3.2 交变电流的描述 教学评大单元分课时教学设计 -2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

3.2 交变电流的描述 ---教学评大单元分课时教学设计 课 题 人教版高中物理·选择性必修·第二册 第三章第2节 交变电流的描述 课 型 新授课☑ 复习课□ 试卷讲评课□ 其他课□ 授课班级 授课时间 教学内容分析 课标要求： 通过实验，认识交变电流。能用公式和图像描述正弦交变电流。 教材分析： 通过本节教学，让学生知道可以用图像全面、细致地描述交变电流，交变电流具有周期性，这种周期性可以用周期或频率描述，它们描述了交变电流变化的快慢。峰值描述电流和电压在变化过程中的最大值，反映交变电流的变化范围。有效值概念是本节的难点，要理解有效值是从电阻产生的焦耳热相等这意义来定义的。 学情分析 知识储备：学生在学习圆周运动内容时熟悉周期、频率和角频率ω的含义和它们的物理意义，在数学课程对正弦函数和余弦函数有了深入了解，熟悉它们的图像。 能力基础：用数学表达式和图像描述交变电流对学生容易接受，学习不会遇到很大的困难。有效值概念是本节教学的难点，学生难以把握有效值含义。 思维能力：教学时可以提出如何计算交变电流通过电阻，在电阻产生的热量计算问题引入有效值概念。 核心素养 物理观念：知道交变电流的周期、频率的含义以及二者之间的关系；知道峰值和有效值的含义以及二者之间的关系。 科学思维：理解有效值的物理含义，经历根据电流热效应推导交变电流有效值的过程，体会“等效”的科学方法。 科学探究：能根据交变电流图像识别周期、频率、峰值，会用周期、峰值等物理量用数学函数表达式和图像描述交变电流。 科学态度与责任：知道我国家庭电路的频率是50Hz，知道家用电器的电压220V是有效值。 教学准备 多媒体课件、手摇发电机、开关、电阻、电流计、导线等。 活动设计 教学内容 教师活动 学生活动 评价任务 环节一：导入新课 小组讨论预习本节内容。 巡视课本预习完成情况 小组讨论预习结果 （1）表扬预习完成良好的同学； （2）鼓励学生努力学习。 展示学习目标 1. 一、描述交变电流物理量：周期、频率f= 2. 峰值：电流的最大值，Im=R为电路总电阻。 3. 有效值：“有效”指电流热效应等效，产生的热量相等。 让学生 明确学习目标，做到带目标学习； 课后根据目标，学生自主判断学习情况 实验情境导入 1.仿真实验引入新课 提问：指针摆动情况有何不同？ 学生预测后，播放仿真实验，验证学生的猜测是否正确。 仿真实验引入新课 1.角速度为2ω时，指针左右摆动得快一些。而且，指针摆动的幅度较大。 2.指针运动具有周期性，角速度大，周期性。第二次的周期小。 3.摆动幅度大，是指电流的最大值较大。 （1）“指针摆动得快一些”是什么意思？用物理语言如何表述？可以用哪个物理量描述？ （2）听学生的回答情况，评价学生的表达能力和思维。 环节二：新课教学 总结描述交变电流的物理量 活动一、周期、频率和峰值 一、周期、频率和峰值 周期：线圈转动一周的时间，国际单位为s。 频率：周期的倒数，f= 中国大陆地区：f=50Hz，T=0.02s 角频率ω：ω=2πf 峰值：电流的最大值，Im=R为电路总电阻。 线圈在磁场中匀速转动，具有周期性。物理学中用周期描述这种性质，也可以用频率。 课堂练习1 一交变电流波形如图.根据图像，求： (1)该交变电流的周期是多少？频率是多少？ (2)电流方向在1s内改变多少次？ 学生讨论完成课堂联系； 从完成情况和书写情况等方面进行评价。 思考与讨论：家庭电路中使用交变电流，将灯泡接入电路，灯泡始终发光，亮度不变。但根据交变电流表达式i=Imsin(ωt)，电流有时为零，有时很小，灯泡功率变化。为何看不到灯泡亮度变化？ 教师总结周期和频率的含义、关系以及物理意义。 课堂练习2.线圈在磁场中绕轴匀速转动，第一次角频率为ω，第二次角速度为2ω.在同一个坐标系定性画出两次交变电流的图像。大拇指表示力！ 查看学生完成情况并展示完成优秀的同学联系。 活动二：有效值 思考与讨论：家庭电路中使用交变电流，将灯泡接入电路，灯泡始终发光，亮度不变。但根据交变电流表达式i=Imsin(ωt)，电流有时为零，有时很小，灯泡功率变化。为何看不到灯泡亮度变化？ 家庭电路中交流电频率为50Hz，周期为0.02s，周期太小，人的眼睛无法区分亮度变化。 大家的猜测是否正确，我们通过实验进行验证。请大家观看实验视频。 1.自主完成 2.小组交流 评价完成情况，表扬优秀学生，鼓励未完成的学生。 既然交变电流电流大小一直变化，那么如何计算交变电流流过电阻产生的热量？如果是恒定电流，如何计算热量？ 实验证明大家的分析是正确的。手摇发电机，频率小，看见灯泡亮度发生改变。 学生讨论总结：利用焦耳定律Q=I2Rt. 评价完成情况 思考与讨论：某交流电的电流波形图如图所示。该电流流过R=1Ω的电阻. 请大家看图示电流，如何计算这个电流在1s中产生的热量。 定义：交变电流和恒定电流I 通过同一电阻R，在一个周期内产生的热量相等，该恒定电流称为交变电流的有效值。“有效”指电流热效应等效，产生的热量相等。 Ie2Rt=Q，解出Ie=。 学生自学 电流在每一段大小不变，可以先把各段时间在电阻R上产生的热量计算出来，最后求和相加得到在1s时间产生的总热量。 评价学生分析情况 活动三．正弦式交变电流的有效值 正弦交变电流有效值： 电流i=Imsin(ωt) 瞬时功率P=i2R=Im2sin2(ωt)R=Im2R/2 [1-cos(2ωt)] = P-t图像面积表示电功，也等于产生的焦耳热。即 Q =Σ[]∆t= = 在一个周期内，cos(2ωt)与时间围成的图像面积为零，即第二项求和为零。 故 有 ，即Ie= 对于交变电流、电压和电动势，均有类似关系。家庭电路的220V电压是指交变电流的有效值是220V.交流电表测得值也是有效值. 对于交变电流、电压和电动势，均有类似关系。家庭电路的220V电压是指交变电流的有效值是220V.交流电表测得值也是有效值. 评价学生解析过程。 对推导正确的同学给予评价。 环节三． 总结 课堂练习3 家庭电路电压的最大值多少伏？ 一电流波形如图.（0-0.5t0电流按正弦规律变化）试根据波形求： (1)周期是多少？ (2)该电流有效值是多大？ 引导学生分析 小组讨论(220) 组员代表发言 (1) 周期为t0； (2) 评价学生联系结果，对完成正确的同学给予表扬 环节四．课堂小结 本节课堂学到了什么？ 引导学生小结 小组讨论，总结本节课得失 环节五：作业设计 练习与应用 教材57页“练习与应用”第1-7题。 指导学生完成练习，面批练习。 按要求完成练习。 从完成情况和书写情况等方面进行评价。 主板书设计 3.2 交变电流的描述 一、周期、频率、峰值 T= ω=2πf 二、有效值 1.含义： 2.正弦交变电流有效值 Ie= Ue= 教学反思 学科网（北京）股份有限公司 $$