5.2描述交变电流的物理量 教学案例资料

物理教学课例

【课题名称】：人教版物理选修3-2第五章第二节：

描述交变电流的物理量

【课题背景】：

一， 教学背景

本教学课例是在2013-2014学年度第二学期，庆阳第一中学高二（12）班进行的。我校的课堂教学主要实施的是“九段达标教学法”，体现了新课改的教学思想，凸显了以学生为主体的教学理念，极大地发挥了学生在学习中的主观能动性，有效地培养了学生的创新能力，在一定程度上也有效地树立了学生的正确价值观念。在“九段达标教学法”的开展中，该班的学生思维敏捷，课堂活动能力强，加之教师可以灵活地运用新的教学法，这些对本节内容的开展都是很有利的。

二， 教材内容及学情介绍

本章的标题是交变电流，所以学习任务会依照这一主题展开。在第一节，学生已经学习了交变电流的概念，并且了解了正弦式交变电流的产生过程，得到了正弦式交变电流的变化规律及对应的表达式。正弦式交变电流的大小和方向都随时间进行周期性变化，所以描述这种交变电流需要借助一些物理量，本节内容就是介绍这些物理量，其主要有：周期和频率，峰值和有效值，相位等。

学生对交变电流的知识内容是第一次学到，第一节的内容经过两节课的学习，大部分学生已经掌握的很好了。在这节内容的巩固作用之下，相信学生对交变电流已经有更深的认识，对描述交变电流的物

理量有更系统的理解。

三，教学分析

1. 教学目标:

（1）知道交变电流的周期和频率以及我国供电线路交变电流的周期和频率，了解它们与转子角速度ω的关系。

（2）知道交变电流和电压的最大值、瞬时值、有效值等及其关系。 （3）会用等效的方法计算交变电流的有效值，在自主学习过程中让学生体会研究物理问题的一个重要思想-----等效思想的应用。 （4）联系日常生活中的交变电流知识，培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识，并勇于探究与日常生活有关的物理学问题。 2. 教学重点难点：

周期、频率的概念；有效值的概念和计算。 3. 教学方法：

以学生的自主研究为主，学生的合作学习及教师的要点点拨为辅，推进学生对交变电流知识模块的学习进程。

【教学进程】：

[诊断补偿]：

教师活动：打开多媒体课件，展示本节课的标题： 5.2描述交变电流的物理量

“同学们，上节课我们学习了交变电流的基本概念，也得到了正弦式交变电流变化规律的表达式，现在请大家回顾一下。” 展示下一页幻灯片中的问题：

1.什么叫交变电流？什么叫正弦式交变电流？

2.正弦式交变电流的电动势瞬时值表达式是什么？电动势的最大值是什么？

学生活动：部分学生在思考问题的答案，部分学生在翻书找问题答案。(教师提问)

学生甲:“大小和方向都随时间做周期性变化的电流就是交变电流，按照正弦函数规律变化的交变电流就是正弦式交变电流。” 学生乙补充：“正弦式交变电流简称为正弦式电流。”

学生丙：“正弦式交变电流的电动势瞬时表达式应该是e ? E m sin ? t ，最大值是BSω。” 其他学生回答：“nBSω”。

教师活动：“通过大家对以上两个问题的回答，看来大家掌握的情况还是可以的。”

[投标导学]：

教师活动：“对交变电流的基本概况学习完之后，我们接下来的任务就是去进一步描述交变电流，所以本节课的主要任务就是学习描述交变电流的物理量。我们现在以以下几个问题为导向，开展本节课的学习内容。大家现在的任务是自己根据教材上的介绍回答这些问题，然后我们根据大家的回答情况，进行更深层次的讲解。” 在幻灯片上展示出相关问题： 投标导学：

（1）什么叫交变电流的周期？

（2）什么叫交变电流的频率？

（3）周期、频率、角速度的关系是什么？

（4）我国使用的交变电流的周期和频率各是多大？ （5）怎么理解峰值与有效值？

学生活动：学生自己阅读教材，并将问题的答案在教材上画出。

[探究交流]：

学生活动：学生相互讨论，互相交流自己的见解。 （教师提问幻灯片中的问题）

学生甲：“我们把交变电流完成一次周期性变化所需要的时间叫做它的周期。”

