2024-2025学年高中物理 第五章 交变电流 1 交变电流（2）教学设计 新人教版选修3-2

2024-2025学年高中物理第五章交变电流1交变电流（2）教学设计新人教版选修3-2课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、设计思路亲爱的小伙伴们，今天咱们要开启一段关于交变电流的奇妙之旅！🚀在这节课里，我们将一起探索交变电流的世界，揭开它的神秘面纱。我会通过一系列生动有趣的实验和实例，让大家直观地感受到交变电流的魅力。让我们一起走进物理的殿堂，感受科学的乐趣吧！🎉🎓在接下来的时间里，咱们将循序渐进地了解交变电流的基本概念、特点及其应用，力求让每一个知识点都深入人心。准备好了吗？咱们这就出发！🏃‍♂️🏃‍♀️二、核心素养目标分析本节课旨在培养学生的物理学科核心素养，包括以下几个方面：首先，通过探究交变电流的产生原理，提升学生的科学探究能力；其次，通过分析交变电流的特性，增强学生的科学思维能力；再者，通过联系实际应用，提高学生的科学应用意识和创新能力；最后，通过小组合作学习，培养学生的团队协作和沟通能力。通过这些活动，学生能够将物理知识与实际生活相结合，形成科学的世界观。三、学习者分析1.学生已经掌握的相关知识：

学生们在进入本节课之前，已经具备了一定的电学基础知识，包括直流电的基本概念、电路的基本定律等。此外，他们对电磁感应的基本原理也有所了解，这为理解交变电流的形成机制奠定了基础。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

高中学生对物理学科普遍保持较高的兴趣，尤其是与日常生活紧密相关的物理现象。他们在学习过程中表现出较强的逻辑思维能力，能够通过观察、实验和推理来理解物理概念。学习风格上，学生既有喜欢独立思考的，也有偏好合作学习的，因此在教学过程中需要兼顾这两种风格。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

在理解交变电流的产生和特性时，学生可能会遇到以下困难：一是交变电流的方向变化不易直观理解；二是交流电的频率和周期等概念较为抽象；三是交变电流在实际应用中的复杂电路分析可能让学生感到困惑。为了克服这些挑战，教学中应注重通过实验和实例帮助学生建立直观形象，同时通过分层教学和小组讨论来提高学生的理解和应用能力。四、教学资源-软硬件资源：示波器、交流电源、电流表、电压表、电阻器、电感器、变压器等实验器材

-课程平台：学校物理实验室管理系统、在线教学平台

-信息化资源：交变电流动画演示软件、交变电流特性模拟软件、相关物理教育视频资源

-教学手段：实物演示、多媒体课件、互动式教学软件、小组讨论、实验报告撰写五、教学过程一、导入新课

同学们，今天我们要一起探索一个充满活力的物理世界——交变电流。在上一节课中，我们了解了交变电流的产生原理，那么接下来，我们就来深入探讨一下交变电流的特性及其应用。

二、新课讲授

1.交变电流的基本特性

（1）首先，我们来看一下交变电流的基本特性。同学们，还记得我们在上一节课中学到的交流电的产生原理吗？它是通过线圈在磁场中旋转产生的。那么，交流电的方向是如何变化的呢？我们一起通过实验来观察。

