高中物理《變壓器》教案 （人教版選修3-2）

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111 選修3-2第五章第4節(jié)《變壓器》教學(xué)設(shè)計(jì) 一、本節(jié)教材分析 變壓器是交變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.在講解變壓器的原理時，要積極引導(dǎo)學(xué)生從電磁感應(yīng)的角度說明：原線圈上加交流電壓產(chǎn)生交流電流，鐵芯中產(chǎn)生交變磁通量，副線圈中產(chǎn)生交變電動勢，副線圈相當(dāng)于交流電源對外界負(fù)載供電.要向?qū)W生強(qiáng)調(diào)，從能量轉(zhuǎn)換的角度看，變壓器是把電能通過磁場能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，經(jīng)過轉(zhuǎn)換后一般電壓、電流都發(fā)生了變化.有的學(xué)生認(rèn)為變壓器鐵芯是帶電的.針對這種錯誤認(rèn)識，可讓學(xué)生根據(jù)電磁感應(yīng)原理，經(jīng)過獨(dú)立思考了解到變壓器鐵芯并不帶電，鐵芯內(nèi)部有磁場（鐵芯外部磁場很弱）. 變壓器在生產(chǎn)和生活中有十分廣泛的應(yīng)用.課本中介紹了一些，教學(xué)中可根據(jù)實(shí)際情況向?qū)W生進(jìn)行介紹，或看掛圖、照片、實(shí)物或參觀，以開闊學(xué)生眼界，增加實(shí)際知識. 二、教學(xué)目標(biāo) 1、知識目標(biāo) （1）知道變壓器的構(gòu)造. （2）理解互感現(xiàn)象，理解變壓器的工作原理. （3）理解理想變壓器原、副線圈中電壓與匝數(shù)的關(guān)系，能應(yīng)用它分析解決有關(guān)問題. （4）理解理想變壓器原、副線圈中電流與匝數(shù)的關(guān)系，能應(yīng)用它分析解決有關(guān)問題. （5）知道課本中介紹的幾種常見的變壓器. 2、能力目標(biāo) （1）用電磁感應(yīng)去理解變壓的工作原理，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識的能力. （2）講解理想變壓器使學(xué)生了解建立物理模型的意義.（抓主要因素，忽略次要因素，排除無關(guān)因素） 3、情感態(tài)度與價(jià)值觀 （1）使學(xué)生體會到能量守恒定律是普遍適用的. （2）培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度. 三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 重點(diǎn)：變壓器工作原理及工作規(guī)律． 難點(diǎn)：1.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． 四、學(xué)情分析：學(xué)生已經(jīng)掌握了電磁感應(yīng)現(xiàn)象的大致規(guī)律，了解了電感現(xiàn)象，為本節(jié)的學(xué)習(xí)打下了理論基礎(chǔ)?？勺孕蓄A(yù)習(xí)課本，了解相關(guān)原理。同時變壓器的作用神奇，變壓裝置在生活中很常見，應(yīng)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，利用課余時間，帶著自己的問題，搜集資料了解變壓器 五、教學(xué)方法 實(shí)驗(yàn)探究、演繹推理、學(xué)案導(dǎo)學(xué) 六、課前準(zhǔn)備 可拆變壓器、交流電壓表、交流電流表、燈泡、自耦變壓器、調(diào)壓器、導(dǎo)線等. 七、課時安排 1 課時 八、教學(xué)過程 (一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑 檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對性。 （二）情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。 ［師］在實(shí)際應(yīng)用中，常常需要改變交流的電壓.大型發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流，電壓有幾萬伏，而遠(yuǎn)距離輸電卻需要高達(dá)幾十萬伏的電壓.各種用電設(shè)備所需的電壓也各不相同.電燈、電飯煲、洗衣機(jī)等家用電器需要220 V的電壓，機(jī)床上的照明燈需要36 V的安全電壓.