《交變電流》教學設計
陝西寶雞市鳳縣中學趙永巨集
一、教材分析
交變電流知識對生產和生活關係密切，有廣泛的應用，考慮到高中階段只對交流電的產生、描述方法、基本規律作簡要的介紹，這些知識是已學過的電磁感應的引伸，所以在教學過程中對開闊學生思路、提高能力是很有好處的。
為了適應學生的接受能力，教材採取從感性到理性、從定性到定量逐漸深入的方法講述這個問題.教材先用教具演示矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動時產生交流電，以展示交流電是怎樣產生的.並強調讓學生觀察教材圖5．１－３所示線圈通過甲、乙、丙、丁四個特殊位置時，電流錶指標變化的情況，分析電動勢和電流方向的變化，這樣學生就會對電動勢和電流的變化情況有個大致的了解.
然後讓學生用右手定則獨立分析線圈中電動勢和電流的方向.這樣能充分調動學生的積極性,培養學生的觀察和分析能力。
關於交變電流的變化規律，教材利用上章學過的法拉第電磁感應定律引導學生進行推導，得出感應電動勢的瞬時值和最大值的表示式，進而根據閉合電路歐姆定律和部分電路歐姆定律推出電流與電壓瞬時值與最大值的表示式。
二、教學目標
1、知識與技能
（1）知道什麼是交變流電。並理解交變電流的產生原理，知道什麼是中性面。
（2）掌握交變電流的變化規律，及表示方法。
（3）理解交變電流的瞬時值和最大值及中性面的準確含義。
（4）知道幾種常見的交變電流。如正弦式交變電流、鋸齒形交變電流、矩形脈衝電流。
2、過程與方法
（1）掌握描述物理量的三種基本方法（文字法、公式法、圖象法）。
（2）培養學生觀察能力，空間想象能力以及將立體圖轉化為平面圖形的能力。
（3）培養學生運用數學知識解決處理物理問題的能力。
3、情感、態度與價值觀目標
結合實際情況培養學生理論聯絡實際的思想.
三、教學重點難點
重點：1、交變電流產生的物理過程的分析.
2、交變電流的變化規律的圖象描述。
難點：１、交變電流的變化規律及應用.
２、圖象與實際發動機轉動時的一一對應關係的理解。
四、學情分析
學生已經學習了電磁感應，理解了導體切割磁場會產生電動勢。在此基礎上學習交變電流，對於理解還是很符合學生的認知規律的。但這是新的概念，鑑於學生接受能力的不同，講解時還需詳細，加強引導。
更是採用多**教學的手段，以便更直觀更立體的讓學生接受。
五、教學方法
情景教學法實驗教學法模擬教學法互動**教學法
六、課前準備
1．學生的學習準備：通過預習，初步了解一些知識
2．教師的教學準備：多**課件製作，課前預習學案，準備教具
七、課時安排：1課時
八、教學過程
(一) 預習檢查、總結疑惑。（5分鐘）
檢查落實了學生的預習情況並了解了學生的疑惑，使教學具有了針對性。
（二）情景匯入、展示目標。（5分鐘）
利用多**課件展示目標
出示單相交流發電機，引導學生首先觀察它的主要構造.
1、［演示］老師手搖發電機模型.第一次發電機接小燈泡.當線框緩慢轉動時，小燈泡不亮；當線框快速轉動時，小燈泡一閃一閃的。
第二次發電機接上示教電流計，當線框緩慢轉動（或快速擺動），電流計指標左右擺動.
2、思考問題：線圈中產生的是什麼樣的電流？
（引導學生回答：這種電流就是我們家裡電路中的電流，它的大小和方向都隨時間做週期性的變化，這樣的電流叫交變電流。如果方向不隨時間變化的電流稱為直流電。
交流電和直流電之間可以相轉換。）
注：老師手搖發電機的速度有所改變，一次快一次慢。
觀察實驗現象，思考為什麼會有這樣的現象產生。從而引入交變電流。
（三）合作**、精講點撥。（20分鐘）
**問題
1、為什麼矩形線框在勻強磁場中勻速轉動，線框裡能產生交變電流？
多**課件打出下圖.
