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO′以角速度ω匀速转动，从中性面开始计时，1.利用图乙和所学知识推导出t时刻的电动势表达式.2.线圈产生的感应电动势在何时取最大值？此最大值为多少？3.设线圈的总电阻为r，则线圈中电流的瞬时值表达式为？4.把此线圈当做电源给外电阻R供电，则路端电压的表达式为？若线圈从中性面开始计时，上述表达式又是怎样的？【优化训练】1．如图所示表示交变电流的图象是()2．一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则下列说法中正确的是()A．t＝0时刻线圈平面与中性面垂直B．t＝0时刻线圈平面与中性面平行C．t＝0.02秒时刻，交流电动势达到最大D．该线圈相应的交流电动势图象如图乙所示3．一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311V，线圈在磁场中转动的角速度是100πrad/s。(1)写出感应电动势的瞬时值表达式。(2)若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路中的总电阻为100Ω，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式。在t＝eq\f(1,120)s时电流强度的瞬时值为多少？4．一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生交流电压为u＝220eq\r(2)sin100πtV，则…()A．它的频率是50HzB．当t＝0时，线圈平面与中性面重合C．电压的平均值是220VD．当t＝eq\f(1,200)s时，电压达到最大值5．交流发电机工作时的电动势的变化规律为e＝Emsinωt，如果转子的转速n提高1倍，其他条件不变，则电动势的变化规律将变化为()A．e＝Emsin2ωtB．e＝2Emsin2ωtC．e＝2Emsin4ωtD．e＝2Emsinωt参考答案：1．CD2.A3．解析：因为电动势的最大值Em＝311V，角速度ω＝100πrad/s，所以电动势的瞬时值表达式是e＝311sin100πtV。根据欧姆定律，电路中电流强度的最大值为Im＝eq\f(Em,R)＝eq\f(311,100)A＝3.11A，所以通过负载的电流强度的瞬时值表达式是i＝3.11sin100πt。当t＝eq\f(1,120)s时，电流的瞬时值为i＝3.11sin(100π·eq\f(1,120))＝3.11×eq\f(1,2)A＝1.56A。4．ABD5.B【教材】高中物理选修3—2人民教育出版社【内容】第五章第1节交变电流【适用年级】高中二年级学情分析知识层面：1.通过前面3-1的学习，学生对直流电有深的认识，但是对交流的认识还只是局限于生活中的常见电器，比较肤浅，对两种电流的区别不明确.2.通过对3-2第四章电磁感应的学习，学生掌握了（1）产生感应电流的条件（2）判断感应电流方向的两种方法（3）两种情况下的感应电动势大小的求解。正弦式交流电产生的原理是基于电磁感应的基本规律，所以本章是前一章节的延续和发展，是电磁感应理论的具体应用。认知规律层面：1.由于是在上学期期末学习的电磁感应的知识，当时时间紧张，学生掌握的不是很透彻，再加上中间间隔的时间很长，学生对这节课需要用到的知识很生疏。可是本节课的知识量很大，又没有过多的课堂时间给学生复习前叙知识。需要课前留够复习时间。2.对于交变电流的产生及变化规律，用手摇发电机来说明，涉及到了两条边切割磁感线，需要讨论两条边所产生电动势的大小和方向，问题抽象而又复杂，所以要为学生准备一些视频，提高学生的兴趣，准备模型，把抽象的问题具体化。情感体验层面：交变电流这一节整个第五章难度最大的一节，学生很容易走神，卡壳，因此，教师应通过创设情境，培养学生发现问题、思考问题、交流讨论、协作解决问题和表达的能力，既要鼓励学生独立思考，有自己的看法和视角，又要鼓励小组合作，培养团体合作的意识。通过适当引导，搭建合理的台阶，给学生充分的思考、交流与展示的机会，让学生自己逐步地获取新知，体验到学习的愉悦与成就感。【教材】高中物理选修3—2人民教育出版社【内容】第五章第1节交变电流【适用年级】高中二年级效果分析我的分析：主要从学生的课堂表现、导学案完成情况、评价量表、课后作业完成情况、课外探究活动情况几方面分析教学效果。一．学生的课堂表现：课堂上主要采用启发引导式教学，抛出问题，引导学生自主或小组合作探究解决，突出了教师的主导和学生的主体。