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高二物理交变电流优秀教学设计（通用5篇）
法拉第电磁感应定律既是本章的教学重点，也是教学难点。物理交变电流教学设计实例为大家详细讲解了高二物理上册第三章知识点：交变电流，请大家认真学习。
高二物理交变电流优秀教学设计 篇1
一、教学设计背景：
根据高中物理新课程的目标要求，根据立人教育的理念，高中物理要培养全体学生的科学素养和创新能力。要通过这节课的学习让学生学习物理学的基本概念，掌握物理学研究的基本技能，了解物理学的主要成就以及对社会发展的影响，并且要强调对学生科学探究能力、实践能力、自主学习能力的培养，要培养学生的学习兴趣，培养学生实事求是的科学态度和科学精神，培养学生的空间想象能力，抽象思维能力，培养学生应用物理知识综合解决物理问题的能力，训练学生科学的思维方法。
二、学情分析：
学生在刚刚学习了电磁感应一个章节的课程，再来学习交流电一章。可以利用上章学过的法拉第电磁感应定律引导学生进行推导，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、最大值等。要让学生搞清楚这些名词的准确含义。
三、教材分析：
为了适应学生的接受能力，教材采取从感性到理性、从定性到定量逐渐深入的方法讲述这个问题。教材先用教具演示矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生交流电，以展示交流电是怎样产生的。并强调让学生观察教材图所示线圈通过五个特殊位置时，电流表指针变化的情况，分析电动势和电流方向的变化，这样学生就会对电动势和电流的变化情况有个大致的了解。然后让学生用右手定则独立分析线圈中电动势和电流的方向。这样能充分调动学生的积极性，培养学生的观察和分析能力。
四、三维教学目标：
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。
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.培养学生运用物理知识解决物理问题的能力。
情感态度与价值观
培养学生理论联系实际的思想。
五、教学重点
交变电流产生的物理过程的分析
六、教学难点
交变电流的变化规律及应用
七、教学方法
教师启发、引导、实验，学生观察、分析、阅读教材、讨论、交流。
八、教学用品
多媒体课件、手摇交流发电机、灵敏电流计、交流发电机模型、示波器等
九、教学过程
教学过程
教师活动
学生活动
教学意图
引入新课
新课讲授
出示单相交流发电机，引导学生首先观察它的主要构造
（演示）将手摇发电机模型与小灯泡组成闭合电路。当线框快速转动时，观察到什么现象 （演示）再将手摇发电机模型与示教电流表组成闭合电路,当线框缓慢转动(或快速摆动)时,观察到什么
（提问）线圈里产生的是什么样的电流？请同学们阅读教材后回答
现代生产和生活中大都使用交流电。交流电有许多优点，今天我们学习交流电。
（演示）用示波器观察不同电压的图形
电流随时间按正弦函数规律变化的交变电流成为正弦交流电。正弦交流电视最简单、最基本的交变电流，有发电厂发出的电流就是正弦交流电。
正弦交流电的产生：
（提问）为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流？
（提问）当abcd线圈在磁场中绕OO′轴转动时,哪些边切割磁感线
（提问）当ab边向右、cd边向左运动时,线圈中感应电流的方向如何
（提问）当ab边向左、cd边向右运动时,线圈中感应电流的方向如何
正是这两种情况交替出现,在线圈中产生了交变电流。
（提问）当线圈转到什么位置时,产生的感应电动势最大
（提问）线圈转到什么位置时,产生的感应电动势最小？
(1)中性面——线框平面与磁感线垂直位置。
(2)线圈处于中性面位置时,穿过线圈Φ最大,但 =0。
(3)线圈越过中性面,线圈中I感方向要改变。线圈转一周,感应电流方向改变两次
设线圈平面从中性面开始转动,角速度是ω。经过时间t,线圈转过的角度是ωt,ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt。设ab边长为L1,bc边长L2,磁感应强度为B,这时ab边产生的感应电动势多大
cd边中产生的感应电动势跟ab边中产生的感应电动势大小相同,又是串联在一起,此时整个线框中感应电动势多大
若线圈有N匝时,相当于N个完全相同的电源串联,e=NBL1L2ωsinωt
令Em=NBL1L2ω
感应电动势的最大值：
Em= NBSω
e叫做感应电动势的瞬时值e= Em sinωt
请同学们阅读教材,了解感应电流的最大值和瞬时值。
电路的某一段上电压的瞬时值与最大值等于什么 电动势、电流与电压的瞬时值与时间的关系可以用正弦曲线来表示,如下图所示:
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，线圈中产生正弦式交变电流。
2.从中性面开始计时，感应电动势瞬时值的表达式为e=NBSωsinω t,感应电动势的最大值为Em=NBSω。
3.中性面的特点：磁通量最大为Φm，但e=0。
学生观察:
小灯泡一闪一闪的
学生观察:
电流表指针左右摆动
转动的线圈里产生了大小和方向都随时间做周期性变化的交变电流
学生观察总结交流电的定义：大小和方向都随时间做周期性变化的交变电流
学生对这个问题进行讨论
学生回答：ab与cd.