学生乙：“交变电流在1s内完成周期性变化的次数叫做频率。” 学生丙：“周期与频率互为倒数，T等于f分之1，ω等于T分之2π，ω等于2π乘以f。”

学生丁：“我国的交流电周期是0.02s,频率是50Hz。”

学生戊：“交变电流的峰值是电流或电压能达到的最大数值，可以用来表示电流的强弱或电压的高低。再说一下有效值吧，让交流与一个恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交流的而一个周期内它们产生的热量相等，而这个恒定电流是I,电压是U，我们就把I,U叫做这个交流的有效值。”

教师活动:“大家的回答基本到位了，但是也有一些瑕疵，下面我们一起来做些补充。”

[启发精讲]:

教师活动：将幻灯片上的知识点展开，针对学生的回答，做些补充与校正。

第一部分：周期与频率

“我们知道，交变电流的大小和方向都随时间做周期性变化，周期就是交变电流完成一次周期性变化所用的时间，用T表示，单位是s。频率就是单位时间内完成周期性变化的次数，用f表示，单位是Hz。周期与频率互为倒数，角速度ω等于频率的2π倍。” “我国的交变电流频率是50Hz，周期是0.02s。” 在幻灯片上展示刚才的知识内容。 第二部分：峰值和有效值

教师活动：“交变电流的峰值是它能达到的最大值，可以用来表示电流的强弱或电压的高低。我们所说的电容器的耐压值应该对应交流电压的峰值，电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值，否则电容器就可能被击穿。”

“对于有效值得理解，我们借助教材35页思考与讨论部分，请大家回答思考与讨论部分的两个问题。”

思考与讨论：

如图所示是通过一个R=1Ω的电阻的电流i随时间变化的曲线。它不是恒定电流。

1. 怎样计算通过1 S内电阻R中产生的热量?

2. 如果有一个大小、方向 都不变的恒定电流通过这个电阻R也能在1 S内产生同样的热量，这个电流是多大？

i/A 2 1 0 -1 -2 0.5 1 t/s

学生活动：学生甲与学生乙在黑板上演示解题过程，其他同学在自己的练习本上计算。大部分学生算出了结果 I ? 2 . ，但在黑板上计8 A算的甲乙同学都计算不顺利，后来在教师的提示下完成。

教师活动：“刚才大家算出的 I ? 2 . ，就是交变电流的有效值。8 A我们再剖析一次有效值得定义，让交流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，而这个恒定电流是I,电压是U，我们就把I,U叫做这个交流的有效值。这里有几点请注意：

1. 有效值是根据电流的热效应定义的 2. 相同的电阻

3. 交流电的一个周期内 4. 产生的热量相等

有了这几点的准确把握，有效值的理解就没问题了。” “此外，我们对有效值还要做出一些补充：

1.理论计算表明，正弦式交变电流的有效值I,U与峰值 Im 、 U m 存在如下关系：

即峰值是有效值的 2 倍，峰值除以 2 得到其有效值。

2.交流用电器上标出的额定电流和额定电压均指的是有效值； 交流电流表和交流电压表的读数是有效值； 保险丝的熔断电流是有效值；

还有，求交流的功、功率和电热时必须用交流的有效值。 以后提到的交变流电的数值，若没有特殊说明的均指有效值。” 第三部分:相位

教师活动：“相位这部分的知识，请同学们阅读教材中的内容然后填空即可。”学生阅读完教材后，组织学生填空。 三、相位

如图下图所示，甲、乙两交流电的表达式分别为：u甲＝Emsinωt；u乙＝Emsin(ωt＋Φ)，其中“________”叫做交变电流的______，Φ是t＝0时的相位，叫做交变电流的________．