（2）接下来，我会展示一个交变电流的实验装置，通过观察电流表指针的摆动，我们可以看到电流的方向是周期性变化的。这就是交变电流的第一个基本特性——方向变化。

（3）那么，交流电的电压又是如何变化的呢？同学们，你们能猜到吗？让我们一起通过实验来验证。

（4）在实验过程中，我们会发现电压也是周期性变化的，而且它的变化规律与电流的变化规律相同。这就是交变电流的第二个基本特性——电压变化。

2.交变电流的有效值

（1）同学们，虽然我们知道交流电的方向和电压都在变化，但是我们在实际应用中通常使用一个固定的数值来表示交流电的大小，这个数值就是交流电的有效值。

（2）那么，什么是有效值呢？有效值是指交流电在一个周期内产生的热效应与直流电相同的电流或电压值。

（3）为了让大家更直观地理解有效值，我会通过一个实验来演示。在这个实验中，我们会比较相同电压的交流电和直流电在加热电阻丝时产生的热量。

（4）通过实验，我们可以得出结论：交流电的有效值与直流电的数值相同。

3.交变电流的频率和周期

（1）同学们，除了有效值，我们还需要了解交流电的频率和周期。

（2）频率是指交流电每秒钟变化的次数，单位是赫兹（Hz）。

（3）周期是指交流电完成一次完整变化所需的时间，单位是秒（s）。

（4）频率和周期是相互关联的，它们之间的关系是：频率等于周期的倒数。

4.交变电流的应用

（1）同学们，了解了交变电流的特性后，我们来看看它在实际生活中的应用。

（2）首先，交变电流在电力系统中扮演着重要角色。它可以通过变压器进行电压的升降，方便我们使用。

（3）其次，交变电流在家用电器中也有着广泛的应用，如照明、家电设备等。

（4）最后，交变电流在通信、医疗等领域也有着重要的应用。

三、课堂练习

为了巩固今天所学的知识，我将给大家出一道练习题。请同学们在规定时间内完成，并互相讨论、交流。

四、课堂小结

今天我们学习了交变电流的基本特性、有效值、频率和周期，以及其在实际生活中的应用。希望大家通过这节课的学习，能够对交变电流有一个更深入的了解。

五、课后作业

为了进一步巩固所学知识，请大家完成以下课后作业：

1.阅读课本相关章节，总结交变电流的基本特性。

2.查找资料，了解交变电流在实际生活中的应用。

3.设计一个简单的交变电流实验，并记录实验数据。

同学们，让我们一起努力，将所学知识运用到实际生活中，为我们的未来打下坚实的基础！🌟📚六、教学资源拓展1.拓展资源：

（1）交变电流的历史发展：介绍交变电流的发现历程，从法拉第的电磁感应实验到特斯拉和爱迪生的直流电与交流电之争，让学生了解交变电流的发展脉络。

（2）交变电流在通信领域的应用：探讨交变电流在无线电通信、卫星通信等方面的应用，以及相关技术的发展。

（3）交变电流在家用电器中的使用：分析交变电流在照明、家电设备等领域的应用，以及其对人们生活的影响。

（4）交变电流在工业生产中的应用：介绍交变电流在电动机、变压器、电弧炉等工业设备中的应用，以及其在提高生产效率中的作用。

2.拓展建议：

（1）阅读相关物理科普书籍，如《物理的故事》、《电磁世界》等，了解交变电流的历史背景和相关科学家的生平事迹。

（2）关注科技新闻，了解交变电流在现代科技领域的新发展，如5G通信、新能源汽车等。

（3）参观科技馆或博物馆，实地感受交变电流在生活中的应用，如电力系统、家电设备等。

（4）参与实验探究活动，设计并实施交变电流的实验项目，如自制简易变压器、研究交流电的热效应等。

（5）参与小组讨论，就交变电流在不同领域的应用展开研究，撰写研究报告，分享学习心得。

（6）关注国内外学术期刊，阅读与交变电流相关的研究论文，拓宽知识视野，提高科学素养。七、内容逻辑关系①交变电流的产生原理：

-重点知识点：电磁感应、磁场、线圈旋转

-重点词句：法拉第电磁感应定律、磁通量、感应电动势

②交变电流的基本特性：

-重点知识点：电流方向、电压变化、周期、频率

-重点词句：交流电、正弦波形、周期性变化、角频率

③交变电流的有效值：

-重点知识点：有效值的定义、热效应比较、均方根值

-重点词句：有效值、均方根、热效应、RMS（RootMeanSquare）

④交变电流的频率和周期：

-重点知识点：频率与周期的关系、单位换算

-重点词句：频率（Hz）、周期（s）、角频率（ω）

⑤交变电流的应用：

-重点知识点：电力系统、家用电器、工业设备

-重点词句：变压器、电动机、电弧炉、电力传输

⑥交变电流的测量与防护：

-重点知识点：测量工具、安全规范、防护措施

-重点词句：电流表、电压表、绝缘材料、接地保护八、课堂小结，当堂检测课堂小结：

同学们，今天我们一起探索了交变电流的奥秘，从它的产生原理到基本特性，再到实际应用，我们走过了充实而有趣的一课。现在，让我们来回顾一下今天所学的主要内容：

1.我们首先了解了交变电流的产生原理，它是通过线圈在磁场中旋转产生的，这个过程遵循法拉第电磁感应定律。

2.接着，我们学习了交变电流的基本特性，包括电流方向和电压的变化，以及它们的周期性和频率。

3.为了更准确地描述交流电的大小，我们引入了有效值的概念，它是交流电在一个周期内产生的热效应与直流电相同的电流或电压值。

4.我们还讨论了交变电流的频率和周期，以及它们之间的关系。

5.最后，我们探讨了交变电流在电力系统、家用电器和工业设备中的应用。

当堂检测：

为了检测大家对今天所学内容的掌握情况，我将出几道题目供大家练习：

1.下列哪个不是交变电流的基本特性？（A）电流方向的变化（B）电压的变化（C）电流和电压的同步变化（D）电流和电压的相位差

2.交流电的有效值与它的最大值之间的关系是？（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.交流电的频率单位是什么？（A）毫安（B）伏特（C）赫兹（D）欧姆

4.下列哪个设备不是利用交变电流工作的？（A）变压器（B）电动机（C）电池（D）电弧炉