(精品)高二物理选修3-2第四章第4节《法拉第电磁感应定律》学案
1.(精品)高二物理选修3-2第四章第4节《法拉第电磁感应定律》学案 篇一
学校:临清实高
学科:物理
编写人:郑立敬
审稿人:侯智斌
选修3-2第五章第2节《描述交变电流的物理量》教学设计
一、教材分析
本节教学要让学生知道,上节用图像对交变电流的描述是全面的、细致的。由于交变电流的电压、电流等的大小和方向都随时间做周期性变化,就需要一些特殊的物理量来描述它在变化中的不同方面的特征。这就是本节要提到的描述交变电流的物理量。
二、教学目标
1.知识目标:
(1)理解交变电流的周期、频率含义,掌握它们相互间关系,知道我国生产和生活用电的周期(频率)的大小.
(2)理解交变电流的最大值和有效值的意义,知道它们之间的关系,会应用正弦式交变电流有效值公式进行有关计算.
(3)能利用有效值定义计算某些交变电流的有效值 2.能力目标:
(1)培养学生阅读、理解及自学能力.
(2)使学生理解如何建立新的物理概念而培养学生处理解决新问题能力.(3)培养学生应用数学工具处理解决物理问题的能力.
3.情感、态度和价值观目标:
(1)由用电器铭牌,可介绍我国近几年的经济腾飞,激发学生爱国精神和为建设祖国发奋学习的精神.
(2)让学生体会对称美.
三、教学重点难点
重点:交流电的有效值、最大值、频率、周期的理解
难点:
1、交变电流有效值概念既是重点又是难点,通过计算特殊形式的交变电流的有效值来体会和掌握它的定义。
2、交变电流瞬时值确定使学生感到困难,通过例题分析使学生学会借助数学工具处理解决物理问题的能力。
四、学情分析
学生是教学过程中的主体,这个时候的学生已经知道了交变电流的一些特点和一些描述物理量,但是大多数学生的抽象思维和空间想象能力还比较低,对物理现象和知识的理解、判断、分析、和推理常常表现出一定的主观性、片面性、和表面性,这就要求在教学过程中合理安排、指导和引导学生突出重点、突破难点,提高学生分析、归纳、及抽象思维能力。
五、教学方法
1、启发式综合教学法
2、学案导学:见后面的学案
六、课前准备
1.学生的学习准备:结合学案预习本节内容。
2.教师的教学准备:教具的准备(投影仪、交流发电机模型、演示电流表),学案的准备
七、课时安排:1课时
八、教学过程
1、预习检查
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
2、情景导入,展示目标
教师提出问题:下面各个图的不同。
大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流,简称交流电.如图所示(b)、(c)、(e)所示电流都属于交流,其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流.如图(b)所示.而(a)、(d)为直流,其中(a)为恒定电流.
通过看图,要想知道不同类型电流不同方面的特点,需要知道描述交流电的物理量,从而引入本节内容。
3、合作探究,精讲点拨
探究一:表征交变电流大小物理量
指导学生阅读教材,通过小组讨论明确该问题。
①瞬时值:对应某一时刻的交流的值,用小写字母表示,e,i,u. ②峰值:即最大的瞬时值用大写字母表示,Em,Im,Um.
EmREmNSB,Im.
注意:线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时,所产生感应电动势的峰值为EmNSB,即仅由匝数N,线圈面积S,磁感强度B和角速度四个量决定.与轴的具体位置,线圈的形状及线圈是否闭合都是无关的. ③有效值:
ⅰ、意义:描述交流电做功或热效应的物理量
ⅱ、定义:跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值. ⅲ、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是UUm2;IIm2.注意:正弦交流的有效值和峰值之间具有UUm2;IIm2的关系,非正弦(或余弦)交流无此关系,但可按有效值的定义进行推导,如对于正负半周最大值相等的方波电流,其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的,因而其有效值即等于其最大值.即IIm. ⅳ、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值;交流电流表和交流电压表的读数是有效值.对于交流电若没有特殊说明的均指有效值. ⅴ、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值.
交流电的有效值计算Q1Q2
④峰值、有效值、平均值在应用上的区别.
峰值是交流变化中的某一瞬时值,对纯电阻电路来说,没有什么应用意义.若对含电容电路,在判断电容器是否会被击穿时,则需考虑交流的峰值是否超过电容器的耐压值.
交流的有效值是按热效应来定义的,对于一个确定的交流来说,其有效值是一定的.而平均值是由公式Ent确定的,其值大小由某段时间磁通量的变化量来决定,在不同的时间段里是不相同的.如对正弦交流,其正半周或负半周的平均电动势大小为:
En2BsT22nBs,而一周期内的平均电动势却为零.在计算交流通过电阻产生的热功率时,只能用有效值,而不能用平均值.在计算通过导体的电量时,只能用平均值,而不能用有效值.
在实际应用中,交流电器铭牌上标明的额定电压或额定电流都是指有效值,交流电流表和交流电压表指示的电流、电压也是有效值,解题中,若题示不加特别说明,提到的电流、电压、电动势都是指有效值.
探究二:表征交变电流变化快慢的物理量
①周期T:电流完成一次周期性变化所用的时间.单位:s.②频率f:一秒内完成周期性变化的次数.单位:HZ.③角频率:就是线圈在匀强磁场中转动的角速度.单位:rad/s.2④、角速度、频率和周期的关系:2f
T探究三:疑难辨析
交流电的电动势瞬时值和穿过线圈面积的磁通量的变化率成正比.当线圈在匀强磁场中匀速转动时,线圈磁通量也是按正弦(或余弦)规律变化的,若从中性面开始计时,t0时,磁通量最大,应为余弦函数,此刻变化率为零(切线斜率为零),tT4时,磁通量为零,此刻变化率最大(切线斜率最大),因此从中性面开始计时,感应电动势的瞬时表达式是正弦函数,如上图(a)(b)所示分别是mcost和eEmsint.
4、反思总结,当堂检测
教师组织学生反思本节课的内容,并总结学到的知识。利用学案进行当堂检测,引导学生构建知识框架并反馈学习情况。
5、发导学案,布置预习
九、板书设计
描述交变电流的物理量
一、表征大小的物理量
1、瞬时值
2、峰值
3、有效值
二、表征变化快慢的物理量
1、周期
2、频率
3、角频率
三、疑难解析
峰值、有效值、平均值在应用上的区别
十、教学反思
本节课的教学设计体现了新课程理念,以培养和发展能力为着眼点,以掌握物理研究方法和物理思维方法为依据。
本课的设计采用了课前下发预习学案,学生预习本节内容,找出自己迷惑的地方。在课堂处理中,有效值作为本节课的重点与难点,不仅仅要在课堂上详细讲解,还要督促学生在课下多思考,利用练习题加以巩固。以达到对概念的深刻理解。
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