A3-1《交变电流是怎样产生的》主题说明.doc

交变电流是怎样产生的主题说明基本信息县（市、区）学校 姓名学科 物理能力维度学情分析 R教学设计 学法指导 学业评价所属环境R多媒体教学环境 混合学习环境 智慧学习环境 微能力点A3演示文稿设计与制作教学环境希沃5课题名称交变电流是怎样产生的主要内容交变电流是怎样产生的一、教学内容分析：交变电流是怎样产生的的是学习电磁感应、楞次定律后的进一步研究，是电磁感应现象的具体应用，所以本章是前一章的延续和发展。另一方面，交变电流知识与生产和生活的关系密切，有着广泛的应用，本节实验探究知识是全章的理论基础，有着承上启下的作用。二、学生情况分析：学生已经学习了电磁感应、楞次定律两个章节，再来学习交流电一章。可以利用学过的法拉第电磁感应定律、右手定则，引导学生进行分析判断感应电流的大小和方向，得出感应电动势的瞬时值和最大值的表达式，进而根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律推出电流与电压瞬时值与最大值的表达式。在本节学生第一次接触到许多新名词，如:交流电、正弦交流电、中性面、瞬时值等。要让学生搞清楚这些名词的准确含义。三、教学设计思想：本设计包括交流电如何产生及交流电变化规律两部分内容。基本思路：从演示实验入手，对交变电流有初步认识：大小、方向不断变化。进一步分析：为何会产生这种电流，抓住几个特殊位置引导学生分析。继续深入探究：这种电流变化规律怎样，观察实验仪器，结合实验探究找出发电机的工作原理，引导学生分析一般位置，推理出交变电流的变化规律。最后画出正弦交流电波形图产生过程，加深学生印象。动手操作观察测量，认识科学知识的本质。本设计要突破的重点是：如何分析交流电的产生过程。方法是： 动手探究线圈转动过程中几个特殊位置，观察测量结果，学生讨论分析，画出平面图，最后在同一幅图中进行对比总结，从而了解在线圈匀速转动的过程中，如何产生交变电流。本设计要突破的难点是：交变电流的变化规律。方法是：先回顾导体棒垂直磁场，如果速度与磁场有一个夹角时，如何求产生的感应电动势，同时设置几个问题降低学生动手推导的难度。本设计强调问题提出，学生动手探究思考分析，教师指导等多种教学策略的应用，强调通过学生主动参与，在探究过程中获取知识，培养学生的学习兴趣。创设真实的情境形成物理观念，学会运用物理观念解决实际问题，培养学生空间想象能力和抽象思维能力，应用数学知识综合解决物理问题的综合能力。在实验探究过程中凸显科学思维，融入科学态度与责任，训练学生科学的思维方法，培养学生物理核心素养。四、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掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）。2培养学生科学探究能力，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、态度与价值观通过科学实验探究和观察，激发学习兴趣，训练学生科学的思维方法，融入科学态度与责任，培养学生物理核心素养。五、教学重点、难点 重点：1、交变电流产生的物理过程的分析。2、交变电流的变化规律。难点：学生推导交变电流的变化规律。六、教学方法 科学探究、演示法、讨论法、分析法、归纳法七、教学资源 1、实验仪器：手摇发电机、灵敏电流计、显波器2、信息化平台：投影仪、网络教室、多媒体教学课件八、教学程序设计教学程序教 师 活 动学生活动教学资源创设情境引入新课1.展示美丽的夜景图2.复习巩固电磁感应定律3.直流电、交流电观察学生观察猜测：水电站现象观察提出问题几张水电站图片、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发电机的原理及构造手摇发电机问题一：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、分类并叫一学生代表手摇发电机学生情绪高涨，积极参与，交流电是如何产生的手摇式发电机、灵敏电流表、等效法是一种常用的科学思维方法，即保证效果相同，将复杂问题简单化，从而抓隹事物本质，找出规律的方法。问题：产生的电流有什么特点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小结：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】交变电流是怎样产生的学生阅读书本教师：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？BACD3、如何研究周期性运动？线圈转动到各个位置时感应电动势是最大还是最小？线圈线过各位置时瞬间电动势的方向如何？矩形线圈4条边都在磁场中，是否所有边都切割磁感线？是否会出现抵消现象？学生探究交流电的产生，讨论并回答问题。模型建构 分析N匝线圈的理想化过程，结合导体棒切割磁感线发电实验，理清线圈在有磁场中转动相当于多根导体棒做切割磁感线的运动。