高中物理《51交变电流》教案 新人教版选修32.docx

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高中物理《51交变电流》教案新人教版选修32

北京市房山区房山中学高二物理选修3-2《5.1交变电流》教案新人教版

一．教学设计：

对于交变电流的产生，课本采取由感性到理性，由定性到定量，逐步深入的讲述方法．为了有利于学生理解和掌握，教学中要尽可能用示波器或模型配合讲解．教学中应注意让学生观察教材中的线圈通过4个特殊位置时电表指针的变化情况，分析电动势和电流方向的变化，使学生对线圈转动一周中电动势和电流的变化有比较清楚的了解．有条件的，还可以要求学生运用已学过的知识，自己进行分析和判断．要让学生明白交变电流、正弦电流、中性面、瞬时回值、最大值的准确含义；用图像表示交变电流的变化规律，是一种重要方法，它形象、直观、学生易于接受．要注意在学生已有的图像知识的基础上，较好地掌握这种表述方法．

二．教学目标：

1．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。

2．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）培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。

3．情感、态度与价值观

通过实验观察，激发学习兴趣，培养良好的学习习惯，体会运用数学知识解决物理问题的重要性。

三．教学重点、难点：

1．重点：

交变电流产生的物理过程的分析。

2．难点：

交变电流的变化规律及应用。

四．教学方法：

演示法、分析法、归纳法。

教具：

手摇单相发电机、小灯泡、示波器、多媒体教学课件、示教用大的电流表

五．教学过程：

1．引入新课

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?

这种大小和方向都随时间做周期性变化的电流，叫做交变电流。

2．进行新课

（1）交变电流的产生

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？

多媒体课件打出右图。

当abcd线圈在磁场中绕OO′轴转动时，哪些边切割磁感线?

ab与cd。

当ab边向右、cd边向左运动时，线圈中感应电流的方向沿着a→b→c→d→a方向流动的。

当ab边向左、cd边向右运动时，线圈中感应电流的方向如何?

感应电流是沿着d→c→b→a→d方向流动的。

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。

线圈转到什么位置时，产生的感应电动势最小?

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。

利用多媒体课件，屏幕上打出中性面概念：

①中性面——线框平面与磁感线垂直的位置。

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。

（2）交变电流的变化规律

投影显示：

矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程．

分析：

线圈bc、da始终在平行磁感线方向转动，因而不产生感应电动势，只起导线作用．

①线圈平面垂直于磁感线（甲图），ab、cd边此时速度方向与磁感线平行，线圈中没有感应电动势，没有感应电流．

教师强调指出：

这时线圈平面所处的位置叫中性面．

中性面特点：

线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，感应电动势最小为零，感应电流为零．

②当线圈平面逆时针转过90°时（乙图），即线圈平面与磁感线平行时，ab、cd边的线速度方向都跟磁感线垂直，即两边都垂直切割磁感线，这时感应电动势最大，线圈中的感应电流也最大．

③再转过90°时（丙图），线圈又处于中性面位置，线圈中没有感应电动势．

④当线圈再转过90°时，处于图（丁）位置，ab、cd边的瞬时速度方向，跟线圈经过图（乙）位置时的速度方向相反，产生的感应电动势方向也跟在（图乙）位置相反．

⑤再转过90°线圈处于起始位置（戊图），与（甲）图位置相同，线圈中没有感应电动势．

推导：

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，如右图所示。

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?

eab=BL1vsinωt=BL1·

ωsinωt=

BL1L2sinωt

此时整个线框中感应电动势多大?

e=eab+ecd=BL1L2ωsinωt

若线圈有N匝，相当于N个完全相同的电源串联，e=NBL1L2ωsinωt，令Em=NBL1L2ω，叫做感应电动势的峰值，e叫做感应电动势的瞬时值。

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。

　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：

（3）几种常见的交变电波形

3．小结：

本节课主要学习了以下几个问题：

（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=NBSωsinωt，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。

