正弦交流电的物理量教
学设计
-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
“四六三职场导学”教学设计
专业：机械数控
学科：电工电子技术与技能
课题：正弦交流电的物理量
教师：彭文岚
《正弦交流电的物理量》教学设计
一、任务描述
本节课选自中等职业教育规划教材《电工电子技术与技能》第三章《交流电路》第1节《正弦交流电》。

本节主要讲解表征正弦交流电的各物理量的概念、意义、计算，这几方面为后续学习做好了基础，对应用和生产实践也有着重要的指导意义，所以本节内容是本章重点和难点之一。

二、教学目标及重难点
1.知识目标
1）掌握正弦交流电的三要素；
2）掌握周期、频率和角频率之间的关系；
3）理解有效值和相位差的概念；
2.能力目标
1）掌握交流电路概念；
2）学会分析简单电路。

3.情感目标
通过本节课教学，提高学生学习电学知识的热情。

4.重点难点
重点：掌握周期、频率和角频率之间的关系。

难点：理解有效值和相位差的概念。

三、教学资源
白板课件字母卡片
四、教学方法
主要采用任务驱动法、讲授法、小组讨论等教学方法，体现“教为主导，学为主体”的教学原则。

通过教师创设形象生动的教学氛围，让学生能主动参与，积极探究，善于思考，协作学习，从而提高学生分析问题，解决问题的能力。

五、教学过程
1.组织教学（2分钟）
老师提前三分钟进入教室，课前一分钟提醒学员准备上课，以小组为单位，整理地面、桌面、清点人员。

老师向学生问好：“各位优秀的同学，大家好”学生回答：“好，很好，非常好！”。

听到大家响亮的回答，我能感觉到大家的状态是真的非常好，希望大家将这种非常好的状态保持90分钟。

因为我们今天要学习难度比较大但是又很重要的一部分知识：正弦交流电的基本物理量。

通过这节课的学习，你需要达到四个目标：1）掌握正弦交流电的三要素；2）掌握周期、频率和角频率之间的关系；3）理解有效值和相位差的概念；4）学会分析简单电路。

设计说明：通过师生间的问候，拉近彼此的距离，并为之后的知识输入做好铺垫。

2. 导入新课（8分钟）
每组出一名同学进行“萝卜蹲”游戏，通过游戏对之前所学的物理量进行复习，引发学生学习兴趣，从而导入新课课题——正弦交流电的基本物理量。

游戏规则：每组出一名同学，通过抽牌决定代表的物理量，开始游戏。

扮演XX的同学念“XX蹲， XX蹲， XX蹲完YY蹲”，并做出相应动作， XX完成后YY立即跟上，念“YY蹲，YY蹲，YY蹲完ZZ蹲”。

设计说明：通过热身游戏既提高了学生的学习兴趣，使学生上课注意力更为集中，同时又复习了以前所学知识，可谓是一举两得。

注：对最后胜出的两名同学给予爱的鼓励，并给其所在的小组加分。

3.复习旧知（8分钟）
教师提问：（1）什么是直流电，交流电？学生思考后回答。

明确了直流电和交流电的定义之后，讨论：你的身边有哪些直流用电器和交流用电器？
（2）正弦交流电是如何产生的？学生思考后回答。

教师总结：正弦交流电的产生遵循电磁感应定律。

设计说明：温故而知新，讨论的加入使学生对交流电的认识更为深刻。

4.检查学生预习情况（3分钟）
教师：课后让大家自己预习一下这部分内容，大家预习了吗？
学生：预习了。

教师：我来检查一下大家预习的怎么样？下面三个问题会的同学请抢答。

问题1：课本上讲了几个表征正弦交流电的物理量？
问题2：周期的符号是什么？
问题3：正弦交流电的三要素是什么？
5.讲授新课（40分钟）
知识点一：表征正弦交流电大小的物理量——瞬时值、最大值、有效值
（1）瞬时值：正弦交流电在某一瞬间的数值，用小写字母表示，如i、u、e等。

（2）最大值：正弦交流电变化时出现的最大瞬时值，用带下标m的大写字
母表示，如I
m 、U
m
、E
m
等。

（3）有效值：有效值是根据电流热效应原理来确定的。

将直流电流I和交流电流i分别通过同一电阻R，如果在相同的时间内产生的热量相等，则此直流电的数值即为该交流电的有效值。

有效值用大写字母表示，如I、U、E等。

e=E m sin(ωt+φ0)
瞬时值表达式u=Umsin(ωt+φ0)
i=I m sin(ωt+φ0)
E≈0.707E m
有效值与最大值关系U≈0.707U m
I≈0.707I m
（4）练习：闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈中产生的交变电动势的瞬时值表达式为e=311sin(314t)V。