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：怎样产生交变电流科学思维能力包括科学推理的能力，能够正确理解和应用归纳推理、类比推理、组合推理、相关推理、因果推理等推理形式，以及分析与综合、抽象与概括、比较与分类的思维方法等科学思维方法，从定性和定量两个方面进行科学推理、找出规律、形成结论，并能解决实际问题。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，介绍中性面的特点OadvvB【板书】中性面：BS 最大e=o【板书】垂直中性面：BS =0科学推理学生分成三组，分别画乙、丙、丁位置的侧视图。利用实物投影仪，把部分学生作业展示出来。乙vOadvB2、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。学生分析：电流方向：d-c-b-a电动势大小：eab=ecd=BL1ve=2BL1v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：交变电流的产生中性面e=o中性面e=oOadvvBOadvvBdvvOadBOavBe=2BL1v电流方向：d-c-b-ae=2BL1v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、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。VV学生推导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3、总结：线圈在匀强磁场中匀速转动，产生正弦函数规律的交流电【板书】1、电动势按正弦规律变化 2、电流按正弦规律变化 学生观看交流电图像概念建构：学生运用对比的方法分析信息得出：方向随时间作周期性变化的电流叫交变电流。示波器问题：闭合回路中电流的变化是否与感应电动势的变化规律同步？如何表示变化规律？学生观察：电刷夹在不同位置时流经灯泡的电流相同吗？实践创新新课教学课堂总结：（1） 矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈里会产生正弦式交变电流。（2） 中性面的特点。（3） 从中性面开始计时，感应电动势的瞬时值的表达式： 比学测学：.参观访问水东电站，并向技术人员了解电站运行情况，对外供电及工作情况。.课本P53页1、3、5题九、教学流程：1、教学流程图 观察，复习，探究，分析，应用。2、教学流程图说明活动一：展示水电站图片，提出问题：发电机的工作原理是什么？能否设计一台简易发电机？活动二：演示手摇发电机发电，利用电流计检测，产生大小、方向周期性变化的电流。活动三：动手探究测量线圈转动，引导学生抓住几个特殊位置，思考分析如何将立体图转化为平面图，利用已学知识分析，初步了解交变电流的产生过程。科学实验探究加深了解产生过程。活动四：通过几个思考题，引导学生分析，动手推导交变电流的产生规律。活动五：利用图画，展示交变电流波形图的形成过程，进一步感受正余弦式交流电。活动六：进行知识检测，布置作业。3、教学主要环节本设计采用演示-初步分析-科学探究-深入分析-图画演示-应用的模式组织教学，整个教学过程可分为四个主要的教学环节：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：科学实验探究，抓住几个特殊位置分析，了解为什么产生。第三环节：深入理论分析，了解交变电流的变化规律。第四环节：用图画展示交变电流波形图十、教学反思：交变电流是怎样产生的导学案1. 导体棒ab长度 L,垂直匀强磁场 B,匀速运动速度为 V，计算感应电动势的大小和方向VBa(b)BVa(b)BVa(b)2. 探究交变电流的产生中性面中性面的垂面位置线圈平面与磁场垂直线圈平面与磁场平行感应电动势 电流方向磁通量 磁通量变化率OadvBv3.BvOadv练习1关于中性面，下列说法正确的是()A线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零B线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大C线圈每经过一次中性面，感应电流的方向就改变一次D线圈每转动一周经过中性面一次，所以线圈每转动一周，感应电流的方向就改变一次3.探究交变电流的变化规律练习2. 有一10匝正方形线框，边长为20 cm，线框总电阻为1，线框绕OO轴以10rad/s的角速度匀速转动，如图所示，垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5T(1)该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最大值分别是多少？(2)线框从图示位置转过60°时，感应电动势的瞬时值是多大？(3)写出感应电动势随时间变化的表达式练习3.匀强磁场B,矩形线圈逆时针绕中轴匀速转动，角速度为, ab、cd长度L1，ad、bc长度为L2，线圈从中性面 开始转动，经过时间t求：穿过线圈的磁通量是多少 ？教学对象 高二教学重点1、交变电流产生的物理过程的分析。2、交变电流的变化规律。学习难点学生推导交变电流的变化规律。自评等级R优秀 合格 不合格