一般半導(dǎo)體收音機(jī)的電源電壓不超過10 V，而電視機(jī)顯像管卻需要10000 V以上的高電壓.交流便于改變電壓，以適應(yīng)各種不同需要.變壓器就是改變交流電壓的設(shè)備.這節(jié)課我們學(xué)習(xí)變壓器的有關(guān)知識. （三）合作探究、精講點(diǎn)撥。 1.變壓器原理 ［師］出示可拆變壓器，引導(dǎo)學(xué)生觀察，變壓器主要由哪幾部分構(gòu)成？ ［生］變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈組成.一個線圈跟電源連接，叫原線圈（初級線圈），另一個線圈跟負(fù)載連接，叫副線圈（次級線圈）.兩個線圈都是絕緣導(dǎo)線繞制成的.鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成. ［師］畫出變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖和符號，如下圖所示： ［演示］將原線圈接照明電源，交流電壓表接到不同的副線圈上，觀察交流電壓表是否有示數(shù)？ ［生］電壓表有示數(shù)且示數(shù)不同. ［師］變壓器原、副線圈的電路并不相同，副線圈兩端的交流電壓是如何產(chǎn)生的？請同學(xué)們從電磁感應(yīng)的角度去思考. ［生］在原線圈上加交變電壓U1，原線圈中就有交變電流，它在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量.這個交變磁通量既穿過原線圈，也穿過副線圈，在原、副線圈中都要引起感應(yīng)電動勢.如副線圈是閉合的，在副線圈中就產(chǎn)生交變電流，它也在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量，在原、副線圈中同樣引起感應(yīng)電動勢.副線圈兩端的電壓就是這樣產(chǎn)生的. ［師］物理上把原副線圈中由于有交變電流而發(fā)生的互相感應(yīng)現(xiàn)象，叫做互感現(xiàn)象.互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ). ［生］變壓器的鐵芯起什么作用？ ［師］如果無鐵芯，并排放置的原副線圈也發(fā)生互感現(xiàn)象，但原副線圈所激發(fā)的交變磁場的磁感線只有一小部分穿過對方，漏失的磁感線不會在原副線圈中傳送電能.如有鐵芯，由于磁化，絕大部分磁感線集中在鐵芯內(nèi)部，大大提高了變壓器的效率. ［生］原副線圈中，感應(yīng)電動勢大小跟什么有關(guān)系？ ［師］與線圈中磁通量變化率及線圈匝數(shù)成正比. 師生共同活動： 實(shí)驗(yàn)探究得出理想變壓器得變比關(guān)系 推導(dǎo)理想變壓器的變壓比公式. 設(shè)原線圈的匝數(shù)為N1，副線圈的匝數(shù)為N2，穿過鐵芯的磁通量為Φ，則原副線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別為 E1=N1 E2=N2 在忽略漏磁的情況下，ΔΦ1=ΔΦ2，由此可得 在忽略線圈電阻的情況下，原線圈兩端的電壓U1與感應(yīng)電動勢E1相等，則有U1=E1；副線圈兩端的電壓U2與感應(yīng)電動勢E2相等，則有U2=E2.于是得到 ［師］請同學(xué)們閱讀教材，回答下列問題： （1）什么叫理想變壓器？ （2）什么叫升壓變壓器？ （3）什么叫降壓變壓器？ （4）電視機(jī)里的變壓器和復(fù)讀機(jī)里的變壓器各屬于哪一類變壓器？ ［生1］忽略原、副線圈的電阻和各種電磁能量損失的變壓器，叫做理想變壓器. ［生2］當(dāng)N2＞N1時，U2＞U1，這樣的變壓器叫升壓變壓器. ［生3］當(dāng)N2＜N1時，U2＜U1，這樣的變壓器叫降壓變壓器. ［生4］電視機(jī)里的變壓器將220 V電壓升高到10000 V以上屬升壓變壓器；復(fù)讀機(jī)的變壓器將220 V電壓降到6 V，屬于降壓變壓器. ［師］理想變壓器原線圈的輸入功率與副線圈的輸出功率有什么關(guān)系？ ［生］P出=P入 ［師］若理想變壓器只有一個副線圈，則原副線圈中的電流I1與I2有什么關(guān)系？ ［生］據(jù)P出=U2I2，P入=U1I1及P出=P入得： U2I2=U1I1 則： ［師］繞制原副線圈的導(dǎo)線粗細(xì)一樣嗎？ ［生］粗細(xì)不一樣.高壓線圈匝數(shù)多而通過的電流小，用較細(xì)的導(dǎo)線；低壓線圈匝數(shù)少而通過的電流大，用較粗的導(dǎo)線. 2.幾種常見的變壓器 ［師］變壓器的種類很多，請同學(xué)們閱讀教材，了解幾種常見的變壓器，并回答下列問題： （1）自耦變壓器有何特點(diǎn)？ （2）自耦變壓器如何作升壓變壓器？又如何作降壓變壓器？ （3）互感器分為哪幾類？ （4）電壓互感器的作用是什么？ （5）電流互感器的作用是什么？ ［生1］自耦變壓器只有一個線圈，滑動頭位置變化時，輸出電壓會連續(xù)發(fā)生變化. ［生2］若把整個線圈作副線圈，線圈的一部分作原線圈，為升壓變壓器；若把線圈的一部分作副線圈，整個線圈作原線圈，為降壓變壓器. ［生3］互感器分為兩類，即電壓互感器和電流互感器. ［生4］電壓互感器用來把高電壓變成低電壓.它的原線圈并聯(lián)在高壓電路中，副線圈上接入交流電壓表，根據(jù)電壓表測得的電壓U2和變壓比，就可以算出高壓電路中的電壓. ［生5］電流互感器用來把大電流變成小電流.它的原線圈串聯(lián)在被測電路中，副線圈上接入交流電流表.根據(jù)電流表測得的電流I2和變流比，可以算出被測電路中的電流. （四）反思總結(jié)，當(dāng)堂檢測。 本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下內(nèi)容： 1.變壓器主要由鐵芯和線圈組成. 2.變壓器可改變交變電的電壓和電流，利用了原副線圈的互感現(xiàn)象. 3.理想變壓器：忽略一切電磁損耗，有 P輸出=P輸入 4.日常生活和生產(chǎn)中使用各種類型的變壓器，但它們遵循同樣的原理. （五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。 九、板書設(shè)計(jì) 十、教學(xué)反思 回顧變壓器這節(jié)課，收獲頗多，有很多成功的地方，和可以總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，也一些不足之處。 收獲：通過此次上課，更加深入的了解了新課改新教材的新，教學(xué)目標(biāo)，方法，都有很大的變化，在準(zhǔn)備的過程中逐步的提高了對新教材本質(zhì)的把握，用新的方法來組織教學(xué)，取得了意想不到的良好效果。比如在研究變壓器的工作原理我采用了給動畫配說解說詞的方式，在我的引導(dǎo)下，學(xué)生自己給動畫配說了解說詞，通過學(xué)生對動畫的理解，解說的過程，加深了對變壓器工作原理的理解，達(dá)到了探究的目的，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，豐富了課堂的教學(xué)方法和手段。 此外，通過這次上課，讓我在課堂的安排上更加條理清楚，符合學(xué)生的認(rèn)知水平和規(guī)律，讓學(xué)生在接受知識時水到渠成，由以前的給于式教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)閱l(fā)式教學(xué)，讓學(xué)生主動地去研究，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，各環(huán)節(jié)的過渡自然，層層深入，逐步遞進(jìn)，學(xué)習(xí)有層次感。這次上課使我更加注重基本功的培養(yǎng)，讓我的基本功又有了一次更高的提升，也讓我懂得了基本功在教學(xué)中的重要性，受益匪淺。 不足：下面說說本節(jié)課上存在的不滿意的地方。 用新課改的教學(xué)模式和素質(zhì)教育的要求來衡量這節(jié)課，本節(jié)課存在著一個師生互動較少的問題，還是教師占主導(dǎo)的地位，啟發(fā)學(xué)生不夠，學(xué)生的討論還應(yīng)該在增加一些，教師要學(xué)會放手，要有能放能收，收放自如的能力。比如在研究變壓器的電學(xué)量之間關(guān)系的時候，應(yīng)該多給學(xué)生一些時間，讓學(xué)生在充分的談?wù)撓伦约旱贸鼋Y(jié)論，讓學(xué)生自己得出的結(jié)論印象最深刻。而此環(huán)節(jié)處理的過于簡單，教師說的太多，給學(xué)生的時間過少，需要改進(jìn)。 還有本節(jié)課的課程安排有些緊張，給人一種時間短，知識范圍過大的感覺，有些地方用時過多，介紹性的知識可以布置為作業(yè)或是課后研究，使課堂教學(xué)的效率更高，重點(diǎn)更加突出。還有在課堂教學(xué)中的語言運(yùn)用要更加科學(xué)規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)，語速要稍微慢些，教學(xué)節(jié)奏要急緩適當(dāng)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識時更加輕松自如。 十一、學(xué)案設(shè)計(jì)(見下頁) 111