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高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册1 交变电流教案
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这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册1 交变电流教案，共4页。教案主要包含了交变电流，交变电流的产生，交变电流的变化规律等内容，欢迎下载使用。
课 题
人教版(2019)高中物理·选择性必修·第二册
第三章 第1节 交变电流
课 型
新授课☑ 复习课□ 试卷讲评课□ 其他课
授课班级
授
授课时间
教学内容分析
课标要求：
2.2.4通过实验，认识交变电流。能用公式和图像描述正弦交变电流。
教材分析：
在生产生活中普遍使用交变电流，而正弦式交变电流又是最简单和最基本的交变电流。正弦式交变电流的产生是基于电磁感应的相关知识，所以本章是前一章的延续和发展，是电磁感应理论的具体应用。由于交变电流与直流不同，各种元件在交变电流和直流电路中的作用也不同。正因为交变电流的特殊性，才有了变压器及其广泛的应用。所以，本节内容起到了承上启下的作用。
学情分析
学习了第二章后，学生已经掌握了电磁感应原理，包括用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向，导体棒切割磁感线计算电动势。学生理解磁通量的含义，会用楞次定律分析感应电流的方向，导体棒速度方向与磁场方向不垂直时，会分解速度求感应电动势的大小。这些知识的具备能够让学生判断交流发电机电流方向和计算电动势大小。但学生对这些知识的运用仍不熟练，教师在教学过程中要注意对学生指导。交流发电机模型是在三维空间中的模型，学生接触更多的是二维平面图，教师要对学生详细指导，演示如何从三维立体图转换为二维图。学生具备一定的空间想象能力，但直观大型实物更能帮助他们去建立电动机模型，判断电流方向。
核心素养
物理观念∶通过实验观察电压（电流）波形，理解交变电流和直流的区别。
科学思维∶经历建立正弦交变电流的模型，会用右手定则和法拉第电磁感应定律推理得到正弦交变电流的方向和大小，体会建立模型与推理分析的思维方法。
科学探究：理解交变电流的产生过程，会分析电动势和电流方向的变化规律。
科学态度与责任∶了解发电机是将机械能转化为电能的装置，各种发电机的区别在于机械能产生的形式不同。
教学准备
多媒体课件、示波器，干电池，学生电源，导线若干。
活动设计
教学内容
教师活动
学生活动
评价任务
环节一：新课导入
动一：演示实验
用示波器或电压传感器先观察电池供给的电压的波形，再观察学生电源交流挡供给的电压的波形。
（1）这两种波形各有什么特点？
（2）总结交流和直流的含义？
电流、电压大小和方向也随时间做周期性变化，这样的电流叫作交变电流。
方向不随时间变化的电流称为直 流 。
多媒体PPT给出问题。
教师演示学生观察思考问题。
引导学生总结出交流与直流的含义。
观察思考问题，结合教材回答问题。
评价学生的观察能力及表达能力。
环节二：新课教学
活动一：观察交变电流的方
把两个发光颜色不同的发光二极管并联，注意使两者正、负极的方向不同，然后连接到教学用发电机的两端。转动手柄，两个磁极之间的线圈随着转动。观察发光二极管的发光情况。
实验现象说明了什么？
教师演示课本上的演示实验，学生观察思实验现象，从现象中说明了什么问题。
。
总结实验现象，学生发现了什么。
评价学生的观察能力及表达能力。
活动二：交变电流的产生
问题：手摇式发电机产生的电流是不是交变电流？他是不是周期性变化的呢？
简化模型如图（一匝线圈）
自主合作探究电流方向：
1.活动准备
在一本书的四个角分别标记A、B、C、D字母，书籍四个边当作矩形线框四个边。让书籍绕中间轴线转动。
2.实验过程
两名同学合作.一名同学手持书籍，绕中心轴线匀速缓慢转动，甲→乙→丙→丁→甲，另一名同学用楞次定律判断这四个过程中线圈中电流方向，以及甲乙丙丁这四个位置的电流特点。两名同学交换角色，验证电流方向判断结果是否一致。
问题、请同学们注意观察，电流方向发生改变时，线圈在哪个位置？