则此交流电的最大值为（），有效值为（）。

知识点二：表征正弦交流电变化快慢的物理量——周期、频率、角频率
（1）周期：正弦交流电按正弦规律变化，每完成一个循环所需要的时间称为周期，用符号T表示，单位为s（秒）。

（2）频率：正弦交流电1s内完成的周期数称为频率，用符号f表示，单位为Hz（赫兹）。

（3）角频率：正弦交流电在单位时间内变化的弧度数称为角频率，用符号ω表示，单位为rad/s（弧度/秒）。

（4）练习：我国生产和生活用工频交流电的频率为50Hz，周期T＝_______s，角频率ω＝_______rad/s。

知识点三：表征正弦交流电初始状态的物理量——初相位
（1）相位：式e=Emsin（ωt+φ0）中的（ωt+φ0）称为相位。

相位是随时间变化的角度。

（2）初相位：t=0时的相位叫做初相位，即φ0。

初相位决定了交流电的起始状态。

（3）相位差：两个同频率的正弦量的相位之差叫做相位差。

当φ1>φ2，即φ>0时，称i1超前i2，或i2滞后i1；
当φ1<φ2，即φ<0时，称i1滞后i2，或i2超前i1；
当φ1=φ2，φ=0时,称i1与i2同相；
当φ=±π或±180°时,称i1与i2反相；
当φ=±π/2或±90°时,称i1与i2正交。

（4）练习：u1= 311sin(314t-30) V，u2= 311sin(314t+60)V，写出其相位差，指出哪个超前，哪个滞后？
设计说明：讲练结合，每讲完一个知识点即有一道练习题，要求学生通过小组协作完成练习题，并请学生回答及讲解解答方法，及时掌握学生学习情况。

6.检验反馈（20分钟）
（1）趣味练习——连连看
已知正弦电压解析式：u=20sin（100πt+π/3）V
求：最大值Um、角频率ω、周期T、频率f、初相位φ0
注：本题完成步骤为：学生独立解答--上台展示结果--讲解解题方法--小组评价完成情况。

（2）分组竞赛
组织一场课堂的竞答比赛，将学生分为甲乙两组，每组准备几个关于本节内容的题目写在纸条上。

公布竞答的规程：本组出的题目由对方组答题，两组依次答题，不看书答题并且正确者为本组加3分，看书回答正确者加1分，回答错误者不得分。

如果出题方所出题目超出本节范围，出题组倒扣1分。

最后
以得分多少判定胜负。

7.知识拓展（5分钟）
（1）我国电力系统的供电频率为50Hz（称为工频），少数国家如美国、日本采用60Hz的频率。

（2）我们通常所说家庭照明电路的电源电压为220V就是指有效值，多数电器产品铭牌上标注的额定电压、额定电流，用交流电流表、电压表测量出来的数值也都是有效值。

（3）三位点亮世界的电力巨人
设计说明：理论联系实际，通过设置悬念：“你想知道爱迪生和特斯拉之间发生了什么吗？请大家回去查一查，下节课我们来讲这个故事。

”给学生一个想上下节课的期盼。

8.总结（4分钟）
教师提问：这节课你有什么收获？学生小组讨论总结本节所学知识，通过自主总结加深对所学知识的理解。

六、教学评价（3分钟）
先让学生自己评价一下这节课的表现及对所学知识的掌握情况，再有学生评价出表现最好的小组，最后老师总结并评价各个小组并给最好的小组予以奖励。

七、课后作业（1分钟）
请同学们完成《学习指导与练习》P34一、2、3、4二、1、2、3
八、教学反思
通过多媒体教学软件与传统教学相结合，使教学过程更生动、直观，学生更易接受及产生学习兴趣。

通过竞赛方式让学生自主检验学习成果，提高了学生的积极主动性。

附件：教学任务书，学生工作页
机械数控教学部工作过程系统化
教学任务书
科目：电工电子技术与技能教师：彭文岚
机械数控教学部工作过程系统化
学生工作页
题目：____________________________ 科目：教师：____________ 小组组长：_____________ 班级：_____________ 日期：____________
小组成员：_______________________________________
要求：根据任务书的相关要求，完成工作页各项内容的填写。