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?交變電流?教學(xué)設(shè)計(jì)與教學(xué)反思
隴西一中 唐月有 748100
一、教材分析
交變電流知識(shí)對生產(chǎn)和生活關(guān)系密切,有廣泛的應(yīng)用,考慮到高中階段只對交流電的產(chǎn)生、描述方法、根本規(guī)律作簡要的介紹,這些知識(shí)是已學(xué)過的電磁感應(yīng)的引伸,所以在教學(xué)過程中對開闊學(xué)生思路、提高能力是很有好處的。
為了適應(yīng)學(xué)生的承受能力,教材采取從感性到理性、從定性到定量逐漸深入的方法講述這個(gè)問題.教材先用教具演示矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生交流電,以展示交流電是怎樣產(chǎn)生的.并強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生觀察教材圖5.1-3所示線圈通過甲、乙、丙、丁四個(gè)特殊位置時(shí),電流表指針變化的情況,分析電動(dòng)勢和電流方向的變化,這樣學(xué)生就
2、會(huì)對電動(dòng)勢和電流的變化情況有個(gè)大致的了解.然后讓學(xué)生用右手定則獨(dú)立分析線圈中電動(dòng)勢和電流的方向.這樣能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,培養(yǎng)學(xué)生的觀察和分析能力。
關(guān)于交變電流的變化規(guī)律,教材利用上章學(xué)過的法拉第電磁感應(yīng)定律引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)展推導(dǎo),得出感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值和最大值的表達(dá)式,進(jìn)而根據(jù)閉合電路歐姆定律和局部電路歐姆定律推出電流與電壓瞬時(shí)值與最大值的表達(dá)式。
二、教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能
〔1〕知道什么是交變流電。并理解交變電流的產(chǎn)生原理,知道什么是中性面。
〔2〕掌握交變電流的變化規(guī)律,及表示方法。
〔3〕理解交變電流的瞬時(shí)值和最大值及中性面的準(zhǔn)確含義。
〔4〕知道幾種常見的交變電流。如
3、正弦式交變電流、鋸齒形交變電流、矩形脈沖電流。
2、過程與方法
〔1〕掌握描述物理量的三種根本方法〔文字法、公式法、圖象法〕。
〔2〕培養(yǎng)學(xué)生觀察能力,空間想象能力以及將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖形的能力。
〔3〕培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決處理物理問題的能力。
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)
結(jié)合實(shí)際情況培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的思想.
三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn):1、交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析.
2、交變電流的變化規(guī)律的圖象描述。
難點(diǎn):1、交變電流的變化規(guī)律及應(yīng)用.
2、圖象與實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的一一對應(yīng)關(guān)系的理解。
四、學(xué)情分析
學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng),理解了導(dǎo)體切割磁場會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢
4、。在此根底上學(xué)習(xí)交變電流,對于理解還是很符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律的。但這是新的概念,鑒于學(xué)生承受能力的不同,講解時(shí)還需詳細(xì),加強(qiáng)引導(dǎo)。更是采用多媒體教學(xué)的手段,以便更直觀更立體的讓學(xué)生承受。
五、教學(xué)方法
情景教學(xué)法 實(shí)驗(yàn)教學(xué)法 類比教學(xué)法 互動(dòng)探究教學(xué)法
六、課前準(zhǔn)備
1.學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備:通過預(yù)習(xí),初步了解一些知識(shí)
2.教師的教學(xué)準(zhǔn)備:多媒體課件制作,課前預(yù)習(xí)學(xué)案,準(zhǔn)備教具
七、課時(shí)安排:1課時(shí)
八、教學(xué)過程
(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑?!?分鐘〕
檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑,使教學(xué)具有了針對性。
〔二〕情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)?!?分鐘〕
利用多媒體課件展示目標(biāo)
5、出示單相交流發(fā)電機(jī),引導(dǎo)學(xué)生首先觀察它的主要構(gòu)造.
1、[演示]教師手搖發(fā)電機(jī)模型.第一次發(fā)電機(jī)接小燈泡.當(dāng)線框緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小燈泡不亮;當(dāng)線框快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小燈泡一閃一閃的。第二次發(fā)電機(jī)接上示教電流計(jì),當(dāng)線框緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)〔或快速擺動(dòng)〕,電流計(jì)指針左右擺動(dòng).
2、思考問題:線圈中產(chǎn)生的是什么樣的電流.
〔引導(dǎo)學(xué)生答復(fù):這種電流就是我們家里電路中的電流,它的大小和方向都隨時(shí)間做周期性的變化,這樣的電流叫交變電流。如果方向不隨時(shí)間變化的電流稱為直流電。交流電和直流電之間可以相轉(zhuǎn)換?!?
