3.1 交变电流的产生 教学设计-2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

交变电流的产生 教学设计 教学目标 （一）知识与技能 1．使学生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．理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。 （二）过程与方法 1．培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力。 3．培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。 （三）情感、态度与价值观 通过实验观察，激发学习兴趣，培养良好的学习习惯，体会运用数学知识解决物理问题的重要性 教学重点、难点 重点：1、交变电流产生的物理过程的分析。 交变电流的变化规律 难点：学生推导交变电流的变化规律。 教学方法 演示法、讨论法、分析法、归纳法。 教学过程 第一环节：通过演示实验，学生初步感受交变电流产生。 第二环节：抓住几个特殊位置分析，了解为什么产生。 第三环节：深入分析，了解交变电流的变化规律。 第四环节：用动画展示交变电流波形图 具体过程如下： 教学 程序 教 师 活 动 学生活动 教学资源 创 设 情 境 引 入 新 课 展示一张美丽的上海市夜景图 学生猜测：电流的产生 几张电站图片、发电机图片 新 课 教 学 新 课 教 学 新 课 教 学 新 课 教 学 新 课 教 学 新 课 教 学 新 课 教 学 新 课 教 学 发电机的原理及构造 手摇发电机 展示给学生并让学生亲自感受摇发电机 问题一：发电机的原理是什么？ 问题二：怎样能使穿过闭合回路的磁通量发生变化 学生讨论并回答问题。 问题1：只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，就可以产生感应电动势和感应电流。 问题2：闭合导体与磁场有相对运动。 介绍交流发电机组成、分类 学生情绪高涨，积极参与， 交流电是如何产生的 手摇式发电机、灵敏电流表 动画： 交流电的产生 问题：1.交变电流是怎么产生的？ 2.小灯泡忽明忽暗，说明什么？ 学生讨论并回答问题。 小灯泡忽明忽暗，说明电流大小在变化，电流计指针左右摆动，说明电流方向在变化 教师总结：电流的大小和方向都在变化，说明产生交流电。为什么会产生大小和方向都在变化的交流电呢？ 【板书】交流电流是怎样产生的 学生阅读教材交变电流的产生 教师：我们把手摇发电机的多匝线圈等效为一个矩形线圈，放在两个磁极产生的磁场中。矩形线圈的两个端头分别连接金属滑环，两个滑环又分别跟电刷A和B接触，并跟电表一起组成一个闭合回路。 【思考】1、找出线圈转动的转轴。 2、在线圈转动的过程中，哪些边切割磁感线，产生感应电动势？ 3、如何研究周期性运动？ ( B ) ( A D C ) 学生观看交流电的产生动画视频，然后把立体图转化成平面图，讨论并回答问题。 1、线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动 2：在线圈转动的过程中，AB、CD边切割磁感线，产生感应电动势。 3、研究一周期转动过程中，几个特殊位置 定性研究：怎样产生交变电流 实物投影仪 教师：我们可以研究几个特殊位置，将立体图转化为平面图 1、 教师分析甲图，介绍中性面和中性面垂面的特点，以及立体图和平面图 2、 ( v O a d v B ) ( O a d v v B ) 【板书】中性面：B⊥S Φ最大e=o 【板书】垂直中性面：B∥S Φ=0 学生分成组，分别画各个特殊位置的侧视图。利用实物投影仪，把部分学生作业展示出来。 3、 教师点评学生的作业，引导学生利用已学的知识判断在乙位置的电流方向，并计算出电动势的大小。 4. 学生分析后板书：电流方向：d-c-b-a 电动势大小：eab=ecd=BL1v e=2BL1v 学生分析：电流方向和电动势大小并用实物投影仪把学生分析的投影 实物投影仪 3、把4个特殊位置的侧视图缩放在一张图上， 教师归纳：线圈匀速转动一圈，电流的方向改变两次，大小周期性变化。 学生观看动画：交变电流的产生 FLASH动画：交流电的产生 ( 中性面 e=o 中性面 e=o O a d v v B O a d v v B d v v O a d B O a v B e =2 BL 1 v 电流方向： d-c-b-a e =2BL 1 v 电流方向： a-b-c-d ) 交变电流的变化规律 1、思考：当导体棒垂直磁场，但运动速度与磁场有一夹角时，如何求感应电动势。 2、教师布置任务：以线圈经过中性面开始计时，ab=cd=L1，bc=da=L2,推导任意时刻t线圈中的感应电动势。 ( V V ) 1、把速度分解为平行磁场和垂直磁场两个方向，有效速度为垂直磁场方向 2、引导学生推导产生电流规律 3、教师总结：线圈在匀强