3.2交变电流的描述教学设计高二下学期物理人教版选择性

课题3.2交变电流的描述课型新授课1.教学内容分析本节课程是学生在了解交流电的产生过程及交流电瞬时值、峰值的基础上，以正弦式交变电流的瞬时值为载体引入了周期（T）、频率（）、角速度（）的概念，并明确了三者的相互关系，重点在于引出有效值的概念，要求学生理解什么是有效值，并学会常见交变电流有效值的计算方法。了解电感器和电容器对交变电流的作用。2.学习者分析让学生深刻体会了探究实验的模式，培养了学生实事求是的科学态度，乐于探究自然界的奥秘，深刻体验科学家探索自然规律的艰辛与喜悦。3.学习目标确定物理观念∶知道交流电产生过程、以及交流电的瞬时值的表达式并能够解决相关问题。科学思维∶通过交变电流瞬时值的推导，体会物理模型建立在物理规律形成中的作用。科学探究：通过对交变电流产生过程及变化规律的探究，尝试用科学探究及数学分析的方法研究物理问题，认识数学工具在物理学中的应用。科学态度与责任∶有将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探索日常生活有关的物理问题。学习重点难点教学重点：瞬时值、峰值、有效值之间的关系教学难点：有效值的理解与计算5.学习评价设计交流电的瞬时值、峰值、有效值之间到底存在怎样的关系，请同学们讨论一下，通过什么实例可定性地说明它们之间的关系.6.学习活动设计教师活动学生活动环节一：（根据课堂教与学的程序安排）教师活动1周期与频率（完成导学案【合作探究一】及教材52页思考与讨论）周期(T)——交流电完成一次周期性变化所需时间频率(f)——1秒内完成周期性变化的次数（55页练习1）意义：描述周期性变化的快慢关系：T＝1/f，T秒(s)，f赫兹(Hz)转速n(转/秒)，角速度ω(弧度/秒)学生活动1引导学生体会交流电瞬时表达式中的周期、角速度、频率以及转速之间的关系：T=2π/ωf＝ω/2πω＝2π/T＝2πf=2πn提示学生交流电瞬时表达式中的可以用来替代。活动意图说明：矩形线框在匀强磁场中怎样匀速转动时，会在线框中产生正弦式交流电环节二：教师活动2峰值与有效值1、结合交流电的瞬时表达式引导学生认识峰值电动势、峰值电压、峰值电流的概念Em＝NωBSIm＝Em/R总Um＝ImR外2.知道电容器的击穿电压就是“峰值电压”。学生活动2通过简单示例引入有效值的概念。如图所示是通过一个R为1Ω的电阻的电流i随时间变化的曲线。这个电流不是恒定电流。1.怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量？2.如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R，也能在1s内产生同样的热，这个电流是多大？计算过程：活动意图说明让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，而这个恒定电流的电流与电压分别为I、U，我们就把I、U叫作这一交变电流的有效值。环节三：教的活动3正弦式交变电流的公式和图像公式图像：学的活动3下图是一个正弦式交变电流的波形图。根据it图像求出它的周期、频率、电流的峰值、电流的有效值。周期0.2s频率5Hz电流的峰值10A电流的有效值A活动意图说明为了得到交流电压的表达式公式板书设计一、周期和频率二、峰值和有效值三、正弦式交变电流的公式和图像四、电感器和电容器对交变电流的作用8.作业与拓展学习设计1．已知某电阻元件在正常工作时，通过它的电流按如图所示的规律变化，今将这个电阻元件与一个多用电表串联(已调至交变电流电流挡)，则多用电表的读数为()A．5AB．4AC．4eq\r(2)AD．5eq\r(2)A【答案】A2.通有如图所示的交变电流(图中曲线为余弦曲线的一部分)，单匝线圈电阻r＝0.02Ω，则在0～10s内线圈产生的焦耳热为()A．80JB．85JC．90JD．125J【答案】B3.试电笔上的氖管，起辉电压86.6V，若将其接在电压为70.7V（=50√2v）频率为50Hz的交流电路，氖管能发光吗？在1秒内有多少时间发光？引领思考：①70.7V是什么电压？该交流电压最大值为多少？周期又为多少？②交变电流的图象如何？表达式如何？解：①70.7V是有效值氖管会发光（rad/s）②作出交变电流的Ut图U＝Umsinωt＝100sinl00πt伏设电压为70.7V对应时刻为t1代入公式即70.7V＝100sin100πt1t1＝0.0025s由图象对称性知，1个周期氖管发光时间为Δt＝4(t10)＝0.01s1s内有1/0.02=50个周期，则1s内发光时间0.01s×50=0.5s例4.(多选)如图甲、乙两图是电子技术中的常用电路，a、b是各部分电路的输入端，其中输入的交流高频成分用“”表示，交流低频成分用“～”表示，直流成分用“－”表示。关于两图中负载电阻R上得到的电流特征是()A．图甲中R得到的是交流成分B．图甲中R得到的是直流成分C．图乙中R得到的是低频成分D．图乙中R得到的是高频成分【答案】AC9.特色学习资源