《电工技术基础与技能》教案 教学单元设计6-任务1-电容器的基本概念；任务2-正弦交流电的基本物理量与测量

教学单元设计教学单元：电路的基础知识与基本测量课程类型理实一体课时安排4课时教学目标知识目标能力目标教学难重点教学难点：正弦交流电瞬时值概念的理解角频率和相位概念的理解旋转矢量概念的理解教学重点：正弦交流电的基本概念正弦交流电的三要素矢量图的画法教学项目（任务）设计项目（任务）1：正弦交流电的基本概念1课时项目（任务）2：正弦交流电的基本物理量与测量2课时项目（任务）3：正弦交流电的表示法1课时教学反思

任务1-电容器的基本概念课时安排1课时教学场所一体化实训室项目教学目标1．理解正弦交流电的基本概念。2．了解正弦交流电的瞬时值与波形图项目（任务）知识点1．正弦交流电的基本概念。2．交流电瞬时值与波形图。教学方法与教学设计教学准备：用示波器或多媒体演示直流电压和正弦交流电压的波形，引导学生分析正弦交流电与直流电波形各自的特点。从而引出本节课的学习内容——正弦交流电。教学过程：教学环节1：正弦交流电的基本概念教师活动：教师可利用多媒体或用示波器演示正弦交流电的波形；引导学生说说电压或电流随时间变化的规律学生活动：学生可根据多媒体展示或示波器演示的波形图，在教师的引导下总结正弦交流电与直流电的区别，进一步了解非正弦交流电的基本概念，同时可联系已经学过的知识进行拓展。知识点：正弦交流电：大小和方向都随时间按正弦规律作周期性变化的交流电。非正弦交流电：大小和方向随时间不按正弦规律变化的，如矩形波、三角波等。教学环节2：正弦交流电的瞬时值与波形图教师活动：教师可利用多媒体或用示波器演示正弦交流电的波形，说明在任一瞬间，交流电都有确定的大小和方向。学生活动：学生可在教师的引导下学习瞬时值的概念和表示方法。知识点：1．瞬时值：交流电的电压或电流在变化过程的任一瞬间，都有确定的大小和方向，叫做交流电的瞬时值。交流电的瞬时值通常用小写字母表示，如u、i、e、p等分别表示电压、电流、电动势、功率的瞬时值。2．波形图：在直角坐标系中，用横坐标表示时间t，纵坐标表示交流电的瞬时值，把某一时刻t和与之对应的u或i作为平面直角坐标系中的点，用光滑的曲线把这些点连接起来，就得到交流电u或i随时间变化的曲化，即波形图。通过波形图可以直观地了解电压或电流随时间变化的规律。课堂小结1．正弦交流电的基本概念。2．交流电瞬时值与波形图。作业布置课堂练习教材中思考与练习第1、2题课后作业“学习辅导与练习”同步训练中的6.1

