(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

2024-06-22

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．

EmREmNSB,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EmNSB，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UUm2；IIm2.注意：正弦交流的有效值和峰值之间具有UUm2；IIm2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IIm． 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Q1Q2

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Ent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：

En2BsT22nBs，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.2④、角速度、频率和周期的关系：2f

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，t0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），tT4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mcost和eEmsint．

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