《交变电流》教学设计

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1、《交变电流》教学设计一、教学目标：1、知识与技能（1）理解交变电流的产生，区别交流和直流。（2）理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。（3）掌握交变电流的变化规律，会写出交变电流的瞬时值表达式，会用图象表示，理解峰值的含义。2、过程与方法（1）结合演示实验，体会交直流电的区别，采取由感性到理性，由定性到定量逐步深入的方法，导出交变电流的变化规律。（2）运用数学规律，研究解决物理问题。3、情感、态度与价值观（1）体现实验乐趣，进一步提高对新问题的观察、分析和推理能力。（2）通过对物理规律的定性、定量的推导，体验探究发现的乐趣，培养探究物理规律

2、的能力。二、教学重点：交变电流产生原理和变化规律，中性面，瞬时值，峰值。三、教学难点：对交变电流产生原理的理解。四、教学方法：讲授法、演示实验、小组讨论五、教学流程巩固练习六、教学过程（一）引入：介绍19世纪美国交直流大战，引入交流电。（直流电：爱迪生，交流电：尼古拉。特斯拉）演示实验:1、观察直流和交变电流的波形图实验电路如图所示。实验器材：示波器、滑动变阻器、电池(3V)、开关及导线。实验操作：①X轴扫描置于“10～100Hz”挡，调节扫描线成一直线并与横坐标轴重合。②Y轴衰减置于×10挡，把“DC、AC”开关置于“DC”位置。③闭合开关S

3、，滑片P自N向M移动，要以看到扫描线为一直线且向上(如电池极性与图中相反则向下)移动。④将图中的电池改为学生电源的交流输出，电压选择2V或3V，把“DC、AC”开关置于“AC”位置。调节滑片自N向M至适当位置，调节Y轴增益旋钮及X轴扫描频率微调旋钮，使屏幕出现1～2个周期的正弦波形。另外，也可以直接观察示波器内提供的50Hz正弦交流波形。2、观察教学发电机发出的交变电流目的：通过演示实验，使学生从感性角度认识交、直流的区别。实验装置：如图所示。用两个不同颜色的发光二极管连接在教学用发电机的两端，观察两个发光二极管的发光情况。实验操作：实验时开始

4、摇动发电机的速度要慢，可以观察到两个发光二极管轮流发光的情况；转速微微加快，两个发光二极管几乎同时闪闪发光，就分不出先后了。注意事项：转速加快后电压增高，可能烧坏发光二极管，所以，有必要在电路中串联一个保护电阻(约330Q，电阻的大小只影响发光二极管的亮度)，防止发光二极管被烧坏。（二）交变电流的产生首先通过介绍手摇发电机的模型告诉学生实际发电机要复杂的多，我们学习的是抽象出来的理想化模型，介绍教科书图5．1—3。用问题链的方式引导学生分析线圈转动1周中电动势和电流的变化，问题的安排有一定的梯度，逐步深入，以降低学习难度，突破这节难点。具体问题

5、设置如下：①教科书图5．1—3中，矩形线圈转动过程中，哪些边会产生电动势?②只有AB、CD边产生电动势，怎样由立体图画出平面图?注意在平面图基础上分析后续问题。③在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动?在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动?④当线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中的电流最大?这些位置磁通量及磁通量的变化率等还有什么特点?⑤大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，从E流向F的电流记为正，反之为负。在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻。在这一环节：学生通过上一章的

6、学习，是可以用楞次定律、法拉第电磁感应定律这些基本原理解决新情境下的这些问题的，同时运用数学图象对物理量随时间的变化情况进行定性描述。（三）交变电流的规律对中学生来说，本节要接受许多新名词。如交变电流、正弦式电流、中性面、瞬时值、峰值(以及下一节的有效值)等。要让学生明白这些名词的准确含义是有一定难度的。例如，交变电流从广义上讲，是方向和大小随时间做周期性变化的电动势、电压和电流的统称。而对中性面的理解，要让学生明确：①中性面是指与磁场方向垂直的平面，此时线圈中的磁通量最大。②当线圈位于中性面时，线圈中感应电动势为0。③当线圈再次转过中性面时，

7、感应电动势的方向改变。1.推导公式e=Emsint问题情景：如图5—4所示。在磁感应强度B的匀强磁场中，矩形线圈逆时针绕中轴匀速转动，角速度为。图中标a的小圆圈表示线圈ab边的横截面，标d的小圆圈表示线圈cd边的横截面，ab、cd长度为L1，ad、bc长度为L2，设线圈平面从中性面开始转动。则经时间t①线圈与中性面的夹角是多少?②ab边的速度多大?③ab边速度方向与磁场方向夹角多大?④ab边产生的感应电动势多大?⑤线圈中感应电动势多大?引导学生分析：①线圈的角速度是，经过时间t它与中性面的夹角是t。②ab边绕中心轴做匀速圆周运动，角速度是，转动

8、半径为，所以ab边的速度是。③ab边速度方向与磁场方向夹角与线圈从中性面转过的角度相同；也是t。④ab边产生的感应电动势e1=BL1sint。⑤线圈中