變壓器教學(xué)設(shè)計(jì)

1、第 四 節(jié) 變壓器 教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)思路“變壓器”的教學(xué)圍繞“變壓器為什么能改變電壓”變壓器是怎樣改變電壓、電流等 問題為線索來展開教學(xué)過程，采用定性分析和定量相結(jié)合，理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的 方法，先使學(xué)生理解互感現(xiàn)象，再通過學(xué)生探究活動，驗(yàn)證電壓與匝數(shù)的關(guān)系，邂逅通過 法拉第電磁感應(yīng)定推導(dǎo)出電壓與線圈匝數(shù)之間存在的關(guān)系。教材分析：教材是落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的重要載體，新教材的特點(diǎn)之一是“具有基 礎(chǔ)性、豐富性和開放性?！奔磳W(xué)習(xí)內(nèi)容是基礎(chǔ)而豐富的，呈現(xiàn)形式是豐富而開放的。本節(jié) 教材配有小實(shí)驗(yàn)，思考與討論，簡明扼要的文字說明，貼近生活的圖片生動而形象，開闊 眼界的科學(xué)漫步。教材對變壓器原

2、理的表述比較淺，在處理時(shí)要將這部分內(nèi)容情境化，將 靜態(tài)知識動態(tài)化，利于學(xué)生理解透徹。？學(xué)生分析：學(xué)生通過前面電磁感應(yīng)整章的學(xué)習(xí)，已經(jīng)對磁生電以及渦旋電流有了基本的 掌握，在交流電？前兩節(jié)的學(xué)習(xí)，對交流電的特點(diǎn)也比較清楚，已經(jīng)基本具備了學(xué)習(xí)變 壓器這一節(jié)內(nèi)容的必備知識。但對變壓器原線圈兩端的電壓與原線圈產(chǎn)生的電動勢大小關(guān) 系這一知識點(diǎn)比較欠缺，在教學(xué)中需作出補(bǔ)充提示。？二、教學(xué)目標(biāo)1、知識與技能：1）知道變壓器的基本構(gòu)造2）理解變壓器的工作原理3）探究并應(yīng)用變壓器的各種規(guī)律2、?過程與方法：1）能熟練應(yīng)用控制變量法解決多變量問題2 ）進(jìn)一步掌握科學(xué)探究的一般思路3、?情感態(tài)度與價(jià)值觀：1 ）通過

3、實(shí)驗(yàn)探究，體會科學(xué)探索的過程，激發(fā)探究物理規(guī)律的興趣2）通過真實(shí)操作和記錄，獲得團(tuán)隊(duì)合作精神的體驗(yàn)和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度三、教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：變壓器工作原理及工作規(guī)律.教學(xué)難點(diǎn)：（l ）理解副線圈兩端的電壓為交變電壓.（2）推導(dǎo)變壓器原副線圈電流與匝數(shù)關(guān)系.（3）掌握公式中各物理量所表示對象的含義.重難點(diǎn)的突破措施：（1 ）通過演示實(shí)驗(yàn)來研究變壓器工作規(guī)律使學(xué)生能在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上建立規(guī)律.（2）通過理想化模型建立及理論推導(dǎo)得出通過原副線圈電流與匝數(shù)間的關(guān)系.（3）通過運(yùn)用變壓器工作規(guī)律的公式來解題使學(xué)生從實(shí)踐中理解公式各物理量的含義.四、教學(xué)媒體變壓器模型、學(xué)生電源、閉合鐵芯、小燈泡、導(dǎo)線、多媒體

4、等五、教學(xué)過程（一）知識回顧：1、什么是互感現(xiàn)象？2、利用互感現(xiàn)象可以把 從一個線圈傳遞到另一個線圈，變壓器就是利用?制成的。首先通過兩個問題復(fù)習(xí)前面學(xué)過的電磁感應(yīng)知識，給學(xué)生知識上的準(zhǔn)備，(二)新課講授1、新課導(dǎo)入(1)在實(shí)際使用中，我們常常需要不同電壓的交流電.如表所示用電器額定工作電 壓用電器額定工作電壓隨身聽3V機(jī)床上的照明燈36V掃描儀12V防身器3000V手機(jī)充電器黑白電視機(jī)顯像 管幾萬伏錄音機(jī)6V彩色電視機(jī)顯像 管十幾萬伏平常市電的電壓是 220伏,那該怎么辦呢 一一我們需要變壓器.(讓學(xué)生體會到變壓器作用的實(shí)際意義)(2)多媒體展示變壓器的種類和式樣(讓學(xué)生對實(shí)際變壓器有感性認(rèn)

