高中物理 第三章 電磁感應(yīng) 第三節(jié) 交變電流教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版選修1-11

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交變電流 一、 設(shè)計(jì)思想 作為選修1—1的內(nèi)容，本節(jié)課和以前的必修教材相比只要求學(xué)生對交 流發(fā)電機(jī)的原理、交流電的變化規(guī)律及描述具有簡單的認(rèn)知，并不要求深入研究。另外本節(jié)和以前相比增加了電容器在交流電路中的應(yīng)用，要求并不高。根據(jù)本節(jié)課的特點(diǎn)，在授課中更多的采用在教師的引導(dǎo)下由學(xué)生自己解決問題方式。 二、 教學(xué)目標(biāo) 知識與技能： 1、了解交流發(fā)電機(jī)的工作原理； 2、了解交流電的變化規(guī)律，知道交流電的有效值； 3、了解電容器在交流電路中簡單應(yīng)用。 過程與方法： 通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和分析，積極探索，得出結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生的 實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、觀察分析能力，養(yǎng)成科學(xué)的思維方法。 情感、態(tài)度與價(jià)值觀： 激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的習(xí)慣。 三、 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 重點(diǎn)：交流電的產(chǎn)生原理和簡單描述 難點(diǎn)：電容器在交流電路中的應(yīng)用。 四、 教學(xué)資源 手搖發(fā)電機(jī)、電池、燈泡、導(dǎo)線、電流計(jì)、電鍵、學(xué)生電源、示波器、電容器 五、 主要教學(xué)過程 引入：簡介歷史上電的發(fā)展歷程和電在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。 提問：電從何而來？ 板書：三、交變電流 問題一：交流發(fā)電機(jī)工作原理： 實(shí)驗(yàn)演示： （1）將電池、燈泡、電鍵連成簡單的串聯(lián)電路，電鍵閉合，燈泡 被點(diǎn)亮。提問：電從何而來？ （2）將手搖發(fā)電機(jī)代替電池接入串聯(lián)電路，電鍵閉合，轉(zhuǎn)動(dòng)手搖 發(fā)電機(jī)的搖把，燈泡被點(diǎn)亮。 提問：這時(shí)電又從何而來？ 教師引導(dǎo)學(xué)生觀察發(fā)電機(jī)的構(gòu)造，由學(xué)生試著畫其原理圖。教師做指 導(dǎo)。 教師小結(jié)學(xué)生畫原理圖的情況，給出課本55頁圖3.3-1，介紹發(fā)電機(jī) 的構(gòu)造：定子、轉(zhuǎn)子。 板書：（一）發(fā)電機(jī) 1、構(gòu)造： 教師提問：發(fā)電機(jī)是如何發(fā)電的呢？ 學(xué)生分組討論、教師適當(dāng)做引導(dǎo)、最后由各組派代表小結(jié)發(fā)電機(jī)工作 原理 教師總結(jié)發(fā)電機(jī)工作原理。 板書：2、工作原理：轉(zhuǎn)動(dòng)——穿過線圈的磁通量發(fā)生變化——線圈 中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢——若電路閉合，產(chǎn)生電流。 問題二：交流電的特征及描述 實(shí)驗(yàn)演示：（1）電池作為電源，將燈泡接入電路，觀察燈泡點(diǎn)亮后的情況。（2）用手搖發(fā)電機(jī)代替電池接入電路，觀察燈泡在搖把轉(zhuǎn)動(dòng)過程中亮度情況。 教師提問：兩種情況下燈泡點(diǎn)亮情況有什么不同？ 燈泡亮度變化說明什么？ 那么電流是怎樣變化的呢？我們?nèi)绾斡^察到它的變化？ 實(shí)驗(yàn)演示：把電流表接入電路，觀察搖把轉(zhuǎn)動(dòng)過程中示數(shù)變化。 學(xué)生小結(jié)實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果，教師總結(jié)。 板書：（二）交變電流 1、大小、方向隨時(shí)間做周期性變化的電流叫做交變電流； 各種電池供給的電流只沿一個(gè)方向流動(dòng)，叫做直流。 教師提問：我們家庭用電是由電網(wǎng)送來的，它是直流電還是交流電呢？