5.1 交变电流教学设计一、基本信息课名 5.1 交变电流学科（版本）人教版高中物理选修3－2 章节第五章第一节学时一课时年级高二二、教材分析物理教材我们选用的是人教版，人教版物理选修3-2是针对理科班设计的物理必修课，课本重视物理知识板块的完整性和物理规律的内在联系，用多种演示实验和现实应用实例尽量充分揭示物理规律的内涵，应该说这对理科班学生深入理解物理规律，完整掌握物理知识板块都做好了充分铺垫。

教材注重知识的前后联系和推理演化，注重学生的自主学习和探究性学习，非常适合理科班学生提高思维能力，形成学科素养。

这节《交变电流》是教材电磁板块第五章第一节内容，是电磁理论在现实生活应用的典范。

电能是我们生活每时每刻都离不开的最重要的能量来源，交变电流是电能的利用和远距离传输的基础。

这节《交变电流》主要介绍交变电流的特性，产生原理和表达式。

课本通过手摇发电机的发电，增强学生对交变电流方向不断变化的理解；通过交流发电机的示意图引导学生探究交变电流的产生过程，同时利用分层设问的形式，锻炼了学生利用第四章电磁感应原理自行解决新情景物理问题的能力。

课本给出了正弦式交流电的表达式，并对峰值，瞬时值等概念做了强调。

最后课本以课外阅读的形式，对交流发电机做了深入介绍。

课本沿着从感性到理性，从定性到定量的思路，试着引导学生通过自学和探究最终对交变电流建立起完整清晰的印象。

三、学习者分析从生活中来，到生活中去，交变电流其实对学生来说不陌生，家庭电路中的交流电每天都接触，学生有一定的认识基础。

通过生活中的用电引入，从学生熟悉的事物入手，这样，既符合他们的认知规律，又使他们有亲切感，感觉物理就在身边，激发兴趣。

通过一年多的物理学习，宏志班的学生基本掌握了学习物理的技巧和能力，本班学生物理知识基础扎实，导学案能够积极主动的完成。

这节《交变电流》是继电磁感应学习之后，第一次利用所学知识理论，解决实际问题的尝试。

通过这节知识的学习，他们会学到一些新的物理概念，并深化和扩展原有知识的内涵。

这是一次锻炼过程也是一次提高过程，相信他们中的一些同学已经通过预习触摸到了交变电流的实质。

这对我们教师而言，如何引导学生通过自己的努力，自然完成其知识的更新和能力的提高就显得非常重要。

四、教学目标课题引入（四张图片引思考）1’集中学生注意力，使学生带着疑问进入课堂，增加学习兴趣。

讲述交流电在生活中的重要性，提出问题。

观看图片，思考PPT课件上提出的问题。

PPT课件展示图片、展示问题。

课件定格在图片上，集中学生的注意力。

微课讲解3’学生理解交流电的定义和交流电产生的原理。

1、手摇式交流发电机的构造。

2、交变电流的定义。

3、交变电流产生的原理。

学生观看微视频，理解交流电的定义；初步认识交变电流产生的原理。

播放微课：交流发电机的发电原理动态图归纳、小结2’理解交变电流与直流电的区别1、三类电流的定义及区别；2、交流电产生的原理和条件。

小结提能：交流电的方向会发生改变，而直流电的方向不会改变。

师生互动显示PPT课件。

眼见为实切身感受2’学生切身感受交变电流的大小、方向不断变化。

1、演示手摇式发电机与小灯泡连接时，小灯泡一闪一闪地发光；2、演示手摇式发电机与大电流表连接时，指针左右偏转。

学生认真观察实验现象切身体验，分组讨论探究问题6’理性分析交变电流产生的过程，知道中性面的概念。

应用电磁感应理论，分析交变电流的产生过程。

1、学生以书本模拟磁极、以自制金属圈模拟线圈切割磁感线，分组讨论，完成课本中的问题。

2、师生互动解决问题。

微课讲解，定性分析3’理解交变电流的变化规律。

定性分析线圈转动过程中交变电流的大小、方向变化的规律。

1、观看微课的同时，用右手定则判断电流的方向，确定电流方向改变的位置及变化规律。

2、从线圈在不同位置时，速度分解图中切割磁感线的分速度的大小变化，定性分析电动势的变化规律。

播放微课：线圈切割磁感线的动态变化规律。

归纳、小结3’理解和掌握线圈位于两个特殊位置时交变电流的变化规律。

1、中性面的概念。

2、中性面处，v∥B，Φ最大，e为0，i为0.3、垂直于中性面处, v⊥B,Φ为0， e最大，i最大．4、线圈每经过中性面一次，电流方向改变一次，转动一周，电流方向改变两次。