任务2-正弦交流电的基本物理量与测量课时安排2课时教学场所一体化实训室项目教学目标1．理解最大值、有效值的概念，明确其测量方法，掌握它们之间的关系。2．理解周期、频率和角频率的概念，明确其测量方法，掌握它们之间的关系。3．理解相位、初相和相位差的概念，掌握它们之间的关系。项目（任务）知识点1．正弦交流电的最大值、有效值及它们之间的关系。2．正弦交流电的周期、频率、角频率及它们之间的关系。3．正弦交流电的相位、初相和相位差。4．交流电压、交流电流与频率的测量。5．正弦交流电的三要素。教学方法与教学设计教学准备：展示正弦交流电压波形图，然后引导学生同直流电相比，要完整地描述交流电，必须从变化范围、变化快慢和变化的起点三方面来进行，从而引出本节课的学习内容——正弦交流电的基本物理量与测量。教学过程：教学环节1：正弦交流电的最大值和有效值教师活动：教师可利用展示的正弦交流电压波形图，讲解最大值和有效值的概念、正确表示方法及它们之间的关系，同时说明最大值和有效值在实际应用中的重要意义。然后利用实物或多媒体演示，讲解测量交流电压和交流电流大小的仪器和方法。学生活动：学生可根据正弦交流电压波形图，在教师的引导下学习最大值和有效值的基本概念、表示方法及它们之间的关系，同时学习交流毫伏表、钳形电流表、万用表和示波器等仪器仪表测量交流电的方法。知识点：1．最大值：正弦交流电在一个周期内所能达到的最大数值，称为交流电的最大值，又称振幅、幅值或峰值，通常用带下标m的大写字母表示。最大值可以用来表示正弦交流电变化的范围。2．有效值：交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的。让交流电和直流电分别通过同样阻值的电阻，如果它们在同一时间内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值，分别用I、U、E来表示电流、电压、电动势的有效值。3．有效值与最大值之间的关系为有效值＝最大值提示：各种使用交流电的电气设备上所标的额定电压和额定电流的数值指的是有效值；一般的交流电流表和交流电压表测量的数值，也都是指有效值。如通常说照明电路的电压是220V，便指的是有效值。教学环节2：正弦交流电的周期、频率和角频率教师活动：教师可利用正弦交流电压波形图，讲解频率、周期和角频率的基本概念、表示方法及它们之间的关系，并给学生以一定的练习。然后可通过实物或多媒体演示，讲解测量频率所需的仪器和方法。学生活动：学生可在教师的引导下，通过认真听讲与练习，学习并掌握频率、周期和角频率的基本概念、表示方法及它们之间的关系，并进行适当的练习。同时在教师的指导下学习测量频率所需的仪器和方法。知识点：1．周期：正弦交流电完成一次周期性变化所需要的时间，称为正弦交流电的周期，通常用字母T表示，单位是秒，符号为S。2．频率：正弦交流电在1秒内完成周期性变化的次数，称为正弦交流电的频率，通常用f表示，单位是赫（兹），符号为Hz。频率的常用单位还有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。1kHz＝103Hz，1MHz＝106Hz3．周期、频率与角频率之间的关系为：f＝，＝＝2f提示：我国供电系统中，交流电的频率是50Hz，习惯上称为“工频”，周期为0.02s。世界多数国家交流电频率都是50Hz，如欧盟各国等，但也有不少国家如美国、加拿大、日本等交流电的频率为60Hz。教学环节3：正弦交流电的相位、初相和相位差教师活动：教师可利用正弦交流电压波形图，讲解相位、初相和相位差的基本概念、表示方法及它们之间的关系，并给学生以一定的练习。学生活动：学生可在教师的引导下，通过认真听讲与练习，学习并掌握相位、初相和相位差的基本概念、表示方法及它们之间的关系，并进行适当的练习。知识点：1．相位：相当于角度的量t+0对于确定交流电的大小和方向起着重要作用，称为正弦交流电的相位。2．初相：t＝0时的相位，称为初相位，简称初相，用字母0表示。3．相位差：两个同频率的正弦交流电的相位之差称为正弦交流电的相位差，用表示。即＝（t+01）-（t+02）＝01-02，可见，两个同频率的交流电的相位差等于它们的初相之差。相位差确立了两个正弦量之间的相位关系（超前或滞后）。特殊的相位关系有：同相、反相和正交。4．正弦交流电的三要素：有效值（或最大值）、频率（或周期、角频率）和初相。课堂小结1．正弦交流电的最大值、有效值及它们之间的关系。2．正弦交流电的周期、频率、角频率及它们之间的关系。3．正弦交流电的相位、初相和相位差。4．交流电压、交流电流与频率的测量。5．正弦交流电的三要素。作业布置课堂练习教材中的思考与练习题1、2题课后作业“学习辅导与练习”同步训练中的6.2

任务3-正弦交流电的表示法课时安排２课时教学场所一体化实训室项目教学目标1．理解正弦交流电的旋转矢量表示法。2．了解正弦交流电解析式、波形图、矢量图的相互转换。项目（任务）知识点1．正弦交流电的三种表示法。2．有效值矢量图的画法。教学方法与教学设计教学准备：从复习正弦交流电的三要素与瞬时值表达式（解析式）及波形图之间的关系出发，让学生明白解析式和波形图是正弦交流电的两种基本表示方法，它们都能完整地反映正弦交流电的三要素，但为了方便对同频率的正弦交流电进行加、减运算，在本节中将引入矢量图表示法。教学过程：教学环节1：解析式与波形图表示法教师活动：教师可通过复习的形式，让学生自行回忆总结正弦交流电解析式和波形图的表示方法，从而给出较完整的解析式和波形图的概念，并加以适当的练习。学生活动：学生可通过回忆，复习正弦交流电解析式和波形图的表示方法，并了解解析式和波形图较完整的概念，做一些练习加以巩固。知识点：1．解析式表示法：用正弦函数式表示正弦交流电随时间变化的关系的方法称为解析式表示法。其表达式为瞬时值＝最大值sin（角频率t+0）。2．波形图表示法：用正弦曲线表示正弦交流电随时间变化的关系的方法，简称波形图。注意点：通过波形图可以解读初相位的正负，如果波形图的起点在纵坐标的正方向，即起点为正值，则初相为正；如果波形图的起点在纵坐标的负方向，即起点为负值，则初相为负。教学环节2：矢量图表示法教师活动：教师可通过多媒体演示正弦量的旋转矢量表示法，引导学生理解旋转矢量、旋转矢量的起始位置及有效值矢量表示法，同时提供适当的练习。学生活动：学生可在教师的引导下，结合多媒体演示，学习并理解旋转矢量、旋转矢量的起始位置，掌握有效值矢量表示法，并做一些练习。知识点：旋转矢量：是一个在直角坐标系中绕原点旋转的矢量，它是相位随时间变化的矢量。旋转矢量通常用大写字母上加