2、abcd線框在磁場中繞oo′軸轉動時，哪些邊切割磁感線？
3、線框轉到什麼位置，產生感應電動勢最大？
4、線框轉動到什麼位置時，感應電動勢最小？
利用多**課件，螢幕上打出中性面概念：
1.中性面——線框平面與磁感線垂直位置.
2.線圈處於中性面位置時，穿過線圈φ最大，但e = 0.
3.線圈越過中性面，線圈中i感方向要改變.線圈轉一周，感應電流i感方向改變兩次.
4、如果從中性面開始計時，逆時針方向勻速轉動，角速度ω，經時間t ，線圈轉到圖示位置，ab邊與cd邊的速度方向與磁場方向夾角為θ=ωt，螢幕上打出線圈水平投影圖，如圖所示.設ab=cd=l1 磁感應強度b，bc=ad=l2
這時ab邊e感多大？
5、cd邊中e感跟ab邊中感應電動勢大小相同，
又是串聯在一起，此時整個線框中感應電動勢多大？(學生推導，教師點撥)
教師引導學生總結，螢幕上打出：
1.在勻強磁場中，勻速轉動線圈產生感應電動勢及感應電流是按正弦規律變化的.
瞬時表示式：e =bl1l2ωsinωt = bsωsinωt
n匝線圈時，相當於n個完全相同的電源來個串聯，e = nbsωsinωt.
其中最大值em =nbsω
線框和用電器構成迴路i = = sinωt
最大值im =
2.螢幕上使線圈轉動，如轉θ=ωt =60°,150°,210°,300°時，請學生分別計算感應電動勢的大小和方向？
最後將學生計算結論總結：e =emsinωt,既能表示電動勢大小，又能表示電動勢方向.
由於上面介紹的發電機的電動勢按正弦規律變化，所以當負載為電燈等用電器時，負載兩端的電壓u、和流過的電流i，也按正弦規律變化，即
u= umsinωt,
i=imsinωt
這種按正弦規律變化的交變電流叫做正弦式交變電流簡稱正弦式電流。
舉例：（5分鐘）
一台發電機產生的按正弦規律變化的感應電動勢的最大值為311 v，線圈在磁場中轉動的角速度是100πrad/s.
（1）寫出感應電動勢的瞬時值表示式.
（2）若該發電機只與含電阻的負載組成閉合電路，電路中的總電阻為100 ω，試寫出通過負載的電流強度的瞬時表示式.在t=s時電流強度的瞬時值為多少？
思考問題：結合數學知識，能否在直角座標系中畫出正弦式電流的影象？（如下圖）
［演示］用示波器顯示照明電路的電壓波形.分析波形曲線特點，如圖所示.
閱讀書本p32頁最後一段。知道還有其它形式的交流電。如鋸齒波、脈衝波等。
（四）反思總結，當堂檢測。（5分鐘）
教師組織學生反思總結本節課的主要內容，並進行當堂檢測。
（五）發導學案、布置預習。
布置下節課的預習作業，並對本節課鞏固提高。
九、板書設計
1.交變電流
2.交變電流的瞬時值與極值
十、教學反思
新頒發的普通高中《物理新課程標準》指出：物理課程的總目標不僅是讓學生學習物理基礎知識和技能，更要讓學生學習科學**方法，發展自主學習能力，並能將物理知識應用於生活和生產實踐中，為了實現這一目標，新課程標準中最大的特點就是將課堂內容與大量的**活動（課內或課外）有機的聯絡起來，**活動成了課堂教學中不可缺少的一環。
交變電流知識對生產和生活關係密切，有廣泛的應用，考慮到高中階段只對交流電的產生、描述方法、基本規律作簡要的介紹，這些知識是已學過的電磁感應的引伸，所以在教學過程中對開闊學生思路、提高能力是很有好處的。
（一）成功之處
1、交流與直流有許多相似之處，也有許多不同之處。這既是學習、了解交流電的關鍵，也是學習、研究新知識的重要方法．在與已知的知識做對比中學習和掌握新知識特點的方法，是物理課學習中很有效和很常用的方法。在學習交變電流之前，應幫助學生理解直流電和交流電的區別。
