优秀教案系列
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第三章交变电流
教材分析
教材分析
本章是选择性必修第2册模块的第三章,是第二章《电磁感应》知识的应用。在本章中要求学生通过实验了解交变电流的产生原理和基本特征,探究常见变压器的工作原理,知道高压输电的原因和方法。在前一章中,学生学习了感应电流的产生条件,掌握了如何判断感应电流的方向和计算感应电动势大小的方法。本章中交变电流的产生和变压器的工作原理是电磁感应、楞次定律、右手定则、感应电动势等知识的进一步具体应用。交变电流、变压器这些名词在学生的生活中既熟悉又陌生,它们在我们的生活中无处不在,但它们的构造和原理对学生来说是陌生的。在本章的学习中,学生通过“教学用发电机”“教学用可拆变压器”,进行科学实验探究,应用所学知识科学分析交变电流的产生原因和变压器的变压原理;结合实际情况分析讨论远距离输电为什么要采用高压输电。学习本章内容时,学生可以充分利用自己前面学习的知识来分析生活中的现象,解决实际问题,以此激发自身学习物理的内在动力。
学生在学习一个新现象和规律时,首先要建立用以描述该现象的物理学概念和概念之间的关系。在学习恒定直流电时,闭合电路欧姆定律描述了恒定电动势、电阻、电流和它们之间的关系。正弦交变电流的电动势随时间周期性变化,所以引入了周期、频率、瞬时值、平均值的概念,电动势、电阻、电流之间的关系在每个瞬时仍然满足欧姆定律,但是在分析电流做功时,变化的电流给求解做功带来了困难,所以引入有效值的概念。学生要理解概念引入的意义,并能科学地应用在生产生活等实际问题中。譬如,了解我国供电系统的交流电的频率、周期和家庭电路的电压220V的意义。
新教材重视培养学生解决实际问题的能力,注重知识与生产生活、科技发展的联系。新教材第1节,利用“教学用发电机”探究交变电流的产生及变化规律后,又介绍了实际交流发电机组的构造、种类及优缺点。在第3节变压器的学习中,从“教学用可拆变压器”走近生活,让学生见识各种形式和各式大小的变压器,通过新兴的“无线充电技术”与第4节“输电技术的发展”的拓展介绍,引导学生关注物理学知识促进人类生活方式的变革,推动社会进步的巨大贡献,从而培养学生的社会责任感。
学情分析
学情分析
《交变电流》的相关知识与我们的生活息息相关,学生既熟悉又陌生,合理的课堂设计可以激发学生的探究兴趣。本章从知识层面看,学生已经学习了电磁感应、电路及其应用、电能、能量守恒定律等物理知识,正弦函数变化规律和正弦函数图像等数学知识也已具备,运用自己掌握的知识帮助自己认识生活中的现象,解决实际问题,这种成就感是学生学习物理的内在动力之一。
在本章的学习中,学生要构建正弦式交变电流模型、理想变压器模型、远距离输电模型,并运用数学工具处理物理问题。学生在前面的学习中体验了平行板电容器、质点、平抛运动等物理模型的构建过程,经历了从具体形象思维向抽象逻辑思维过渡,从现象到本质的追寻,具备了一定的实验探究能力,在本章的学习中,通过引导观察和实验,帮助学生构建物理模型。学生易混淆的概念:交变电流的有效值、平均值。把感应电动势的平均值与平均速度做类比,体会平均值与有效值的区别。
高中的学生对新生事物具有较强的探究欲望,又具备了一定的自主学习的能力。学生可以自主发现并交流讨论生活中形形色色的变压器。学生可以查阅资料,了解无线充电技术的发展及应用,了解我国高压输电方面的最新研究成果,知道我国的高压输电技术已经达到世界领先水平,激发学生的学习热情、爱国情怀,实现科学态度与责任的素养目标培养。
重点难点
重点难点
本单元学习的《交变电流》是《电磁感应》知识的应用。第一节探究交变电流的产生及变化规律,是本章的重点也是难点。第二节介绍描述交变电流的物理量,是本章的重要概念,其中有效值的理解是重点也是第二节的难点。第三节,变压器的工作原理是电磁感应现象应用,实验探究电压与匝数的关系和理想变压器模型的建立,是探究电能输送的基础,所以理想变压器电压与匝数的关系是本章的重点。第四节,电能的输送是交变电流、变压器的实例应用,了解电能输送的基本要求,通过数据分析,讨论提高输电电压的必要性和局限性,也可以提升学生运用所学知识解决实际问题的能力。
课时安排
课时安排
第1节交变电流
1课时
第2节交变电流的描述
1课时
第3节变压器
1课时
第4节电能的输送
1课时
第1节交变电流
教学分析
教学分析
教学目标
1.通过实验认识交变电流,理解正弦式交变电流的产生原理。
2.体验建立正弦式交变电流模型过程,体会