請大家用示波器自己觀察一下。 學(xué)生實(shí)驗(yàn)：由學(xué)生分組操作課本56頁的實(shí)驗(yàn)。教師適度引導(dǎo)學(xué)生觀察交流電的變化特點(diǎn)。 找各組學(xué)生代表總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和交流電的變化特點(diǎn)。 教師補(bǔ)充、總結(jié)。 板書：2、變化規(guī)律：電流、電壓隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，叫做正弦式電流。 3、交流電的描述： （1） 周期：交流完成一次周期性變化所用時(shí)間，通常用T表示，單位是秒； （2） 頻率：交流在1秒內(nèi)發(fā)生周期性變化的次數(shù)。通常用f表示，單位是赫茲Hz； T=1/f；f=1/T， 我國使用的交流電頻率是50Hz。 教師提問：請同學(xué)們計(jì)算小燈泡的功率。 學(xué)生會(huì)自然提出問題：交流電的電流和電壓隨時(shí)間在變化，該用哪一個(gè)值呢？ 教師給出有效值的概念和定義方法。 板書：（3）有效值： a、根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定：把交流和直流分別通過相同的電阻，如果在相等的時(shí)間里它們產(chǎn)生的熱量相等，我們就把這個(gè)直流電壓、電流的數(shù)值稱做交流電壓、電流的有效值。 b、按正弦規(guī)律變化的交流，有效值和峰值之間的關(guān)系： Ue=Um/√2≈0.707Um Ie=Im/√2≈0.707Im c、在使用交流電的電器設(shè)備上，標(biāo)注的額定電壓、額定電流值都是交流的有效值。 問題三：交流電能夠通過電容器 實(shí)驗(yàn)演示：把電容器接入串聯(lián)電路，當(dāng)電源為電池時(shí)，燈泡不亮，當(dāng)電源手搖發(fā)電機(jī)時(shí)燈泡被點(diǎn)亮。提問：說明了什么？ 教師提問：為什么交流電能通過電容器？ 教師引導(dǎo)學(xué)生思考討論： 交流電變化的一個(gè)周期內(nèi)電容器會(huì)經(jīng)歷哪些過程？ 電容器充放電過程中，電荷是怎樣運(yùn)動(dòng)的？ 教師結(jié)合課本57頁圖3.3-7引導(dǎo)學(xué)生分析交流通過電容器的實(shí)質(zhì)過程。 結(jié)合課本58頁圖3.3-8、3.3-9簡單介紹電容器在收音機(jī)和收錄機(jī)中的應(yīng)用。 板書：（三）交流電能夠通過電容器 1、 電容器能夠“隔直流、通交流” 2、 電容器在電子技術(shù)中有重要應(yīng)用。 六、 課堂小結(jié) 讓學(xué)生總結(jié)出本節(jié)課的知識內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)。 七、 板書設(shè)計(jì) 三、交變電流 （一）發(fā)電機(jī) 1、構(gòu)造：定子、轉(zhuǎn)子 2、工作原理：轉(zhuǎn)動(dòng)——穿過線圈的磁通量發(fā)生變化——線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢——若電路閉合，產(chǎn)生電流。 （二）交變電流 1、大小、方向隨時(shí)間做周期性變化的電流叫做交變電流； 各種電池供給的電流只沿一個(gè)方向流動(dòng)，叫做直流。 2、變化規(guī)律：電流、電壓隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，叫做正弦式電流。 3、交流電的描述： （1）周期：交流完成一次周期性變化所用時(shí)間，通常用T表示，單位是秒； （2）頻率：交流在1秒內(nèi)發(fā)生周期性變化的次數(shù)。通常用f表示，單位是赫茲Hz； T=1/f；f=1/T， 我國使用的交流電頻率是50Hz。 （3）有效值： a、根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定：把交流和直流分別通過相同的電阻，如果在相等的時(shí)間里它們產(chǎn)生的熱量相等，我們就把這個(gè)直流電壓、電流的數(shù)值稱做交流電壓、電流的有效值。 b、按正弦規(guī)律變化的交流，有效值和峰值之間的關(guān)系： Ue=Um/√2≈0.707Um Ie=Im/√2≈0.707Im c、在使用交流電的電器設(shè)備上，標(biāo)注的額定電壓、額定電流值都是交流的有效值。 （三）交流電能夠通過電容器 1、電容器能夠“隔直流、通交流” 2、電容器在電子技術(shù)中有重要應(yīng)用。 八、課后反思 5