师生互动，共同归纳、小结，请一位同学独立判断电流的方向。

显示PPT课件。

推导：任意位置处交变电动势的表达式，并板书。

6’学生通过推导，理解和掌握交变电流的变化规律及表达式中各字母的含义。

知道瞬时值、峰值的概念。

如图所示，线圈从中性面开始计时：设ab=cd=L1, ad=bc=L2,共有N匝线圈,则t时刻，tωθ=电动势的瞬时值为：tvBLeωsin21=，2/2Lvω=，tBStLBLeωωωωsinsin21==，师生互动，共同推导，利用数学知识理解峰值和瞬时值的意义。

N 匝线圈, t NBS e ωωsin =。

设ωNBS E m =,则：t E e m ωsin =，其中， E m 为电动势的峰值，e 为t 时刻电动势的瞬时值。

集体讨论拓展、延伸4’熟悉正弦交流电的变化规律，利用数学知识描绘正弦交流电的图象。

1、正弦交流电的定义。

2、(1)e ＝NBSωsin ωt ＝E m sin ωt. (2)i ＝e R ＋r ＝EmR ＋rsin ωt ＝I m sin ωt.(3)u ＝iR ＝I m Rsin ωt ＝U m sin ωt. 3、交流电的图象：4、若从平行于中性面开始计时，则变化规律为余弦规律。

师生互动，共同推导、讨论。

展示规律，描绘电动势动态图象。

实例分析 8’例1.示例意图：学生从图象上学会识别交流电。

例2.示例意图：学生运用规律，分析实例，提高分析问题的能力，强化两个特殊位置的规律。

例 1.下列表示交变电流的有（ ）例 2. 矩形线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动时，下列说法正确的是 ( )A.当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大B.当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零C.每当线框经过中性面时，感应电例1.学生思考回答，集体完成。

例2.相互讨论后，集体完成PPT 课件展示题目例3.示例意图：学生运用规律，分析和解决图象问题，提高应用能力。

例4.示例意图：学生运用物理规律和数学知识，分析和解决实际问题，提高应用能力。

动势或感应电流方向就改变一次D.线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零例 3. 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生的交变电流的图象如图所示，由图可知( )A.在A和C 时刻线圈处于中性面位置B.在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零C.从A～D线圈转过的角度为2πD.若从O～D历时0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变100次。

例 4.如图，有一个正方形线圈的匝数为10匝，边长为20 cm，线圈总电阻为1 Ω，线圈绕OO′轴以10πrad/s的角速度匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为0.5 T．求：(1)该线圈产生的交变电流的电动势峰值、电流的峰值分别是多少？(2)若从中性面开始计时，写出感应电动势随时间变化的表达式。

例3.相互讨论解决，请一位同学分析回答问题，师生共同评价。

例4.学生独立完成，请一位同学在黑板上展示，师生共同评价。

微课展示1’从能量守恒的角度，理解电能的来源。

实际水轮机的发电、传输过程。

观看微课播放微课小结课堂内容1’梳理和归纳课堂知识。

1.知道交变电流的定义；2.知道中性面的概念；3.知道交流电是怎样产生的；4.掌握交流电的变化规律及图象；5.会运用正弦交流电的瞬时表达式和图象解决相关问题。

师生互动，共同归纳。

课堂练习5’巩固课堂内容。

完成导学案上的练习题。

学生练习布置作业巩固课堂内容。

完成导学案上的习题。

学生课后完成十、课后反思：《交变电流》这节课是电磁感应原理的具体应用，涉及到发电机的发电原理，尤其是应用法拉第电磁感应定律推导正弦式交变电流的表达式，这个过程对大多数同学来说显得非常困难，所以在推导讲解过程中尽可能的细致，这也是锻炼提升学生思维能力的好机会。

讲课中有一些新的物理概念需要强调深入理解和应用，如中性面，峰值，瞬时值等。