4．实例探究：

交变电流的图象、交变电流的产生过程

（1）一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示。

下面说法中正确的是（）

A．t1时刻通过线圈的磁通量为零

B．t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大

C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大

D．每当e转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大

交变电流的变化规律

（2）在匀强磁场中有一矩形线圈，从中性面开始绕垂直于磁感线的轴以角速度ω匀速转动时，产生的交变电动势可以表示为e=Emsinωt。

现在把线圈的转速增为原来的2倍，试分析并写出现在的交变电动势的峰值、交变电动势的瞬时值表达式，画出与其相对应的交变电动势随时间变化的图象。

分析物理图象的要点：

一看：

看“轴”、看“线”、看“斜率”、看“点”、看“截距”、看“面积”、看“拐点”，并理解其物理意义。

二变：

掌握“图与图”“图与式”和“图与物”之间的变通关系。

三判：

在此基础上进行正确的分析和判断。

综合应用

（3）如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=2T，匝数n=6的矩形线圈abcd绕中心轴OO′匀速转动，角速度ω=200rad/s。

已知ab=0.1m，bc=0.2m，线圈的总电阻R=40Ω，试求：

①感应电动势的最大值，感应电流的最大值；

②设时间t=0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；

③画出感应电流的瞬时值i随ωt变化的图象；

④当ωt=30°时，穿过线圈的磁通量和线圈中的电流的瞬时值各是多大？

⑤线圈从图示位置转过

的过程中，感应电动势的平均值是多大？

六．知识总结与迁移

1．基础知识预习：

（1）交变电流的定义：

_____________________________________叫做交变电流，简称______

其中，_______随时间周期性变化是交变电流的最重要特征．按_______规律变化的交变电流叫做正弦式电流．

（2）变电流的产生：

①平面线圈在_______磁场中绕________________的轴_______转动时__________电流．

②两个特殊位置的特点分析：

Ⅰ．当线圈平面垂直于磁感线时，磁通量Φ_______，感应电动势E_______，感应电流I_______，这一位置叫做中性面．线圈平面经过中性面时，电流方向_____________．

线圈每转一周，____次经过中性面，因此线圈每转一周电流方向改变____次．

Ⅱ．当线圈平面与中性面垂直时，磁感线与线圈平面平行，磁通量Φ_______，感应电动势E_______，感应电流I_______，电流方向_______．

（3）正弦式交变电流的变化规律：

①瞬时值表达式：

e＝______________；u＝______________；i＝______________．

②N匝平面矩形线圈S在匀强磁场B中绕垂直于磁感线的轴以角速度ω匀速转动时所产

生的感应电动势的最大值Em＝__________．

（4）交变电流的图象：

①物理意义：

描述交变电流（电动势e、电流i、电压u）随时间t（或角度ωt）变化的规律．

②正弦式交变电流的图象为正弦（或余弦）曲线．

若从线圈转至中性面开始计时，则图象是_______曲线；

若从线圈转至与磁感线平行的位置开始计时，则图象是_______曲线．

2．课堂练习：

（1）如图所示的电流属于交变电流的是：

（）

（2）关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法中正确的是：

（）

A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变

B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次

C．线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流方向都要改变一次

D．线圈每转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次

（3）线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图所示,从图中可知:

（）

A．在A和C时刻线圈处于中性面位置

B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零

C．从A时刻到D时刻线圈转过的角度为2π

D．若从O时刻到D时刻经过0.02s，则在1s内交变电流的

方向改变100次

（4）一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生变流电压为

V，则（）

A．它的频率是50HzB．当t=0时，线圈平面与中性面重合

C．电压的平均值是220VD．当t=1/200s时，电压达到最大值

（5）交流发电机的线圈转至线圈平面与中性面重合时，下列说法中正确的是：

（）

A．磁场方向和线圈平面平行B．电流将改变方向

C．线圈产生的感应电动势最大D．线圈的磁通量最小

（6）如图所示为矩形线圈产生交变电流的示意图，若已知N匝线圈的面积S，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈绕OO′轴旋转的角速度为ω，则线圈产生的最大感应电动势Em＝_________，若从线圈自图示位置转过90°开始计时，则线圈中产生的感应电动势的瞬时值的表达式为_______________；若从图示位置开始计时，则线圈中产生的感应电动势的瞬时值的表达式为________________．