介绍交流发电机构造。
巡视学生小组活动情况。
演示电流方向。
学生聆听教师介绍发电机装置，观看演示实验，注意电流方向的变化情况。
学生动手验证理论与实验结论是否一致。
评价学生的动手能力及学生应用知识的能力（楞次定律）。
活动三：交变电流的变化规律
交变电流是由于磁通量发生变化产生，电流大小取决于感应电动势大小。
问题1：线圈在磁场中绕轴转动，产生的是哪一种感应电动势？
问题2：如何求电动势大小？
AB边长为L，BC边为d，角速度为ω，线圈共N匝。
问题1：矩形线框哪些边切割磁感线？
问题2：从A看向B，画出平面示意图。
问题3：AB边和CD边产生的电动势各是多少？
问题4：AB和CD产生的电动势方向有何关系？
问题5：线圈产生的总电动势是多大？
交变电流规律：
e =NBSωsin(ωt)
Em=NBSω
e=Emsin(ωt)
u=Umsin(ωt)
i=Imsin(ωt)
思考与讨论：
1.在中性面，磁通量最大.电动势、电流有何特点？
2.线圈与磁场平行时，磁通量有何特点？电动势、电流有什么特点？
Ppt展示其他形式的交流电
指导学生如何从立体图转化为平面图，详细分析，注意磁感线、线框、速度方向等。
PPT上展示问题。
巡视学生小组活动情况。
分组讨论问题，得出相关问题的结论，派代表做出回答。
评价学生的交流与合作能力以及学生思维能力及表达能力。
环节三：课堂练习 交流发电机
播放视频：旋转电枢式发电机和旋转磁极式发电机的视频
提出问题：
（1）这两种发电机有何不同？
（2）转子和定子是什么含义？
（3）旋转磁极式发电机有何优势？
（4）交流发电机中的能量是如何转化的？
（1）展示问题。
（2）播放视频，巡视学生的阅读情况。
学生阅读教材及观看视频并回答相关问题。
评价学生的自主学习能力及归纳总结能力。
环节四：课堂小结
学到了什么？
引导学生小结
小组讨论，总结本节课得失
环节五：作业布置
课后习题1-4题。
主板书设计
3.1 交变电流
一、交变电流
1.直流电：电流方向不变
2.交变电流：电流方向发生变化
正弦交变电流：电流按正弦规律变化
二、交变电流的产生
1.构造：
2.原理：法拉第电磁感应定律
三、交变电流的变化规律
e =NBSωsin(ωt)
e=Emsin(ωt)
u=Umsin(ωt)
i=Imsin(ωt)
中性面：Φ为零，e、i最大。
教学反思
课 题
人教版(2019)高中物理·选择性必修·第二册
第三章 第1节 交变电流
课 型
新授课☑ 复习课□ 试卷讲评课□ 其他课
授课班级
授
授课时间
教学内容分析
课标要求：
2.2.4通过实验，认识交变电流。能用公式和图像描述正弦交变电流。
教材分析：
在生产生活中普遍使用交变电流，而正弦式交变电流又是最简单和最基本的交变电流。正弦式交变电流的产生是基于电磁感应的相关知识，所以本章是前一章的延续和发展，是电磁感应理论的具体应用。由于交变电流与直流不同，各种元件在交变电流和直流电路中的作用也不同。正因为交变电流的特殊性，才有了变压器及其广泛的应用。所以，本节内容起到了承上启下的作用。
学情分析
学习了第二章后，学生已经掌握了电磁感应原理，包括用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向，导体棒切割磁感线计算电动势。学生理解磁通量的含义，会用楞次定律分析感应电流的方向，导体棒速度方向与磁场方向不垂直时，会分解速度求感应电动势的大小。这些知识的具备能够让学生判断交流发电机电流方向和计算电动势大小。但学生对这些知识的运用仍不熟练，教师在教学过程中要注意对学生指导。交流发电机模型是在三维空间中的模型，学生接触更多的是二维平面图，教师要对学生详细指导，演示如何从三维立体图转换为二维图。学生具备一定的空间想象能力，但直观大型实物更能帮助他们去建立电动机模型，判断电流方向。
核心素养
物理观念∶通过实验观察电压（电流）波形，理解交变电流和直流的区别。
科学思维∶经历建立正弦交变电流的模型，会用右手定则和法拉第电磁感应定律推理得到正弦交变电流的方向和大小，体会建立模型与推理分析的思维方法。
科学探究：理解交变电流的产生过程，会分析电动势和电流方向的变化规律。