学生在各个教学环节上基本都能完成相关任务，这说明问题的设置符合学生的知识水平和探究能力，自主探究与小组讨论的设计合理。课堂上学生能够积极参与，动脑动手，在小组讨论的环节中，其实有很多学生对自己的结论不太自信，通过与别人的交流进一步加深了对知识的掌握，这比老师直接给出结果要好很多，同时也很好地锻练了学生的思维能力和知识综合应用的能力。二．导学案完成情况及评价量表分析导学案是课堂学习的辅助工具，在不同的课型中有不同的设置，主要呈现的是问题，以引导学生的思考和学习。课下收齐了学生的导学案，一看课堂内容的完成情况，二看当堂检测完成情况，三看学生填写的收获尤其是还存在的疑惑，四看评价量表。通过分析发现以下问题：1．第一个目标中，利用图像辨析交直流的习题全体通过，说明学生课堂精力集中。2．特殊位置的分析析，第一个位置和第二个位置集体分析，通过学生的集体回答可见，第一个位置，学生很茫然，第二个已基本能独立思考，第三、四个先自己独立思考，再由小组讨论，基本都能达到共识。个别知识点是很容易出现错误认识，因此当学生这一问题暴露出来，对全体学生都有一个重新辨析的机会，教学效果是好的。通过检测题2的情况，此题正答率人数为34,错误的一部分学生是没有认真审题，另一部分是在理解上有遗漏，知识掌握不全面，整体看这个目标的达成度还是很好的。三．课后作业及课外活动等延续性学习活动分析课后作业完成情况良好，反应了学生的学习效果良好，同时学生对课本的阅读和所提供的课外探究活动表现出了极大的兴趣，各个活动都有部分同学进行深入探究，通过上网查阅资料，总结了相关的知识和规律，并形成文字材料或PPT，既通过自己的学习活动收获了知识，同时通过课堂展示，让其他同学也学习了相关知识。这样做既给了有物理学习兴趣的，学有余力的同学更多的学习空间和展示机会，让他们拓展了视野，同时主动地解决了难点知识，另外，知识由他们讲出，学生听得更认真，教师再适当归纳提升，这样整体效果更好。本节课的整体效果：教学目标达成度高，不同层次的学生均有收获。整体学习效果良好超过80%，教学的知识目标达成度非常好，课堂上充分体现了教师的“主导”和学生的“主体“地位，学生运用已有知识解决新问题，注重了科学研究方法的教育。学生的学习参与度高，课堂内外的活动都有很好的组织合作。根据知识难度安排的自主探究和小组合作探究，使不同程度的学生都能体会学习的愉悦和成就感。学生思维积极活跃，有认知冲突，有交流碰撞，参与和合作意识都得到了很大的锻炼和提高。三．为后续学习的展开留下了探索空间，好的教育是一种智慧的启迪。其实在设计时参考了很多以往教学及其他同行的教学设计，从后续的教学情况来看，这样做的效果还是非常好的，因此教学一定不要追求一步到位，而是要遵从学生的认知规律，让知识逐渐生成，水到渠成。总之，本节课的教学设计紧紧围绕目标，重点突出，遵循学生的认知规律，教学效果显著。当然还有值得改进的地方，在以后的后续教学中定能加以优化提高。【教材】高中物理选修3—2人民教育出版社【内容】第五章第1节交变电流【适用年级】高中二年级《交变电流》教材分析一.教材地位和作用正弦式交变电流的原理是基于电磁感应的基本规律，所以本章是上一章电磁感应和楞次定律的延续和发展，是电磁感应理论的具体应用。另一方面，本节知识是全章的理论基础，由于交变电流与直流不同，因此，对各种元件的作用也不同。正因为交变电流的特殊性，才有了变压器及其广泛的应用。所以本节内容有承上启下的作用。从知识角度看，交变电流的产生和变化规律是本章的重点，又是电磁感应、楞次定律、导体在磁场中切割磁感线运动、右手定则、安培定则等一系列知识的进一步具体应用，跟生产和生活实际有密切的联系，是学生综合应用电磁学知识分析、解决问题，提高能力的物理情景。本节内容相对于直流电而言，最大特点就是"变"，对于变化的物理量学生往往会感到困难，特别是第一次接触这么多的新名词，如：交变电流、正弦式电流、中性面、瞬时值、峰值等，如何让学生清楚地理解这些概念，掌握交流电的变化规律，是处理好这节课的关键。从情感角度看，生活在现代社会的我们，交变电流是生活和生产中最常见的电流，是我们最亲密的朋友。如果没有了交流电，我们的生活会受到好多负面影响。所以倡导节约电能也是我们这节课的一个小目标。在高考中的地位：交变电流是高考中常考的一个知识点，多以选择题型出现。这一类的题目看上去简单但是易错易失分，所以初学时将每一个基本概念、规律和物理模型讲到位，让学生真正理解。二.教材内容分析教材第一部分，首先借助演示实验，引入交流和直流的概念。这部分内容是整节课的切入点，直观简单，比较容易接受。接着通过问题链引导学生探究交变电流的产生过程，和交变电流的变化规律。这部分内容，对中学生来说，需要接受大量新名词。如交变电流、正弦式电流、中性面、瞬时值、峰值等。