七．课后作业

（1）矩形线圈在匀强磁场中匀速旋转时，产生的感应电动势的最大值为50V，那么

该线圈由如图所示位置转过30°时，线圈中的感应电动势的大小为：

（）

A．50VB．

VC．25VD．10V

（2）某矩形线圈在匀强磁场中以角速度ω转动时，产生的感应电动势瞬时值为e＝Emsinωt，

①若保持其他条件不变，只将转速变为2ω，则感应电动势的瞬时值将变为：

（）

②若保持其他条件不变，使线圈匝数和转速都增加一倍，则感应电动势的瞬时值将变为：

（）

A．e=Emsin2ωtB．e=EmsinωtC．e=2Emsin2ωt

D．e=2EmsinωtE．e=4Emsin2ωtF．e=4Emsinωt

（3）一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化图象如图所示，则：

①t1、t2、t3、t4各时刻线圈分别处于什么位置？

②从t=0到t=t1时刻，穿过线圈的磁通量变化率如何变化？

从t=t1至t=t2时刻，穿过线圈的磁通量变化率如何变化？

③t=0，t=t1，t=t2，t=t3，t=t4各时刻，哪个时刻线圈中感应电动势最大？

在哪个时刻感应电动势方向要发生改变？

（4）如图所示，匀强磁场B=0.05T，矩形线圈的匝数N=100，边长Lab=0.20m，Lbc=0.10m，以300r/min的转速匀速转动，在线圈平面通过中性面时开始计时，试求：

①交变电动势的瞬时值表达式；

②若线圈总电阻为2Ω，线圈外接电阻为8Ω，写出电流的瞬时值表达式；

③线圈由图示位置转过

的过程中，交变电动势的平均值.

中国书法艺术说课教案

今天我要说课的题目是中国书法艺术，下面我将从教材分析、教学方法、教学过程、课堂评价四个方面对这堂课进行设计。

一、教材分析：

本节课讲的是中国书法艺术主要是为了提高学生对书法基础知识的掌握，让学生开始对书法的入门学习有一定了解。

书法作为中国特有的一门线条艺术，在书写中与笔、墨、纸、砚相得益彰，是中国人民勤劳智慧的结晶，是举世公认的艺术奇葩。

早在5000年以前的甲骨文就初露端倪，书法从文字产生到形成文字的书写体系，几经变革创造了多种体式的书写艺术。

1、教学目标：

使学生了解书法的发展史概况和特点及书法的总体情况，通过分析代表作品，获得如何欣赏书法作品的知识，并能作简单的书法练习。

2、教学重点与难点：

（一）教学重点

了解中国书法的基础知识，掌握其基本特点，进行大量的书法练习。

（二）教学难点：

如何感受、认识书法作品中的线条美、结构美、气韵美。

3、教具准备：

粉笔，钢笔，书写纸等。

4、课时：

一课时 

二、教学方法：

要让学生在教学过程中有所收获，并达到一定的教学目标，在本节课的教学中，我将采用欣赏法、讲授法、练习法来设计本节课。

（1）   欣赏法：

通过幻灯片让学生欣赏大量优秀的书法作品，使学生对书法产生浓厚的兴趣。

（2）   讲授法：

讲解书法文字的发展简史，和形式特征，让学生对书法作进一步的了解和认识，通过对书法理论的了解，更深刻的认识书法，从而为以后的书法练习作重要铺垫！

（3）   练习法：

为了使学生充分了解、认识书法名家名作的书法功底和技巧，请学生进行局部临摹练习。

三、教学过程：

（一）组织教学

让学生准备好上课用的工具，如钢笔，书与纸等;做好上课准备，以便在以下的教学过程中有一个良好的学习气氛。

（二）引入新课，

通过对上节课所学知识的总结，让学生认识到学习书法的意义和重要性！

（三）讲授新课

1、在讲授新课之前，通过大量幻灯片让学生欣赏一些优秀的书法作品，使学生对书法产生浓厚的兴趣。

2、讲解书法文字的发展简史和形式特征，让学生对书法作品进一步的了解和认识通过对书法理论的了解，更深刻的认识书法，从而为以后的书法练习作重要铺垫！

A书法文字发展简史：

①古文字系统

甲古文——钟鼎文——篆书

早在5000年以前我们中华民族的祖先就在龟甲、兽骨上刻出了许多用于记载占卜、天文历法、医术的原始文字“甲骨文”；到了夏商周时期，由于生产力的发展，人们掌握了金属的治炼技术，便在金属器皿上铸上当时的一些天文，历法等情况，这就是“钟鼎文”（又名金文）；秦统一全国以后为了方便政治、经济、文化的交流，便将各国纷杂的文字统一为“秦篆”，为了有别于以前的大篆又称小篆。

