高中物理 第五章第2节描述交变电流的物理量教案 新人教版选修3-2

用心 爱心 专心 1 选修选修 3 23 2 第五章第第五章第 2 2 节节 描述交变电流的物理量描述交变电流的物理量 教学设计教学设计 一 教材分析一 教材分析 本节教学要让学生知道 上节用图像对交变电流的描述是全面的 细致的 由于交变电 流的电压 电流等的大小和方向都随时间做周期性变化 就需要一些特殊的物理量来描述它 在变化中的不同方面的特征 这就是本节要提到的描述交变电流的物理量 二 教学目标二 教学目标 1 知识目标 1 理解交变电流的周期 频率含义 掌握它们相互间关系 知道我国生产和生活用电的 周期 频率 的大小 2 理解交变电流的最大值和有效值的意义 知道它们之间的关系 会应用正弦式交变电 流有效值公式进行有关计算 3 能利用有效值定义计算某些交变电流的有效值 2 能力目标 1 培养学生阅读 理解及自学能力 2 使学生理解如何建立新的物理概念而培养学生处理解决新问题能力 3 培养学生应用数学工具处理解决物理问题的能力 3 情感 态度和价值观目标 1 由用电器铭牌 可介绍我国近几年的经济腾飞 激发学生爱国精神和为建设祖国发奋 学习的精神 2 让学生体会对称美 三 教学重点难点三 教学重点难点 重点 交流电的有效值 最大值 频率 周期的理解 难点 1 交变电流有效值概念既是重点又是难点 通过计算特殊形式的交变电流的有 效值来体会和掌握它的定义 2 交变电流瞬时值确定使学生感到困难 通过例题分析使学生学会借助数学工具处理 解决物理问题的能力 四 学情分析四 学情分析 学生是教学过程中的主体 这个时候的学生已经知道了交变电流的一些特点和一些描述 物理量 但是大多数学生的抽象思维和空间想象能力还比较低 对物理现象和知识的理解 判断 分析 和推理常常表现出一定的主观性 片面性 和表面性 这就要求在教学过程中 合理安排 指导和引导学生突出重点 突破难点 提高学生分析 归纳 及抽象思维能力 五 教学方法五 教学方法 1 启发式综合教学法 2 学案导学 见后面的学案 六 课前准备六 课前准备 1 学生的学习准备 结合学案预习本节内容 2 教师的教学准备 教具的准备 投影仪 交流发电机模型 演示电流表 学案的准 备 七 课时安排七 课时安排 1 课时 八 教学过程八 教学过程 1 1 预习检查 预习检查 用心 爱心 专心 2 检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑 使教学具有了针对性 2 2 情景导入 展示目标 情景导入 展示目标 教师提出问题 下面各个图的不同 大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流 简称交流电 如图所示 b c e 所示电流都属于交流 其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流 如图 b 所 示 而 a d 为直流 其中 a 为恒定电流 通过看图 要想知道不同类型电流不同方面的特点 需要知道描述交流电的物理量 从 而引入本节内容 3 3 合作探究 精讲点拨 合作探究 精讲点拨 探究一 表征交变电流大小物理量 指导学生阅读教材 通过小组讨论明确该问题 瞬时值 对应某一时刻的交流的值 用小写字母表示 eiu 峰值 即最大的瞬时值用大写字母表示 m E m I m U NSBEm R E I m m 注意 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时 所产生感应电动势的峰 值为 即仅由匝数 线圈面积 磁感强度和角速度四个量决定 与 NSBEm NSB 轴的具体位置 线圈的形状及线圈是否闭合都是无关的 有效值 意义 描述交流电做功或热效应的物理量 定义 跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值 正弦交流的有效值与峰值之间的关系是 2 m U U 2 m I I 注意 正弦交流的有效值和峰值之间具有 的关系 非正弦 或余弦 2 m U U 2 m I I 交流无此关系 但可按有效值的定义进行推导 如对于正负半周最大值相等的方波电流 其 热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的 因而其有效值即等于其最大值 即 m II 交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值 交流电流表和交流电压表的读数 是有效值 对于交流电若没有特殊说明的均指有效值 在求交流电的功 功率或电热时必须用交流电的有效值 交流电的有效值计算 21 QQ 用心 爱心 专心 3 峰值 有效值 平均值在应用上的区别 峰值是交流变化中的某一瞬时值 对纯电阻电路来说 没有什么应用意义 若对含电容 电路 在判断电容器是否会被击穿时 则需考虑交流的峰值是否超过电容器的耐压值 交流的有效值是按热效应来定义的 对于一个确定的交流来说 其有效值是一定的 而 平均值是由公式确定的 其值大小由某段时间磁通量的变化量来决定 在不同的 t nE 时间段里是不相同的 如对正弦交流 其正半周或负半周的平均电动势大小为 而一周期内的平均电动势却为零 在计算交流通过电阻产生的 nBs T Bsn E 2 2 2 热功率时 只能用有效值 而不能用平均值 在计算通过导体的电量时 只能用平均值 而 不能用有效值 在实际应用中 交流电器铭牌上标明的额定电压或额定电流都是指有效值 交流电流表 和交流电压表指示的电流 电压也是有效值 解题中 若题示不加特别说明 提到的电流 电压 电动势都是指有效值 探究二 表征交变电流变化快慢的物理量 周期 电流完成一次周期性变化所用的时间 单位 s T 频率 一秒内完成周期性变化的次数 单位 Z f 角频率 就是线圈在匀强磁场中转动的角速度 单位 rad s 角速度 频率和周期的关系 T f 2 2 探究三 疑难辨析 交流电的电动势瞬时值和穿过线圈面积的磁通量的变化率成正比 当线圈在匀强磁场中 匀速转动时 线圈磁通量也是按正弦 或余弦 规律变化的 若从中性面开始计时 时 0 t 磁通量最大 应为余弦函数 此刻变化率为零 切线斜率为零 时 磁通量为零 4 T t 此刻变化率最大 切线斜率最大 因此从中性面开始计时 感应电动势的瞬时表达式是正 弦函数 如上图 a b 所示分别是和 t m cos tEe m sin 4 4 反思总结 当堂检测 反思总结 当堂检测 教师组织学生反思本节课的内容 并总结学到的知识 利用学案进行当堂检测 引导学生构 建知识框架并反馈学习情况 5 5 发导学案 布置预习 发导学案 布置预习 九 板书设计九 板书设计 用心 爱心 专心 4 描述交变电流的物理量 一 表征大小的物理量 1 瞬时值 2 峰值 3 有效值 二 表征变化快慢的物理量 1 周期 2 频率 3 角频率 三 疑难解析 峰值 有效值 平均值在应用上的区别 十 教学反思十 教学反思 本节课的教学设计体现了新课程理