其區別的關鍵是電流方向是否隨時間變化。同時給出了恆定電流的定義——大小和方向均不隨時間變化。
2、採用「實驗**」模式，有效調動學生多種感官，發展學生多元智慧型，面向全體學生，讓具有不同特點的學生都能得到發展，注重因材施教。對於交變電流的產生，課本採取由感性到理性，由定性到定量，逐步深入的講述方法。為了有利於學生理解和掌握，教學中要盡可能用示波器或模型或多**課件配合講解。
教學中讓學生觀察教材中的線圈通過4個特殊位置時電表指標的變化情況，分析電動勢和電流方向的變化，使學生對線圈轉動一周中電動勢和電流的變化有比較清楚的了解。
3、用影象表示交變電流的變化規律，是一種重要方法，它形象、直觀、學生易於接受。在學生已有的影象知識的基礎上，較好地掌握這種表述方法。更要讓學生知道，交變電流有許多種，正弦電流只是其中簡單的一種。
課本中用圖示的方法介紹了常見的幾種，以開闊學生思路，但不要求引伸。
4、在這一節中學生要第一次接受許多新名詞，如交變電流、正弦電流、中性面、瞬時值、最大值（以及下一節的有效值）等等．要讓學生明白這些名詞的準確含義。特別是對中性面的理解，要讓學生明確，中性面是指與磁場方向垂直的平面。當線圈位於中性麵時，線圈中感應電動勢為零，線圈轉動過程中通過中性麵時，其中感應電動勢方向要改變。
5、課本上介紹的交變電流的產生，實際上是正弦交流電的產生。以矩形線框在勻強磁場中勻速轉動為模型，以線框通過中性面為計時起點，得到電動勢隨時間滿足正弦變化的交變電流。這裡可以明確指出，電動勢的最大值由線框的匝數、線框面積、轉動角速度和磁感應強度共同決定．
6、採用多**技術，免去板書時間，大大提高課堂教學效率。
（二）問題反思
1、學生能力因人而異，在推導規律過程中，少數學生不能按時完成，影響對後續知識的理解。但**模式為大勢所趨，老師最好不要代替學生進行推導。要讓學生逐漸適應**學習，提高獨立研究問題的能力，有困難的學生可課後單獨指導。
2、課堂容量較大，既有理論推導，又有猜想討論，還有實驗驗證。老師要巨集觀調控，合理分配時間。重點在弄清基本原理，不能增加其它例題，留待後續解決。
3、對於電子白板的應用，我們學校正在安裝除錯，師生運用不熟練，有待學習提高。
新課程理念指導下的古詩詞教學
詩詞教學歷來是 看上去很美 讓學生理解詩詞情味 同時與教師達到共鳴產生美的體驗就有難度了。常常是老師在講台上剖析得頭頭是道，學生在台下昏昏欲睡。新教材改革之後，必修3的唐詩鑑賞單元 必修4的宋詞鑑賞單元，讓人又愛又恨又怕。在新課程理念指導下如何解決這乙個矛盾呢？本文根據筆者的語文教學實踐，對詩詞教學...
新課程理念指導下的化學實驗教學
中學化學實驗教學，是提高學生科學素養的重要環節，對培養學生綜合素質有著不可替代的作用。新課程對中學化學實驗教學提出了新的要求，體現在 1 要有新的化學實驗教學理念 化學課程標準 指出 作為科學教育的重要組成部分，新的化學課程倡導從學生和社會發展的需要出發，發揮學科自身的優勢，將科學 作為課程改革的突...
反思新課程理念指導下的歷史教學吳瀟瑩
異，客觀存在著，我們既不能簡單粗暴，憑主觀臆斷，去打擊學生的積極性。教師不是法官，他的作用不是判決。而在於指點幫助學生成長,鼓勵學生實話實說和進行不同觀點爭鳴，從中提公升學生的理性。不然，只能導致口是心非的虛偽風氣蔓延，教學縱然表面繁榮而其實無效。相互交換意見的過程往往與結果同樣重要，在教育中甚至更...