5.1 交变电流教学设计

《交变电流》教学设计
一、教材分析
交变电流知识对生产和生活关系密切，有广泛的应用，考虑到高中阶段只对交流电的产生、描述方法、基本规律作简要的介绍，这些知识是已学过的电磁感应的引伸，所以在教学过程中对开阔学生思路、提高能力是很有好处的。
为了适应学生的接受能力，教材采取从感性到理性、从定性到定量逐渐深入的方法讲述这个问题.教材先用教具演示矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生交流电，以展示交流电是怎样产生的.并强调让学生观察教材图5．１－３所示线圈通过甲、乙、丙、丁四个特殊位置时，电流表指针变化的情况，分析电动势和电流方向的变化，这样学生就会对电动势和电流的变化情况有个大致的了解.然后让学生用右手定则独立分析线圈中电动势和电流的方向.这样能充分调动学生的积极性,培养学生的观察和分析能力.
关于交变电流的变化规律,教材利用上章学过的法拉第电磁感应定律引导学生进行推导,得出感应电动势的瞬时值和最大值的表达式,进而根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律推出电流与电压瞬时值与最大值的表达式.
二、教学目标
1、知识目标
（1）知道什么是交变流电。并理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面.
（2）掌握交变电流的变化规律，及表示方法.
（3）知道几种常见的交变电流。如正弦式交变电流、锯齿形交变电流、矩形脉冲电流。
2、能力目标
（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，得出交变电流的变化规律。
（2）通过实验探究讨论，研究解决物理问题。
3、情感、态度和价值观目标
（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）通过实验探究，体验探究发现物理规律的乐趣，培养探究物理规律的能力。
三、教学重点难点
重点：1、交变电流产生的物理过程的分析.
难点：１、交变电流的变化规律及分析.
四、学情分析
学生已经学习了电磁感应，理解了导体切割磁场会产生电动势。在此基础上学习交变电流，对于理解还是很符合学生的认知规律的。但这是新的概念，鉴于学生接受能力的不同，讲解时还需详细，加强引导。更是采用多媒体教学的手段，以便更直观更立体的让学生接受。
五、教学方法
演示+探究讨论+归纳
1.通过矩形线圈在匀强磁场中匀速转一周的实物演示，特殊位置结合任一位置分析，使学生理解交变电流产生原理及变化规律.
2.利用导体切割磁场线产生E感方法，分析得交流电的变化规律.
六、教学过程
1、新课引入
师：我们很小的时候就知道有一位电学方面的发明家，大家知道我说的是谁吗？
生：爱迪生
师：对，就是爱迪生，他是一位很伟大的发明家，改变了我们的生活方式，但是他却有一次大的失败，有人知道是什么事吗？
师：就是电流之战。特斯拉用自己的交变电流打败了爱迪生的直流电。今天的我们在生活和工业上大多数使用的都是交表电流。那么我们今天就来学习什么是交变电流，它又是如何产生的。
新课：
师：我们先来观察两个实验现象：
这是一个示波器。他能够显示电流情况，旁边的学生电源为我们提供直流电，和交流电，我们把直流和交流分别接入示波器，观察他们有什么不同？
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“10～100 Hz”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，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2 V或3 V，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。
我们先接入直流，把示波器调到直流档，接通电流，这就是直流的图像
现在我们接交流，把示波器调到交流档，接通电流，这就是交变电流的图像。这是我们的第一个实验。
我们再来看第二个实验
2、观察教学发电机发出的交变电流
这是一台手摇发电机，所产生电流与我们生活用电是相同的，我们用灵敏电流表观察他所产生的电流
实验装置：如图所示。用灵敏电流表连接在教学用发电机的两端，观察电流表的偏转情况

师：哪位同学来说说，你通过观察到的现象。得到了什么？
生：我看到了示波器接直流时，没什么变化。但是接交流电时，出现了一个正弦图像。
师：很好，观察很细心，你们都观察到了吗？还有同学观察到其他现象吗
生：手摇发电机转动时，电流表指针左右偏转。
师，很好，那实验现象说明了什么？
生：............
生：直流与交流不一样，直流的电流方向不变。交流的方向在不停的改变
师：那这样变化是杂乱无章的吗？
生：正负在不停的变换，且周期性变化。
师：很好，我们工业用电和生活用电都是发电机产生的这种方向随时间做周期性变化的。
而这样方向随时间做周期性变化的电流就叫交变电流，简称交流（AC）；方向不随时间变化的电流称为直流（DC）。
2、交变电流的产生
师：那有的同学就会想了交变电流为什么在不停的改变呢，他又是如何产生的呢？我们一起来探究交变电流的产生过程。
师：我们桌子上是一个简易的发电机模型，通过转动线圈模拟发电机的发电过程，带着这几个问题小组共同探究讨论。
注意：为了更清楚的探究发电过程，我们只研究一匝线圈，我们在探究时只研究线圈转一圈的过程，并为了防止混淆，只抓住AB这一条边研究。
（1）甲到乙转动时的AB边电流方向；丙到丁转动时的AB边电流方向如何？
（2）线圈转的什么位置时没有电流？转到什么位置时电流最大？他们磁通量各为多大？
（3）转到什么位置时电流方向发生改变？







引导学生探究生电过程............

师：XX小组，请你们来解答第一个问题，并演示你们是怎么探究出来的？
生：从甲到乙转动时，电流B到A，从丙到丁转动时，电流是A到B，
师：你们是怎么判断的？
生：右手定则
师：有同学用其他方法吗？
生：楞次定律，增反减同
师：那转的什么位置时没有电流？转到什么位置时电流最大？
生：线圈与磁场方向垂直没有电流，磁通量最大；线圈与磁场方向平行时，电流最大，磁通量为零。
师：为什么没有电流或是电流最大呢？
师：很好，那什么位置电流方向改变了？
生：线圈与磁场方向垂直
师：非常棒。我们发现在线圈与磁场方向垂直位置磁通量最大，但是电流为零，且在这个位置上电流方向发生改变，这个与磁场方向垂直的面。我们称它为中性面。与磁场平行的这个面上电流最大，此时的电流就是交变电流的峰值，他有什么特点呢？
生：磁通量为零，但是电流最大
师，我们一起填这个表格
磁通量 电动势 电流方向
中性面 最大 零 方向发生改变
中性面垂直的面 零 最大 方向不发生改变


师：通过示波器显示和我们的实验探究，我们可以知道这种电流是一种按照正弦规律变化的的电流
这种按正弦规律变化的交变电流叫做正弦式交变电流。
正弦式交变电流是最简单又最基本的交变电流。

3、其他形式的交流
在不同的领域使用的交流也是不一样的

4、小结
本节课我们学习了什么是交变电流，正弦式交流的产生，以及正弦式交流的变化规律。和其他形式的交流电。
7、板书
第1节、交变电流
1、交变电流：
2、交变电流的产生
3、交变电流的变化规律
4、其他形式的交流电

8、教学反思






教 学 设 计






学科： 高中物理

课题：人教版《交变电流》

姓名： 张琛

学校：兵团十二师高级中学