5、識)；(3)引導(dǎo)學(xué)生觀察可拆變壓器的構(gòu)造，并通過示意圖明確下列概念：原線圈與電源相連，輸入電壓U,線圈匝數(shù)為ni副線圈與用電器相連，輸出電壓 U,線圈匝數(shù)為n2鐵芯一一有何特點(diǎn)？變壓器是如何變壓的呢？有什么規(guī)律？這就是我們今天要探究的課題。2、實(shí)驗(yàn)探究變壓器的變壓規(guī)律(1)引導(dǎo)學(xué)生討論探究的方案猜測原副線圈的電壓與什么因素有關(guān)，由法拉第電磁感應(yīng)定律公式可能想到與線圈匝數(shù)有關(guān).實(shí)驗(yàn)儀器為學(xué)生電源(低壓交流12V),可拆變壓器，多用電表(交流電壓檔)；設(shè)計(jì)并畫出實(shí)驗(yàn) 電路圖；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作步驟；記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以設(shè)計(jì)一個表格.(2)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)-控制變量法保持原線圈電壓和匝數(shù)不變，改變副線圈匝數(shù)，研

6、究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響 ； 保持原線圈電壓和副線圈匝數(shù)不變，改變原線圈匝數(shù)，研究原線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響.(3)引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)，并歸納出：原線圈電壓和匝數(shù)不變時(shí)，副線圈匝數(shù)越多，U2越大.原 線圈電壓和副線圈匝數(shù)不變時(shí)，原線圈匝數(shù)越少，副線圈電壓越高.在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，原副 線圈電壓比跟原副線圈的匝數(shù)比成正比 .3、理論推導(dǎo)(1)理想變壓器模型的建立在變壓器的電磁感應(yīng)過程中，電能和磁能的相互轉(zhuǎn)化是最主要的因素，而伴隨而來的損耗是一些次要因素.為了研究的方便，我們突出主要因素，忽略次要因素.這是科學(xué)研究的一種常 用方法.那么我們可以把實(shí)際的變壓器抽象成理想變壓器一一一個沒有能量損耗

7、的理想變 壓器.(2)變壓器主副線圈電壓、電流、功率關(guān)系推導(dǎo)法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用（回避源電動勢和反電動勢疊加的過程、相位差問題） 邊磁通量相等-Ei = n i_ E 2 = n 2yEi = niE2 n2對于理想變壓器，導(dǎo)線電阻可以忽略，故 Ui = El , 線圈看成一個電源，電動勢等于路端電壓）。所以即：理想變壓器原副線圈的電壓之比等于兩個線圈的 4-H 一一 !n,:.U2 = E2 （副匝數(shù)比。如果n2>ni ,則輸出電壓高，稱升壓變壓器;如果n2vni ,則輸出電壓低，稱降壓變壓器。思考：如果原線圈通入的是直流電，能否實(shí)現(xiàn)變壓?功率和電流關(guān)系功率Pi = P 2電流分組

8、討論i:討論右圖所示變壓器的電壓、功率和電流的關(guān)（結(jié)論：%腎 Pi = P2 +P3 ； niIi = n2I2 + n3I3）分組討論2:討論右圖所示變壓器的電壓、 功率&電流 系（設(shè)兩個副線圈的磁通分配相同）（結(jié)論： 口=生 業(yè)=曳；R = P2 + P3 ； 2niIi= n2l 2U2 n2U3 n3n3l 3小結(jié)：從以上的探討我們發(fā)現(xiàn)，變壓器的電壓關(guān)系和的關(guān)+電流關(guān)系并不是用一個正比和反比可以簡單地概括，而是會隨著變壓器結(jié)構(gòu)的改變而改變，但是，萬變不離其宗，能量守恒定律和法拉第電磁感應(yīng)定律總是適用的4、規(guī)律應(yīng)用【例i】理想變壓器初級線圈和兩個次級線圈的匝數(shù)分別為ni=2200

9、匝、n3=440匝，電源電壓為U=220V, n3上連接的負(fù)載電阻 R=Q, n 2上連接的燈泡“ 110V ii0W”正常發(fā)光。求原線圈中的電流11和門2。【例2】如圖所示M為理想變壓器，原副線圈匝數(shù) 源電壓u=3iisin3i4tV 不變，變阻器 R的最大阻（i）當(dāng)變阻器的滑動頭P從最下端向上移動時(shí)，各何變化？ （ 2）變阻器R接入副線圈時(shí)電流表 Ai的最比為22: i,電 值為i0Q。求 個電表讀數(shù)如小讀數(shù)（3）如果變阻器R斷路，電流表Ai的讀數(shù)又是多大?討論原副線圈各個物理量變化的決定因素輸入電壓U決定輸出電壓U2輸出功率P2決定輸入功率Pi在U、N、N2 一定的情況下，輸出電流 I2