要让学生明白这些词的准确含义是有一定难度的。例如，对中性面的理解，要让学生明确：=1\*GB3①中性面是指与磁场方向垂直的面，此时线圈中磁通量最大。=2\*GB3②当线圈位于中性面时，线圈中感应电动势为零。=3\*GB3③当线圈再次转过中性面时，感应电动势的方向改变最后在科学漫步中，介绍了交流发电机。这部分的拓展阅读材料中旨在开阔学生的眼界，在一定程度上满足了学生的好奇心、求知欲，同时抛砖引玉，为学生打开思路和视野，探寻更多问题开启了一扇门。整节内容逻辑线索清晰，知识内容、科学方法和情感教育并重，很好地体现了新课程的理念和精神。三.教材对比：过去，我们常先分析矩形线圈在匀强磁场中转动时产生的感应电流，得知这个电流的大小和方向在不断变化，由此引入交流电的概念。这样的理论分析还是比较抽象的，对于现在的高中生来说，从墙面插座孔中获得电流早就习以为常，那么，这样的电流与手电筒的电流有什么不同吗？这算是一个很自然的问题。课本通过传感器和计算机（或者）示波器展现两种电流变化的不同情况，通过图像的对比，先了解什么是交变电流，而后再学习交变电流是怎样产生的。有利于学生在感性认识的基础上再做理性分析，达到降低教学难度的效果四.教学重难点分析重点是运用电磁感应的基本知识，配合相应的演示实验，分析交变电流的产生过程，认识交变电流的特点和规律。难点是交变电流瞬时值的推导。突破方法：将大问题肢解成多个小问题，然后利用自制模型辅助，将抽象问题形象化，最终解开学生疑惑。五.教学建议及课时安排：教学设计应紧紧围绕目标展开，知识重点是交变电流的教学，对于交流发电机的电刷和线圈平面不从特殊位置开始计时等相关知识不宜过多展开。科学漫步部分的教学旨在激起学生对交流电探索的兴趣和热情，有了兴趣，学生自然会主动去进一步探究，因此知识上，不要急于给学生总结太多规律性的东西，追求一步到位。好的教学要留有余地，开启学生的智慧，激起好奇心和求知欲，给学生方向和方法，让他们自己找到。课时安排：1课时新授课，1课时学生探究巩固活动展示课（具体活动参见教学设计后）【教材】高中物理选修3—2人民教育出版社【内容】第五章第1节交变电流【适用年级】高中二年级评测练习1．下图所示的4种电流随时间变化的图中，属于交变电流的有()2．一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时()A．线圈平面与磁感线方向平行B．通过线圈的磁通量达到最大值C．通过线圈的磁通量变化率达到最大值D．线圈中的电动势达到最大值一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化规律如图所示，下列说法中正确的是（

）A．t1时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大B．t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D．每当e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的电动势为e＝Emsinωt．若将线圈的转速加倍，其它条件不变，则产生的电动势为（

）A．Emsin2ωtB．2EmsinωtC．2EmsintD．2Emsin2ωt5．如图所示是一个正弦交变电流的i－t图象，根据这一图象，以下说法正确的()A．i＝2sin0.4tAB．i＝2sin5πtAC．i＝0.1s时，线圈平面与磁感线平行D．t＝0.1s时，线圈平面与磁感线垂直【教材】高中物理选修3—2人民教育出版社【内容】第五章第1节交变电流【适用年级】高中二年级课后反思交变电流的知识，既是前面学过的电磁感应知识的拓展和延伸，又与生产和生活有着密切的联系，具有广泛的应用，对于学生来说，学好这部分知识，既是对电磁感应知识的深化和巩固，又是理论联系实际，学习现实生活中的物理知识。但是，本节课的难点是学生对于交变电流没有形象的认识，只有一个模糊的概念，因此本人在这节课中充分采用了实验演示、理论分析、数学推导相结合的方法，把抽象的概念形象化，把复杂的问题简单化，充分使本节课的内容有利于学生自主学习，发挥他们的主观能动性。本节课成功之处：1.整堂课师生互动的无障碍性：运用不间断的发问驱动思维，提问次数多，提问方式灵活多变，回答方式不拘一格，群问群答为主，以理论分析的形式带动全班互动；通过点名提问保持注意力集中，同时通过与发言学生的互动诱发思考：或帮助学生明确错误的原因，或提醒学生时时注意规范；期间穿插轻松话题调节课堂气氛。提问时机把握到位：在学生有疑处、在学生思维中断处、在相异构想形成处、在学生注意力分