学生回答:感应电流是沿着a→b→c→d→a方向流动的
学生回答：感应电流是沿着d→c→b→a→d方向流动的
学生回答：线圈平面与磁感线平行时,ab边与cd边线速度方向都跟磁感线方向垂直,即两边都垂直切割磁感线,此时产生感应电动势最大
学生回答：当线圈平面跟磁感线垂直时,ab边和cd边线速度方向都跟磁感线平行,即不切割磁感线,此时感应电动势为零。
学生利用物理知识推导：
eab=BL1vsinωt
=BL1· ωsinωt
= BL1L2sinωt
e=eab+ecd
=BL1L2ωsinωt
学生阅读后思考得出
根据闭合电路欧姆定律,感应电流的最大值
感应电流的瞬时值
根据部分电路欧姆定律,电压的最大值Um=ImR,电压的瞬时值U=Umsinωt.
可有学生自己总结
培养学生的观察能力
培养学生的分析能力
培养学生的总结能力
培养学生认真观察分析，利用已经学过的知识进行温故知新
培养学生善于利用已知的条件进行探究分析
培养学生利用物理知识解决物理问题的能力
培养学生的阅读和分析能力
培养学生归纳总结能力
高二物理交变电流优秀教学设计 篇2
一、 预习目标
1、知道交变电流产生的原理
2、知道交变电流的变化规律及物理量间的关系
二、预习内容
1、交变电流
________和________随时间做_________变化的电流叫做交变电流，简称交流( )
________不随时间变化的电流称为直流( )
大小和方向都不随时间变化的电流叫做_________电流
2、交变电流的产生
(1)过程分析
特殊位置 甲 乙 丙 丁 戊
B与S的关系
磁通量Φ的大小
4个过程中 Φ的变化
电流方向
磁通量Φ的变化率
(2)中性面：_______________________________
磁通量___________
磁通量的变化率____________
感应电动势e=________，_______感应电流
感应电流方向________，线圈转动一周，感应电流方向改变______次
课内探究学案
一、学习目标
1、理解交变电流的产生原理及变化规律;
2、理解描述交变电流几个物理量以及它们之间的关系;
学习重难点：交变电流的产生原理、变化规律及物理量间的`关系
二、学习过程
1、为什么矩形线框在匀强磁场中匀速转动，线框里能产生交变电流?
2、交变电流的产生过程中的两个特殊位置及特点是什么?
(1)中性面：与匀强磁场磁感线垂直的平面叫中性面。线圈平面处于跟中性面重合的位置时;
(a)线圈各边都不切割磁感线，即感应电流等于零;
(b)磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以磁通量最大，磁通量的变化率为零。
(c)交变电流的方向在中性面的两侧是相反的。
(2)线圈平面处于跟中性面垂直的位置时，线圈平面平行于磁感线，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变。
3、交变电流的变化规律：
如图5-1-1所示为矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程：
当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=Em sinωt，其中Em=2NBLv=NBωS;i=Im sinωt，其中Im=Em/R。
当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=Em sinωt，其中Em=2NBLv=NBωS;i=Im sinωt，其中Im=Em/R。
图5-1-2所示为以线圈通过中性面时为计时起点的交变电流的e-t和i-t图象：
三、反思总结
1.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动(绕与磁场垂直的轴)时，线圈中产生正弦交变电流，从中性面开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为：
e=NBSωsinωt= Emsinωt
e—ωt图线是一条正弦曲线。
2.中性面特点：Φ最大，而e=0。
四、当堂检测
1、交流发电机在工作时电动势为e= Emsinωt ，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减少一半，其它条件不变，则电动势为( )
A、e= Emsin(ωt/2) B、e= 2Emsin(ωt/2)
C、e= Emsin2ωt D、e= Em/2sin2ωt
答案：C
2、一个正弦交变电流的i—t图象，根据这一图象，该交流电的瞬时值表达式为-----------A
答案：i=5sin(5πt)
高二物理交变电流优秀教学设计 篇3
一、教学目标
【知识与技能】
知道交变电流和电压的峰值及用途，并知道有效值的概念及计算。
【过程与方法】
用等效的方法求出交变电流的有效值。
【情感态度与价值观】
通过学习交变电流的有效值及峰值，明白其在生活中的具体应用，体会物理的生活性，增强学习物理的兴趣。
二、教学重难点
【重点】
交变电流的峰值及有效值的概念及计算。
【难点】
明白交变电流有效值的概念及计算。
三、教学过程
环节一:新课导入
复习上节课交变电流的产生来导入新课。
问题1：交变电流的产生原理是什么?它的表达式的意义及各个物理量的含义?