10、決定Ii5、總結(jié)全課在本節(jié)課學(xué)習(xí)中，我們學(xué)到了哪些知識 使用了哪些思想方法 請同學(xué)們總結(jié)歸納.變壓器：主要由鐵芯和原、副線圈組成，理想變壓器的基本規(guī)律是(1)任何兩組線圈的端電壓與其匝數(shù)成正比，即可見，電壓僅與匝數(shù)有關(guān)，與負(fù)載無關(guān)，且同一個變壓器各線圈的"每伏匝數(shù)"必相等。(2)輸入功率等于輸出功率因此，當(dāng)副線圈所接負(fù)載變化時(shí)，副線圈的電流變化，原線圈的輸入功率隨之變化。(3)輸入端的安匝數(shù)等于輸出端安匝數(shù)之和，即當(dāng)僅有一組原副線圈時(shí)可簡化為 Iini 12n2或I2 ni6、作業(yè)布置：(i)課后習(xí)題：2、3(2)思考：如何測量高壓線上的交流電壓六、教學(xué)評價(jià)教材要求由實(shí)驗(yàn)得

11、出理想變壓器的變壓規(guī)律，做好實(shí)驗(yàn)是本節(jié)教學(xué)的關(guān)鍵.為了培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究物 理規(guī)律的能力，建議實(shí)驗(yàn)分兩步進(jìn)行.第一步，在法拉第電磁感應(yīng)定律的指導(dǎo)下，定性了解副線圈兩端的電壓 與副線圈匝數(shù)有關(guān)系，從而確定第二步的研究方向：變壓器的輸入、輸出電壓及原、副線圈匝數(shù)的關(guān)系.第二 步，介紹線圈和它的匝數(shù)，演示輸入電壓變化時(shí)輸出電壓(在空載條件下進(jìn)行測量)變化的規(guī)律.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng) 分布在黑板上，給學(xué)生提供分析和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的條件，從而得到理想變壓器的變壓公式.七、教學(xué)板書第四節(jié)變壓器(一)變壓器構(gòu)造及原理(二)實(shí)驗(yàn)探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系(三)理論推導(dǎo)變壓器主副線圈電壓、電流、功率的關(guān)系(四)

12、例題講評、總結(jié)八、教學(xué)反思重視問題情境的創(chuàng)設(shè)和學(xué)生思維動機(jī)的激發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生主體積極參與教學(xué)，主動地探究 和建構(gòu)知識 , 是優(yōu)化本課題教學(xué)過程的有效途徑，教學(xué)中要重視課題的方法教育功能 （ 實(shí)驗(yàn)方法 , 理想化方法等） 和學(xué)生思維能力 , 探究能力的培養(yǎng). 要力圖將本課題的教學(xué)轉(zhuǎn)變成為師生共同參與的啟發(fā)式問題探究課, 在教學(xué)中以實(shí)驗(yàn)為載體展開過程, 以問題為線索將課堂教學(xué)組織起來, 通過積極創(chuàng)設(shè)問題情境, 力求使實(shí)驗(yàn)與思維有機(jī)結(jié)合, 層層遞進(jìn) , 使學(xué)生始終處于積極參與探究的狀態(tài)之中 , 充分展現(xiàn)物理課教學(xué)的特點(diǎn)和魅力 .九、教學(xué)資源變壓器是交流電路中常見的一種電器設(shè)備，也是遠(yuǎn)距離輸送交流電不可缺少的裝置學(xué)習(xí)變壓器可以使學(xué)生了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的廣泛應(yīng)用，開拓學(xué)生視野，提高學(xué)習(xí)物理的能力和興趣，學(xué)習(xí)變壓器能夠從能的轉(zhuǎn)化和傳遞的角度進(jìn)一步強(qiáng)化對電磁感應(yīng)現(xiàn)象的認(rèn)識，并為學(xué)習(xí)遠(yuǎn)距離輸電奠定基礎(chǔ)可拆變壓器工作時(shí)，由于漏磁銅損、鐵損較大，效率不高（低于60 ），不能視為理想變壓器為了不影響演示效果，在設(shè)計(jì)可拆變壓器時(shí)，已適當(dāng)增加副線圈匝數(shù)作為補(bǔ)償教材從變壓器工作時(shí)能量損耗忽略不計(jì)這一理想條件出發(fā)，通過理論推導(dǎo)得出變壓器的交流規(guī)律，因而掌握理想變壓器的輸出功率與輸入功率的關(guān)系成為教學(xué)的關(guān)鍵問題用演示實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證功率相等關(guān)系和電流比公式是有困難的，因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)條件下