高二物理交變電流優秀教學設計

法拉第電磁感應定律既是本章的教學重點，也是教學難點。物理交變電流教學設計實例為大家詳細講解了高二物理上冊第三章知識點：交變電流，請大家認真學習。

一、教學設計背景：

根據高中物理新課程的目標要求，根據立人教育的理念，高中物理要培養全體學生的科學素養和創新能力。要通過這節課的學習讓學生學習物理學的基本概念，掌握物理學研究的基本技能，瞭解物理學的主要成就以及對社會發展的影響，並且要強調對學生科學探究能力、實踐能力、自主學習能力的培養，要培養學生的學習興趣，培養學生實事求是的科學態度和科學精神，培養學生的空間想象能力，抽象思維能力，培養學生應用物理知識綜合解決物理問題的能力，訓練學生科學的思維方法。

二、學情分析：

學生在剛剛學習了電磁感應一個章節的課程，再來學習交流電一章。可以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達式，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達式。在本節學生第一次接觸到許多新名詞，如:交流電、正弦交流電、中性面、瞬時值、最大值等.要讓學生搞清楚這些名詞的準確含義。

三、教材分析：

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所示線圈通過五個特殊位置時，電流表指針變化的情況，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瞭解.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。

四、三維教學目標：

知識與技能

1.使學生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。

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.培養學生運用物理知識解決物理問題的能力。

情感態度與價值觀

培養學生理論聯繫實際的思想。

五、教學重點

交變電流產生的物理過程的分析

六、教學難點

交變電流的變化規律及應用

七、教學方法

教師啟發、引導、實驗，學生觀察、分析、閲讀教材、討論、交流。

八、教學用品

多媒體課件、手搖交流發電機、靈敏電流計、交流發電機模型、示波器等

九、教學過程

教學過程

教師活動

學生活動

教學意圖

引入新課

新課講授

出示單相交流發電機，引導學生首先觀察它的主要構造

（演示）將手搖發電機模型與小燈泡組成閉合電路.當線框快速轉動時，觀察到什麼現象 （演示）再將手搖發電機模型與示教電流表組成閉合電路,當線框緩慢轉動(或快速擺動)時,觀察到什麼

（提問）線圈裏產生的是什麼樣的電流？請同學們閲讀教材後回答

現代生產和生活中大都使用交流電.交流電有許多優點，今天我們學習交流電。

（演示）用示波器觀察不同電壓的圖形

電流隨時間按正弦函數規律變化的交變電流成為正弦交流電。正弦交流電視最簡單、最基本的交變電流，有發電廠發出的電流就是正弦交流電。

正弦交流電的產生：

（提問）為什麼矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動時線圈裏能產生交變電流？

（提問）當abcd線圈在磁場中繞OO′軸轉動時,哪些邊切割磁感線

（提問）當ab邊向右、cd邊向左運動時,線圈中感應電流的方向如何

（提問）當ab邊向左、cd邊向右運動時,線圈中感應電流的方向如何

正是這兩種情況交替出現,在線圈中產生了交變電流。

（提問）當線圈轉到什麼位置時,產生的感應電動勢最大

（提問）線圈轉到什麼位置時,產生的感應電動勢最小？

(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 =0.

(3)線圈越過中性面,線圈中I感方向要改變.線圈轉一週,感應電流方向改變兩次

設線圈平面從中性面開始轉動,角速度是ω.經過時間t,線圈轉過的角度是ωt,ab邊的線速度v的方向跟磁感線方向間的夾角也等於ωt,如右圖所示.設ab邊長為L1,bc邊長L2,磁感應強度為B,這時ab邊產生的感應電動勢多大

cd邊中產生的感應電動勢跟ab邊中產生的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

若線圈有N匝時,相當於N個完全相同的電源串聯,e=NBL1L2ωsinωt

令Em=NBL1L2ω

感應電動勢的最大值：

Em= NBSω

e叫做感應電動勢的瞬時值e= Em sinωt

請同學們閲讀教材,瞭解感應電流的最大值和瞬時值.

電路的某一段上電壓的瞬時值與最大值等於什麼 電動勢、電流與電壓的瞬時值與時間的關係可以用正弦曲線來表示,如下圖所示:

1.矩形線圈在勻強磁場中繞垂直於磁場方向的軸勻速轉動時，線圈中產生正弦式交變電流.

2.從中性面開始計時，感應電動勢瞬時值的表達式為e=NBSωsinω t,感應電動勢的最大值為Em=NBSω.

3.中性面的特點：磁通量最大為Φm，但e=0.

學生觀察:

小燈泡一閃一閃的

學生觀察:

電流表指針左右擺動

轉動的線圈裏產生了大小和方向都隨時間做週期性變化的交變電流

學生觀察總結交流電的定義：大小和方向都隨時間做週期性變化的交變電流

學生對這個問題進行討論

學生回答：ab與cd.

學生回答:感應電流是沿着a→b→c→d→a方向流動的

學生回答：感應電流是沿着d→c→b→a→d方向流動的

學生回答：線圈平面與磁感線平行時,ab邊與cd邊線速度方向都跟磁感線方向垂直,即兩邊都垂直切割磁感線,此時產生感應電動勢最大

學生回答：當線圈平面跟磁感線垂直時,ab邊和cd邊線速度方向都跟磁感線平行,即不切割磁感線,此時感應電動勢為零。

學生利用物理知識推導：

eab=BL1vsinωt

=BL1· ωsinωt

= BL1L2sinωt

e=eab+ecd

=BL1L2ωsinωt

學生閲讀後思考得出

根據閉合電路歐姆定律,感應電流的最大值

感應電流的瞬時值

根據部分電路歐姆定律,電壓的最大值Um=ImR,電壓的瞬時值U=Umsinωt.

可有學生自己總結

培養學生的觀察能力

培養學生的分析能力

培養學生的總結能力

培養學生認真觀察分析，利用已經學過的知識進行温故知新

培養學生善於利用已知的條件進行探究分析

培養學生利用物理知識解決物理問題的能力

培養學生的閲讀和分析能力

培養學生歸納總結能力