【公开课】+交变电流的描述+教学设计高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

精品试卷·第2页（共2页）第三章交变电流第2节交变电流的描述教学设计课型新授课课时2主备人授课人学习目标1、知道交变电流周期、频率的含义及二者之间的关系；知道峰值、有效值的含义及二者之间的关系。能根据交变电流的公式和图像识别周期（频率）、峰值。会用周期（频率）、峰值等物理量通过函数表达式和图像来描述交变电流。2、经历根据交变电流的热效应推导交变电流有效值的过程，体会“等效”的科学方法。3、了解我国家庭电路的频率和电压的有效值。知道家用电器的电压与电流的额定值是有效值。学习重点1、交变电流的有效值的概念；2、用公式和图像描述正弦式交变电流。学习难点交变电流的有效值的概念。学情分析学生在学习圆周运动内容时熟悉周期、频率和角频率ω的含义和它们的物理意义，在数学课程对正弦函数和余弦函数有了深入了解，熟悉它们的图像。用数学表达式和图像描述交变电流对学生容易接受，学习不会遇到很大的困难。有效值概念是本节教学的难点，学生难以把握有效值含义。教学时可以提出如何计算交变电流通过电阻，在电阻产生的热量计算问题引入有效值概念。核心素养1、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。2、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。3、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。4、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。核心知识交变电流周期、频率、峰值、有效值的含义教学内容及教师活动设计（含情景设计、问题设计等内容）学生活动设计二次备课环节一：温故知新矩形线框在匀强磁场中怎样匀速转动时，会在线框中产生式交流电。如果从中性面开始计时，写出通过线框的磁通量、电动势、电流、部分电路电压与时间的函数表达式？画出相应的图像？观察图像，有何特征？环节二：新课教学一、周期和频率的定义1、周期：我们把交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫作它的周期，通常用T表示，单位是秒。2、频率：交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比叫做它的频率。频率通常用f表示，单位是赫兹。或或或思考与讨论：一交变电流的电压随时间的变化图像如图所示，这个交变电流的周期是多少？频率是多少？3、正弦式交流电的周期和频率：①周期：②频率：③一个周期内，电流的方向改变两次。想一想：交流电的电流大小、电压高低随时间不断变化，用瞬时值虽然可以精确的描述交流电，但它是一个变化的量，描述起来并不方便，有没有更方便的方法来描述交流电的电流强弱和电压高低呢？二、正弦式交流电的峰值1、峰值：交变电流的峰值是交变电流在一个周期内所能达到的最大值。思考与讨论：家庭电路中使用交变电流，将灯泡接入电路，灯泡始终发光，亮度不变。但根据交变电流表达式，电流有时为零，有时很小，灯泡功率变化。为何看不到灯泡亮度变化呢？引导学生思考：既然交变电流电流大小一直变化，那么如何计算交变电流流过电阻产生的热量？如果是恒定电流，如何计算热量？老师点拨：热效应是电流最基本的性质，能否通过热效应来比较交流电和直流电的效果。思考与讨论：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？老师总结：如图所示的电流通过1Ω的电阻时，在1s内产生的热量为2.8J，相当于一个电流为1.67A的恒定电流通过这个电阻时，在1s内产生的热量。设问：交流电的效果能否用直流电来等效？举例：用甲、乙图中电炉烧水，设壶材料相同、水质量相等、水的初温相同。若直流电源用10分钟把水烧开，交流电源也用10分钟把水烧开。老师点拨：通电相同的时间，产生相同的热量，意味着消耗了相同的电能，电流做了相同的功。对于用电器来讲，该段时间内交流电和直流电的效果是一样的，所以交流电在这段时间内的电功、电热、电功率、热功率可以用直流电的等效值来计算。三、有效值1、有效值的定义：如果一个交流电和一个直流电分别通过同样的电阻，在交流电的一个周期内二者产生的热量相等，那么这个直流电的电压U和电流I就成为交流电的有效值。2、理论计算表明正弦交流电的有效值与峰值有如下关系：3、有效值的应用:①计算电功、功率或电热时必须用交流电的有效值；②交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值；③保险丝的熔断电流是有效值；④交流电压表、电流表测量的数值是有效值。四、正弦式交变电流的公式和图像3、我国市电（生活用电）的表达式：总结：市电的规律环节三:拓展学习：电感器和电容器对交变电流的作用视频演示：电感器对直流电和交流电的影响教师总结：1、电感器对交变电流的作用①感抗：由于线圈与交变电流之间的电磁感应作用所引起的阻碍作用，这叫感抗。②线圈的自感越大、交流的频率越高，线圈的感抗就越大。③电感器的作用：通直流，阻交流；通低频，阻高频。视频演示：电容器对直流电和交流电的影响教师总结：2、电容器对交变电流的作用①在交流电路中，电容器持续进行充放电，电路中持续存在充放电电流，所以电容器对交流电有导通作用。②容抗：电容器的电容越大，交流的频率越高，电容器对交流的阻碍作用就越小，即容抗越小。③电容器的作用：隔直流，通交流；通高频，阻低频。思考问题并回答理解周期和频率的含义关系学生思考，回答。引发学生思考，有没有用不变量表示交流电的方法？学生思考讨论。引导学生进行计算。学生明确：交流电热效应的直流等效值有非常重要的意义。学生明确：从有效值的定义看，“有效”指的是热效应的等效。学生加深对有效值的理解，明确无特别说明时提到的交变电流的数值是指有效值。学生讨论得出市电的：周期、频率、峰值、有效值。观察发现：电感器对直流电的阻碍作用不明显；对交流电则有明显的阻碍作用。观察发现：电容器对直流电有隔断作用；对交流电则有导通作用。板书设计3.2交变电流的描述1.周期∶交变电流完成一次周期性变化所需的时间，符号∶T，单位是秒（S）2.频率∶交变电流一秒内完成周期性变