注:教師手搖發(fā)電機(jī)的速度有所改變,一次快一次慢。
觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,思考為什么會(huì)有這樣的現(xiàn)象產(chǎn)生。從而引入交變電流。
6、
〔三〕合作探究、精講點(diǎn)撥?!?0分鐘〕
探究問題
1、為什么矩形線框在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線框里能產(chǎn)生交變電流.
多媒體課件打出以下圖.
2、abcd線框在磁場中繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),哪些邊切割磁感線.
3、線框轉(zhuǎn)到什么位置,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢最大.
4、線框轉(zhuǎn)動(dòng)到什么位置時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢最小.
利用多媒體課件,屏幕上打出中性面概念:
1.中性面——線框平面與磁感線垂直位置.
2.線圈處于中性面位置時(shí),穿過線圈Φ最大,但e =0.
3.線圈越過中性面,線圈中I感方向要改變.線圈轉(zhuǎn)一周,感應(yīng)電流I感方向改變兩次.
4、如果從中性面開場計(jì)時(shí),逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度ω,經(jīng)時(shí)間t,
7、線圈轉(zhuǎn)到圖示位置,ab邊與cd邊的速度方向與磁場方向夾角為θ=ωt,屏幕上打出線圈水平投影圖,如以下圖.設(shè)ab=cd=l1 磁感應(yīng)強(qiáng)度B,bc=ad=l2
這時(shí)ab邊E感多大.
5、cd邊中E感跟ab邊中感應(yīng)電動(dòng)勢大小一樣,
又是串聯(lián)在一起,此時(shí)整個(gè)線框中感應(yīng)電動(dòng)勢多大.(學(xué)生推導(dǎo),教師點(diǎn)撥)
教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié),屏幕上打出:
1.在勻強(qiáng)磁場中,勻速轉(zhuǎn)動(dòng)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢及感應(yīng)電流是按正弦規(guī)律變化的.
瞬時(shí)表達(dá)式:e=Bl1l2ωsinωt=BSωsinωt
N匝線圈時(shí),相當(dāng)于N個(gè)完全一樣的電源來個(gè)串聯(lián),e=NBSωsinωt.
其中最大值Em=NBSω
線框和用電器構(gòu)成回路i
8、= = sinωt
最大值Im=
2.屏幕上使線圈轉(zhuǎn)動(dòng),如轉(zhuǎn)θ=ωt=60°,150°,210°,300°時(shí),請學(xué)生分別計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向.
最后將學(xué)生計(jì)算結(jié)論總結(jié):e=Emsinωt,既能表示電動(dòng)勢大小,又能表示電動(dòng)勢方向.
由于上面介紹的發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢按正弦規(guī)律變化,所以當(dāng)負(fù)載為電燈等用電器時(shí),負(fù)載兩端的電壓u、和流過的電流i,也按正弦規(guī)律變化,即
U= Umsinωt,
i=Imsinωt
這種按正弦規(guī)律變化的交變電流叫做正弦式交變電流簡稱正弦式電流。
舉例:〔5分鐘〕
一臺(tái)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值為311 V,線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度是
9、100πrad/s.
〔1〕寫出感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式.
〔2〕假設(shè)該發(fā)電機(jī)只與含電阻的負(fù)載組成閉合電路,電路中的總電阻為100 Ω,試寫出通過負(fù)載的電流強(qiáng)度的瞬時(shí)表達(dá)式.在t=s時(shí)電流強(qiáng)度的瞬時(shí)值為多少.
思考問題:結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí),能否在直角坐標(biāo)系中畫出正弦式電流的圖像.〔如以下圖〕
[演示]用示波器顯示照明電路的電壓波形.分析波形曲線特點(diǎn),如以下圖.