科学态度与责任∶了解发电机是将机械能转化为电能的装置，各种发电机的区别在于机械能产生的形式不同。
教学准备
多媒体课件、示波器，干电池，学生电源，导线若干。
活动设计
教学内容
教师活动
学生活动
评价任务
环节一：新课导入
动一：演示实验
用示波器或电压传感器先观察电池供给的电压的波形，再观察学生电源交流挡供给的电压的波形。
（1）这两种波形各有什么特点？
（2）总结交流和直流的含义？
电流、电压大小和方向也随时间做周期性变化，这样的电流叫作交变电流。
方向不随时间变化的电流称为直 流 。
多媒体PPT给出问题。
教师演示学生观察思考问题。
引导学生总结出交流与直流的含义。
观察思考问题，结合教材回答问题。
评价学生的观察能力及表达能力。
环节二：新课教学
活动一：观察交变电流的方
把两个发光颜色不同的发光二极管并联，注意使两者正、负极的方向不同，然后连接到教学用发电机的两端。转动手柄，两个磁极之间的线圈随着转动。观察发光二极管的发光情况。
实验现象说明了什么？
教师演示课本上的演示实验，学生观察思实验现象，从现象中说明了什么问题。
。
总结实验现象，学生发现了什么。
评价学生的观察能力及表达能力。
活动二：交变电流的产生
问题：手摇式发电机产生的电流是不是交变电流？他是不是周期性变化的呢？
简化模型如图（一匝线圈）
自主合作探究电流方向：
1.活动准备
在一本书的四个角分别标记A、B、C、D字母，书籍四个边当作矩形线框四个边。让书籍绕中间轴线转动。
2.实验过程
两名同学合作.一名同学手持书籍，绕中心轴线匀速缓慢转动，甲→乙→丙→丁→甲，另一名同学用楞次定律判断这四个过程中线圈中电流方向，以及甲乙丙丁这四个位置的电流特点。两名同学交换角色，验证电流方向判断结果是否一致。
问题、请同学们注意观察，电流方向发生改变时，线圈在哪个位置？
介绍交流发电机构造。
巡视学生小组活动情况。
演示电流方向。
学生聆听教师介绍发电机装置，观看演示实验，注意电流方向的变化情况。
学生动手验证理论与实验结论是否一致。
评价学生的动手能力及学生应用知识的能力（楞次定律）。
活动三：交变电流的变化规律
交变电流是由于磁通量发生变化产生，电流大小取决于感应电动势大小。
问题1：线圈在磁场中绕轴转动，产生的是哪一种感应电动势？
问题2：如何求电动势大小？
AB边长为L，BC边为d，角速度为ω，线圈共N匝。
问题1：矩形线框哪些边切割磁感线？
问题2：从A看向B，画出平面示意图。
问题3：AB边和CD边产生的电动势各是多少？
问题4：AB和CD产生的电动势方向有何关系？
问题5：线圈产生的总电动势是多大？
交变电流规律：
e =NBSωsin(ωt)
Em=NBSω
e=Emsin(ωt)
u=Umsin(ωt)
i=Imsin(ωt)
思考与讨论：
1.在中性面，磁通量最大.电动势、电流有何特点？
2.线圈与磁场平行时，磁通量有何特点？电动势、电流有什么特点？
Ppt展示其他形式的交流电
指导学生如何从立体图转化为平面图，详细分析，注意磁感线、线框、速度方向等。
PPT上展示问题。
巡视学生小组活动情况。
分组讨论问题，得出相关问题的结论，派代表做出回答。
评价学生的交流与合作能力以及学生思维能力及表达能力。
环节三：课堂练习 交流发电机
播放视频：旋转电枢式发电机和旋转磁极式发电机的视频
提出问题：
（1）这两种发电机有何不同？
（2）转子和定子是什么含义？
（3）旋转磁极式发电机有何优势？
（4）交流发电机中的能量是如何转化的？
（1）展示问题。
（2）播放视频，巡视学生的阅读情况。
学生阅读教材及观看视频并回答相关问题。
评价学生的自主学习能力及归纳总结能力。
环节四：课堂小结
学到了什么？
引导学生小结
小组讨论，总结本节课得失
环节五：作业布置
课后习题1-4题。
主板书设计
3.1 交变电流
一、交变电流
1.直流电：电流方向不变
2.交变电流：电流方向发生变化
正弦交变电流：电流按正弦规律变化
二、交变电流的产生
1.构造：
2.原理：法拉第电磁感应定律
三、交变电流的变化规律
e =NBSωsin(ωt)
e=Emsin(ωt)
u=Umsin(ωt)
i=Imsin(ωt)
中性面：Φ为零，e、i最大。
教学反思
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