两支交流的__________叫做它们的相位差．例如两支交流电，u1＝Emsin(ωt＋Φ1)，u2＝Emsin(ωt＋Φ2)，它们的__________，但初相位不同，它们的相位差(ωt＋Φ2)－(ωt＋Φ1)＝ _________，是一个常量，等于两个初相之差，不随时间变化，可以说，这两支交变电流的变化规律是相同的，只是__________不同．（具有确定的相位差） 学生活动：学生看完教材中的内容，学生甲，学生乙，学生丙，学生

丁，准确地回答了题目中的填空内容。

[练习检测]：

教师活动：组织学生练习幻灯片上的题目。 １.关于交变电流的几种说法正确的是( )

A．使用交变电流的电气设备上所标的电压电流值是指峰值 B．交流电流表和交流电压表测得的值是电路中的瞬时值 C．跟交变电流有相同热效应的直流电的值是交流的有效值 D．通常照明电路的电压是220伏，指的是峰值。 2.图中两交变电流通过相同的电阻R。求: （1）分别写出它们的有效值、周期和频率。 （2）计算它们在R上产生的功率之比.

i/A 5 0 -5 0.2 0.4 t/s

5 0 -5 0.2 0.4 t/s

i/A

学生活动：选择题抢答，大部分学生在较短的时间内选对了答案，学生对有效值的应用范围理解很到位。

计算题，随机抽两名学生在黑板上做示范，两名学生的解题过程清晰明了，答案准确。

教师活动：“电阻R上的功率之比是热功率之比，此处应该是电流

的有效值平方去做比例。另外，大家在解题过程中应该把单位随时

关注，不要在这些细节上疏忽。”

[小结]：

教师活动：组织学生回顾本节课的知识要点。

学生活动：学生采取交替回答的形式，依次补充完本节的学习内容，但是对相位的知识却忽略了。

教师活动：打开下一页幻灯片，对比学生对小结内容的回答，再一次对重要知识内容进行强调。

[作业布置]：

教师活动:布置课后第3，第5，第6题为学生作业。

【教学评析】：

一， 教学评价

本节内容是寻找描述交变电流的物理量，比较偏重于理论研究，没有实验探究供学生去观察总结，所以很大程度上要依照教师所提供的物理问题环环展开。从这一分析结果来看，本节课的教学方法是合适的，教学思想是正确的。但是也存在一些问题，例如，各部分的知识结构联系不够自然，各部分知识内容的过渡显得生硬。此外，学生的主观表现也没有太多的亮点，没有想辩论赛一样的学术争辩环节，所以教学过程显得不够精彩。

二， 教学反思

以上是对本次教学行为的评价，由此评价，我们要反思教学过程，得到一定的结论，为以后的教学工作起到指导作用。新课改的理念要求教师在教学工作中，以学生为主体，以教师为主导，发挥

学生主动学习，努力创新的学习精神。本节课学生的活动确实不少，在学生知识层次的最近发展区，学生较好地发挥了主动探究物理知识的能动性。“九段达标教学法”强调学生的合作学习，通过投标导学环节，提出一系列的问题，以这些问题为线索，环环相扣，经过学生的探究交流，形成初步的知识体系。这在本节课中也有很好地体现，通过这一环节，确实让学生主动建构了自己的知识体系，极大地提高了学生的学习能力，所以这种教学方法非常值得肯定。新课改的理念中，教师的主导作用在教学中也是很重要的，“九段达标教学法”有启发精讲环节，主要是让学生形成的知识结构要经过教师的校正与补充，使学生的知识与能力得到进一步的整合与完善。本节课的教学过程中，启发精讲环节教师很好地补充了有效值的知识模块，完善了学生的知识层次，让学生对有效值的理解和应用掌握娴熟。联系与检测环节，是将学生的知识转化为能力的一个环节，选题应该典型，也要有综合性，这点需要谨记。当然，本节课的选题也是实现了这些要求，是非常不错的。

总体而言，本节课的教学方法是准确的，“九段达标教学法”的精髓在教学过程中也很好的实现了，但是还是要努力改善其中的不足，应该在各个环节的连接上，尽力做到自然合理，井然有序，那样的教学活动必然是成功的。

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