閱讀書本p32頁最后一段。知道還有其它形式的交流電。如鋸齒波、脈沖波等。
〔四〕反思總結(jié),當(dāng)堂檢測?!?分鐘〕
教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要容,并進(jìn)展當(dāng)堂檢測。
〔五〕發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。
布置下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè),并對本節(jié)
10、課穩(wěn)固提高。
九、板書設(shè)計(jì)
交變電流
十、教學(xué)反思
新頒發(fā)的普通高中?物理新課程標(biāo)準(zhǔn)?指出:物理課程的總目標(biāo)不僅是讓學(xué)生學(xué)習(xí)物理根底知識(shí)和技能,更要讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法,開展自主學(xué)習(xí)能力,并能將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐中,為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),新課程標(biāo)準(zhǔn)中最大的特點(diǎn)就是將課堂容與大量的探究活動(dòng)〔課或課外〕有機(jī)的聯(lián)系起來,探究活動(dòng)成了課堂教學(xué)中不可缺少的一環(huán)。
交變電流知識(shí)對生產(chǎn)和生活關(guān)系密切,有廣泛的應(yīng)用,考慮到高中階段只對交流電的產(chǎn)生、描述方法、根本規(guī)律作簡要的介紹,這些知識(shí)是已學(xué)過的電磁感應(yīng)的引伸,所以在教學(xué)過程中對開闊學(xué)生思路、提高能力是很有好處的。
〔一〕成功之處
1、
11、交流與直流有許多相似之處,也有許多不同之處。這既是學(xué)習(xí)、了解交流電的關(guān)鍵,也是學(xué)習(xí)、研究新知識(shí)的重要方法.在與的知識(shí)做比照中學(xué)習(xí)和掌握新知識(shí)特點(diǎn)的方法,是物理課學(xué)習(xí)中很有效和很常用的方法。在學(xué)習(xí)交變電流之前,應(yīng)幫助學(xué)生理解直流電和交流電的區(qū)別。其區(qū)別的關(guān)鍵是電流方向是否隨時(shí)間變化。同時(shí)給出了恒定電流的定義——大小和方向均不隨時(shí)間變化。
2、采用“實(shí)驗(yàn)探究〞模式,有效調(diào)動(dòng)學(xué)生多種感官,開展學(xué)生多元智能,面向全體學(xué)生,讓具有不同特點(diǎn)的學(xué)生都能得到開展,注重因材施教。對于交變電流的產(chǎn)生,課本采取由感性到理性,由定性到定量,逐步深入的講述方法。為了有利于學(xué)生理解和掌握,教學(xué)中要盡可能用示波器或模型或
12、多媒體課件配合講解。教學(xué)中讓學(xué)生觀察教材中的線圈通過4個(gè)特殊位置時(shí)電表指針的變化情況,分析電動(dòng)勢和電流方向的變化,使學(xué)生對線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周中電動(dòng)勢和電流的變化有比較清楚的了解。
3、用圖像表示交變電流的變化規(guī)律,是一種重要方法,它形象、直觀、學(xué)生易于承受。在學(xué)生已有的圖像知識(shí)的根底上,較好地掌握這種表述方法。更要讓學(xué)生知道,交變電流有許多種,正弦電流只是其中簡單的一種。課本中用圖示的方法介紹了常見的幾種,以開闊學(xué)生思路,但不要求引伸。
4、在這一節(jié)中學(xué)生要第一次承受許多新名詞,如交變電流、正弦電流、中性面、瞬時(shí)值、最大值〔以及下一節(jié)的有效值〕等等.要讓學(xué)生明白這些名詞的準(zhǔn)確含義。特別是對中性面
13、的理解,要讓學(xué)生明確,中性面是指與磁場方向垂直的平面。當(dāng)線圈位于中性面時(shí),線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢為零,線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程過中性面時(shí),其中感應(yīng)電動(dòng)勢方向要改變。
5、課本上介紹的交變電流的產(chǎn)生,實(shí)際上是正弦交流電的產(chǎn)生。以矩形線框在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)為模型,以線框通過中性面為計(jì)時(shí)起點(diǎn),得到電動(dòng)勢隨時(shí)間滿足正弦變化的交變電流。這里可以明確指出,電動(dòng)勢的最大值由線框的匝數(shù)、線框面積、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度和磁感應(yīng)強(qiáng)度共同決定.
6、采用多媒體技術(shù),免去板書時(shí)間,大大提高課堂教學(xué)效率。
〔二〕問題反思
1、學(xué)生能力因人而異,在推導(dǎo)規(guī)律過程中,少數(shù)學(xué)生不能按時(shí)完成,影響對后續(xù)知識(shí)的理解。但探究模式為大勢所趨,教師最好不要代替學(xué)生進(jìn)展推導(dǎo)。要讓學(xué)生逐漸適應(yīng)探究學(xué)習(xí),提高獨(dú)立研究問題的能力,有困難的學(xué)生可課后單獨(dú)指導(dǎo)。
2、課堂容量較大,既有理論推導(dǎo),又有猜想討論,還有實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。教師要宏觀調(diào)控,合理分配時(shí)間。重點(diǎn)在弄清根本原理,不能增加其它例題,留待后續(xù)解決。
3、對于電子白板的應(yīng)用,我們學(xué)校正在安裝調(diào)試,師生運(yùn)用不熟練,有待學(xué)習(xí)提高。
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