（请学生讨论这几种字体的特点？

）古文字是一种以象形为主的字体。

②今文字系统

隶书——草书——行书——楷书

到了秦末、汉初这一时期，各地交流日见繁多而小篆书写较慢，不能满足需要，隶书便在这种情况下产生了，隶书另一层意思是平民使用，同时还出现了一种草写的章草（独草），这时笔墨纸都已出现，对书法的独立创作起到了积极的推动作用。

狂草在魏晋出现，唐朝的张旭、怀素将它推向顶峰；行书出现于晋，是一种介于楷、行之间的字体；楷书也是魏晋出现，唐朝达到顶峰，著名的书法家有欧阳询、颜真卿、柳公权。

（请学生谈一下对今文字是怎样理解的？

），教师进行归纳：

它们的共同特点是已经摆脱了象形走向抽象化。

B主要书体的形式特征 

①古文字：

甲骨文，由于它处于文明的萌芽时期，故字形错落有致辞，纯古可爱，目前发现的总共有3000多字，可认识的约1800字。

金文，处在文明的发展初期，线条朴实质感饱满而丰腴，因它多附在金属器皿上，所以保存完整。

石鼓文是战国时期秦的文字，记载的是君王外出狩猎和祈祷丰年，秦篆是一种严谨刻板的纯实用性的字体，艺术价值很小。

②今文字：

隶书是在秦篆严谨的压抑下出现的一种潇洒开放型的新字体，课本图例《张迁碑》结构方正，四周平稳，刚劲沉着，是汉碑方笔的典范，章草是在隶书基础上更艺术化，实用化的字体，索靖《急就章》便是这种字体的代表作，字字独立，高古凝重，楷书有两大部分构成：

魏碑、唐楷魏碑是北魏时期优秀书法作品的统称。

《郑文公碑》和《始平公造像》是这一时期的代表，前者气势纵横，雄浑深厚，劲健绝逸是圆笔的典型；唐楷中的《醴泉铭》法度森严、遒劲雄强，浑穆古拙、浑厚刚健，《神策军碑》精练苍劲、风神整峻、法度谨严，以上三种书体分别代表了唐楷三个时期的不同特点。

《兰亭序》和《洛神赋》作者分别是晋代王羲之、王献之父子是中国书法史上的两座高峰，前者气骨雄骏、风神跌宕、秀逸萧散的境界，后者在技法上达到了由拙到巧、笔墨洗练、丝丝入扣的微妙的境界。

他们都是不拘泥于传统的章法和技能，对后世学书者产生了深远的影响；明代文征明的书法文雅自如，现代书家沈尹默在继承传统书法方面起到了不可魔灭的作用。

3、欣赏要点：

先找几位同学说一下自己评价书法作品的标准或原则是什么？

[或如何来欣赏一幅书法作品？

]学生谈完后，对他们的观点进行归纳总结。

然后自己要谈一下自己的观点：

书法艺术的欣赏活动，有着不同于其它艺术门类的特征，欣赏书法伤口不可能获得相对直接的印象、辨识与教益，也不可能单纯为了使学生辨识书写的内容，去探讨言词语汇上的优劣。

进而得出：

书法主要是通过对抽象的点画线条、结构形态和章法布局等有“情趣意味“的形式，从客观物象各种美的体态，安致这些独有的特性中，使人们在欣赏时得到精神上健康闲静的愉悦和人们意念境界里的美妙享受（结合讲授出示古代书法名作的图片，并与一般的书法作品进行比较，让学生在比较中得出什么是格调节器高雅，什么是粗庸平常）。

书法可以说是无声的音乐，抽象的绘画，线条流动的诗歌。

四、课堂评价：

 根据本节课所学的内容结合板书。

让学生体会到祖国书法艺术的博大精深，着重分析学生在书体形式特点和审美欣赏方面表现出的得失。

让学生懂得在欣赏书法时主要是通过对抽像的点画线条、结构形态和章法布局等有“情趣意味“的形式，从客观物象各种美的体态，安致这些独有的特性中，使人们在欣赏时得到精神上健康闲静的愉悦和人们意念境界里的美妙享受。