学生的回答之后引导其思考，在交变电流及电压中，除了最大值和角速度，还可以有哪些物理量来描述交流电?
学生回答：知道了线圈的转速，那么线圈在其中转动一圈的时间是多少?
教师点评：不错这个我们叫做周期，大家知道我们在实验室用学生电源做实验时，用电流表或者电压表测出来的电流和电压的示数表示什么意思嘛?
学生回答：表示电流和电压的大小。
教师点评：其实呢，大家答的有一定的道理，但在我们电学中，电流表和电压表的示数有一个专门含义叫做有效值，今天就来学习它。
引出课题——交变电流的峰值及有效值(板书)。
环节二：新课探究
(一)峰值
教师引导学生利用前面交流电的产生原理及表达式来理解交流电的峰值。
教师：我们前面学习交流电的产生，是因为线圈在磁场中以一定的角速度做周期性的转动，线圈转动一圈的时间就是线圈周期及交流电的'周期T，周期的倒数就是线圈的频率1/T=f。根据交流电的数值表达式，我们知道交流电的电压是在不断变化，那么它的最值是多少?
学生回答：交流电的最大值就是Im和Em，最小值是为零。因为电压虽然有正负之分，但只是表示大小。
教师点评：同学分析的非常仔细，交流电的最大值Im和Em就是峰值，可以用来表示电流的强弱和电压的高低。
教师：大家知道电容器的所能承受的最大电压是有什么要求吗?对正常的家用电器来说是其铭牌上标记的220v吗?接下来学习解决这个问题?
(二)有效值
教师出示一道例题：
说明：以上三个球有效值的公式仅适用于正弦和余弦交变电，交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的。
环节三：巩固练习
教师提问：电容的击穿电压是电压峰值还是有效值?保险丝的熔断电流是交变电的峰值还是有效值?
学生回答：电容的击穿电压和保险丝的熔断电流都是其能承受的最大值，即其需大于正常使用的交变电的电压及电流的峰值。
教师总结：交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值;交流电压表和交流电流表的示数是有效值;交变电流的数值在无特别说明时都是指有效值。
环节四：小结作业
总结概括本节课的主要知识点：交流电的峰值及有效值的概念和意义。
并让学生课下思考：对于半周期或四分之一的周期的正余弦的有效值有交变的计算方法吗?
高二物理交变电流优秀教学设计 篇4
一、 预习目标
1、 知道描述交变电流的相关物理量
2、 知道物理量之间的关系
二、 预习内容
表征交变电流的物理量
1、瞬时值：正弦交流电瞬时值的表达式为：
电压瞬时值：（ ） 电流瞬时值：（ ）
2、最大值：交流电的最大值反映的是交流电大小的变化范围，当线圈平面与磁力线平行时，交流电动势最大值：（Em＝NBSω），
瞬时值与最大值的关系是：（－Em≤e≤Em）
3、有效值：交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的。即在同一时间内，跟某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值，叫做该交流电的有效值，正弦交流电的有效值与最大值之间的`关系是：
（E=Em/ U=Um/ I=Im/ ）
各种交流电电气设备上所标的、交流电表上所测得的以及在叙述中没有特别加以说明的交流电的最大值，都是指（ ）
4、平均值：交流电的平均值是交流电图像中波形与横轴所围的面积跟时间的比值，用（e=nΔΦ／Δt）计算
5、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ω：就是线圈在匀强磁场中转动的角速度。单位：rad/s.
