河北省新乐市第一中学高中物理《交变电流》教学设计方案

河北省新乐市第一中学高中物理《交变电流》教学设计方案

‎《交变电流》教学设计方案 ‎ 一.教学目标：‎ ‎1、知道交变电流和正弦式交变电流的定义；‎ ‎2、知道什么是中性面，中性面的特点；‎ ‎3、掌握正弦交变电流的产生原理；‎ ‎4、掌握正弦交变电流的变化规律和三角函数表达式；‎ ‎5、了解几种常见交变电流的波形；‎ ‎6、了解交流发电机的构造。‎ 二.教学重点：‎ ‎1、中性面的特点； 2、正弦交变电流的产生原理；‎ ‎3、正弦交变电流的变化规律、图象和三角函数表达式。‎ 三.教学难点：‎ ‎1、正弦交变电流的产生原理；‎ ‎2、正弦交变电流的变化规律、图象和三角函数表达式。‎ 四.教学工具：‎ 手摇单相发电机、小灯泡、示波器、多媒体教学课件、电流计 五.教学手段：‎ 本节授课时采用了实验演示与数学推导相结合的方法，特别是学生对交变电流在这之前没有认真认识，对它只有一个模糊的概念，通过演示实验可让学生对交流电的产生有一感性认识，并对交流电的变化规律有更好的理解。‎ 教学方法可采用老师指点，学生自学、讨论、推导总结，另方面也采用演示、观察、分析、探究等，培养学生知识迁移、活学活用的能力。‎ 六.教学过程：‎ ‎1、做演示实验一：通过演示实验一“模型发电机”得出交流电的定义，并用多媒体课件展示该实验，使学生对交变电流有一感性认识，从而理解交变电流的定义；‎ ‎2、正弦交流电的产生原理：‎ ‎①将发电机模型通过图片、多媒体课件等展示给学生，让学生对发电机有简单的认识；‎ ‎②做课本演示实验二：闭合线圈在匀强磁场中匀速转动时电流计指针的偏转，让学生对正弦交流电有更深的理解，并得出电流方向的改变位置；‎ ‎③给出中性面的概念及其特点：‎ a、概念：平面线圈垂直于磁感线时，平面线圈所处的位置即为中性面；‎ b、特点：通过线圈的磁通量最大，线圈各边都不切割磁感线，感应电动势为0；‎ c、从分析演示实验二可得：线圈每次经过中性面电流计指针偏转方向改变一交，即：线圈每次经过中性面电流方向改变一次；因而线圈转动一周，线圈中的电流改变两次；‎ ‎3、交变电流变化规律的推导：‎ 交变电动势的瞬时值表达式的推导：（ 从中性面开始计时（图中虚线位置），如图单匝线圈abcd，设ab=cd=L，ad=bc=d，线圈以角速度ω绕垂直于磁场的对称轴以角速度ω匀速转动，经过一段时间t转至图中实线所示位置。‎ a(b)‎ a(b)‎ d(c)‎ d(c)‎ θ O V V B ‎（1）图示时刻ab边和cd边电流的方向如何？‎ ab边电流垂直平面向里，cd边电流垂直平面向外；‎ ‎（2）ab边和cd边产生的电动势是如何连接的？‎ 串联的，因而回路总电动势为两边产生的电动势相加；‎ ‎（3）线圈转过的角度与时间的关系：θ=ωt ‎（4）推导出右图位置时的感应电动势e的表达式为：‎ e＝BLdωsinθ＝BLdωsinωt＝BSωsinωt 若线圈匝数为N，则感应电动势为e＝NBSωsinωt＝Emsinωt ‎5、正弦交变电流的变化规律：‎ ‎①表达式：i＝e/R＝Imsinωt(A)‎ ‎②式中电流i是不同时刻的不同数值，叫电流的瞬值；‎ ‎③式是Im为电流所能达到的最大值，叫电流的最大值；‎ ‎④电阻R流过正弦交变电流时其两端电压的表达式为：u＝Umsinωt(V)；‎ ‎6、正弦交变电流的电动势e、电流i、电阻两端电压u随时间变化的图象：‎ e O t 正弦交流电电动势随时间变化规律图象 T i O t 正弦交流电电流随时间变化规律图象 T u O t 正弦交流电流过电阻R时，电阻两端电压随时间变化规律图象 T ‎7、介绍几种交变电流及其波形图：‎ ‎8、发电机的构造及工作原理：‎ ‎9、课堂小结：‎ 本节课主要学习了以下几个问题：‎ ‎①矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生正弦式交变电流。‎ ‎②从中性面开始计时，感应电动势瞬时值的表达式为 e＝NBSωsinωt，感应电动势的最大值为Em＝NBSω。‎ ‎③中性面的特点：磁通量最大为Φm，但e=0。‎ ‎10、课堂练习及课后作业：‎ 七.教学设计理念：‎ 学生在高中对物理的学习内容应当是现实的，有意义的，富有挑战性的，本节内容的教学将有利于学生主动的进行观察、实验、推理与交流,‎ ‎ 采用不同的表达方式，以满足多样化的学习需求。高中物理的学习活动不能单纯的依赖模仿与记忆，动手实践，自主探索与合作交流是学习的一种重要方式。因而本教学的设计着重让教师能够通过本教案在教学过程中应用比较简单和直观的课件使学生更快地掌握相关知识点，让学生学会主动学习。‎