④角速度、频率、周期的关系（ω=2πf=2π/T）
课内探究学案
一、学习目标
l、掌握表征交变电流大小物理量。
2、理解有效值的定义并会用它解决相关问题。
3、掌握表征交变电流变化快慢的物理量。
学习重难点：表征物理量及物理量间的关系，并能熟练解决相关问题
二、学习过程
1、写出正弦式交变电流电动势的最大值、瞬时值、有效值以及平均值表达式？
2、峰值、有效值和平均值有什么区别？
3、对于正弦式交变电流其有效值与最大值得关系是： ，是不是对一切交变电流都是如此？
3、在我们经常遇到的问题中，那些地方应用有效值？那些地方应用最大值？那些地方应用平均值？
三、反思总结
本节课学习的是描述交变电流的物理量。如：周期和频率表示交变电流周期性变化快慢的物理量；最大值表明交变电流在变化过程中所能达到的最大数值，反映了交变电流的变化范围；而有效值反映的是交流电的热效应在时间上的平均效果。交变电流的有效值是教学的重点也是难点。
四、当堂检测
1、电阻R1、R2与交流电源按照图1方式连接，R1=10Ω，R2 =20Ω。合上开关S后，通过电阻R1的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图2所示。则 ( )
A．通过R1的电流有效值是1.2A
B．R1两端的电压有效值是6V
C．通过R2的电流最大值是1.2 A
D．R2两端的电压最大值是6 V
答案：BD
2、如图2所示，表示一交流电的电流随时间的变化图象，其中电流正值为正弦曲线的正半周，则该交流电的有效值为多少？
答案：
课后练习与提高
1、图5－2－1表示一交变电流随时间变化的图象。此交变电流的有效值是：（ ）
A.5 安 B.5安 C.3.5 安 D. 3.5安
答案：B
2、如图5－2－2所示，在匀强磁场中有一个“冂”形导线框可绕AB轴转动，已知匀强磁场的磁感强度B=5 /πT，线框的CD边长为20cm.CE、DF长均为10cm，转速为50r/s，若从图示位置开始计时，
（1）写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；
（2）若线框电阻r=3,再将AB两端接“6V，12W”灯泡，小灯泡能否正常发光？若不能，小灯泡实际功率多大？
解析：（1）注意到图示位置磁感线与线圈平面平行，瞬时值表达式应为余弦函数，先出最大值和角频率：
ω=2πn=100πrad/s
Em=BSω=5 /π×0.2×0.1×100π=10 (V)
所以电动势瞬时表达式应为：e=10 cos100πt(V)。
（2）小灯泡的电阻为R=U额2／Ｐ额＝62/12=3Ω，
先求出交变电流电动势有效值 E=Em/ =10(V)
此后电路可看成恒定电流电路，由于R=r, U=Em/2=5V，小于额定电压，故小灯泡不能正常发光。其实际功率是p=U2/R=52/3=25/3=8.3(W)
3、将电阻为r的直导线abcd沿矩形框架边缘加以弯曲，折成“п”形，其中ab=cd=L1，bc=L2。在线端a、d间接电阻R和电流表A，且以a、d端连线为轴，以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动，如图5-2-3所示，求：
（1）交流电流表A的示数；
（2）从图示位置转过90°角的过程中，电阻R上产生的热量；
（3）写出弯曲导线转动过程中，从图示位置开始计时的电动势的表达式。
解析：（1）弯曲导线转到图示位置时有感应电动势的峰值为Em=BL2ωL1= BωL1L2
产生电流的峰值为Im=Em/(R+r)= BωL1L2/(R+r)
电流表A的示数I=Im/ = BωL1L2/2(R+r)
（2）由图示位置转过90°角所用时间t=T/4=π/２ω
电阻R上产生的热量为QR=I2Rt=πωR B2L12L22/4(R+r)2
（3）电动势为e=Emcosωt= BωL1L2cosωt
高二物理交变电流优秀教学设计 篇5
教材分析
与恒定电流不同，由于交变电流的电压、电流等大小和方向都随时间做周期性变化，需要用一些特殊的物理量来描述它在变化中不同方面的特性，本节主要介绍这样一些物理量。
一、学习要求
1. 知道交变电流的周期和频率，知道我国供电线路交变电流的周期频率。
2. 知道交变电流和电压的峰值，有效值及其关系。
3、 会用图象和函数表达式描述正弦交变电流。
二、教材重点
交变电流的有效值
三、教材难点
一般电流有效值的求解
四、教学资源
通过思考讨论，使学生明白，从电流热效应上看，交流电产生的效果可以与某地恒定电流相等，由此引入有效值的概念。
1.定义：让交流与恒定电流通过相同的电阻，如果它们在一周期内产生的热量相等，就把这个恒定电流的值(I或U)叫做这个交流的有效值.
课本第一次明确地用一个周期T来定义有效值，使得有效值的概念更加准确。
2. 正弦交变电流的有效值与峰值的关系
这一关系只对正弦式电流成立，对其它波形的`交变电流一般不成立。其它波形的交变电流的有效值就根据有效值的定义去求解。
3. 几点说明：
①各种使用交变电流的电器设备上所标的额定电压、额定电流均指有效值;
② 交流电压表和交流电流表所测量的数值也都是有效值;
③将电容器接入交流电路中，其耐压值应不小于交变电流的最大值，但熔丝的选择应据有效值来确定其熔断电流;
④一般情况下所说的交变电流的数值，若无特别说明，均指有效值。
4.有效值与平均值的区别：交变电流的有效值是按照电流的热效应来规定的，对一个确定的交变电流，其有效值是一定的，而平均值是由 来确定的，其数值大小与时间间隔有关。在计算交变电流通过导体产生的热量、热功率时，只能用有效值，而不能用平均值;在计算通过导体截面的电量时，只能用交变电流的平均值，即q = t 。
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