《变压器》教学设计.docx

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《变压器》教学设计

《变压器》教学设计

一、教材分析

《变压器》选自人教版、普通高中课程标准实验教科书、物理选修3—2第五章《交变电流》的第四节。

学习变压器可以使学生了解电磁感应现象的广泛应用，开拓学生视野，提高学习物理的能力和兴趣，因此这一节的内容是电磁感应教学的进一步延伸；同时变压器也是是交流电路中常见的一种电器设备，是远距离输送交流电不可缺少的装置。

学习变压器能够从能的转化和传递的角度进一步强化对电磁感应现象的认识，为进一步学习远距离输电奠定基础。

教材对《变压器》这节课的设置是从学生的原有认知出发，通过实验手段，引导学生一步一步围绕变压器的原理及工作特性展开，让学生自己进行讨论、分析，逐步完成教学目标。

二、设计理念

在这节物理规律课的教学中，我的设计理念是：

以实验为基础，学生的思维拓展为中心，充分发挥学生的主体，注重规律形成过程的教学、实验探究过程的教学、知识发展过程的教学；强调学以致用，联系生活实际，提高学生对知识的迁移和能力活化；

“变压器”一课的教学围绕“什么是变压器？

”、“变压器副线圈为什么有电压？

”、“变压器怎样将原线圈的电能传输给副线圈？

”、“变压器副线圈上的电压大小与什么因素有关？

定量关系是怎样的?

”等问题为线索展开教学过程。

因此，本节课的教学采用如下的教学流程：

三、三维目标

1、知识与技能：

１）知道变压器的基本构造

２）理解变压器的工作原理

３）探究并应用变压器的各种规律

2、过程与方法：

１）能熟练应用控制变量法解决多变量问题

２）进一步掌握科学探究的一般思路

3、情感态度与价值观：

１）通过实验探究，体会科学探索的过程，激发探究物理规律的兴趣

２）通过真实操作和记录，获得团队合作精神的体验和实事求是的科学态度

四、教学重点、难点：

教学重点：

 通过实验探究变压器原、副线圈两端电压与匝数的关系

教学难点：

变压器的工作原理及能量转换

五、教学方法

实验探究、讨论交流、多媒体辅助教学

六、教学准备

学生电源、可拆变压器、多用电表（交流电压档）（以上各20个）、小灯泡、导线若干、多媒体

七、教学过程：

（一）创设情境，激发情感，引入新课

教师活动

学生活动

设计意图

问题：

小灯泡不与电源直接相连，它能发光吗？

它能变得更亮吗？

演示实验：

引入：

这个装置能起到改变电压的作用，这就是我们这节课研究的问题——变压器。

思考

观察演示实验

两个问题的设置，和学生的原认知造成冲突，激发学生学习的兴趣

（二）进行新课

1、变压器的构造和原理

（1）构造：

①课件展示多种常见的变压器，说明尽管形态各异，但基本结构相同。

②指导学生拆装变压器

③提出问题：

根据你的观察，变压器由哪几部分构成？

④总结变压器结构，介绍原、副线圈、铁芯相关概念，画出变压器的示意图和符号

（2）变压器的工作原理

①提出问题：

小灯泡未与电源直接相连，为什么发光了呢？

你认为变压器的工作原理是什么？

②总结工作原理：

互感现象

（3）变压器工作时的能量转化

问题：

电能是怎样由原线圈传输到副线圈的呢？

师生互动：

变压器接电源和未接电源两种情况下分别让同学尝试提起铁芯的横条

结论：

原线圈：

电能

铁芯：

磁场能

副线圈：

电能

观看课件，初步形成变压器的概念

自己动手、获得亲身感受

观察、总结

整理学案

总结变压器的工作原理:

电磁感应—互感现象

整理学案

接电源时很难取出横条

未接电源时轻松取出横条

得到结论：

接通电源后铁芯被磁化、

铁芯内部有磁场，具有磁能

变压器就是把电能通过磁场能再转化成电能的装置

开拓视野，增加实际知识

让学生获得亲身感受，提高学生进一步探究的兴趣

利用学生的原有知识，引导学生发现变压器的工作原理，让学生获得学以致用的成就感

培养学生严谨的科学态度

——对待事物不要想当然，而要自己动手实验获得亲身感受

2、变压器的变压规律：

（1）猜想：

副线圈输出电压和哪些因素有关呢？

（2）实验目的：

利用手边的实验器材探究：

U1一定，n1,n2对U2的影响

（3）实验方法:

控制变量法

（4）实验方案、步骤：

请同学画出设计实验的电路图，并设计对应的实验方案、设计表格以便记录数据

①U1=2V，n1=匝

n2（匝）

200

800

1400

U2（v）

②U1=2V，n2=匝

n1（匝）

200

800

1400

U2（v）

（5）数据分析：

①分析、处理数据，

得出U2与n1,n2的关系表达式

②比例系数k有单位吗？

③结合上面数据k值多大？

④K就是U1吗？

请同学通过实验加以验证。

（6）总结规律

回顾物理学史，总结得出U1，U2，n1,n2的关系式：

U1:

U2=n1:

n2

（1）和原、副线圈的匝数有关

和原线圈两端的电压有关

（3）类比牛顿第二定律，得到实验方案——控制变量法，即：

①U1、n1一定,

研究n2和U2的关系

②U1、n2一定，

研究n1和U2的关系

（4）小组讨论，

设计实验电路图

得到实验方案

连接电路，具体操作

实验方案：

·把可拆式变压器的一个线圈作为原线圈，连接到学生电源的交流输出端，另一个线圈作为副线圈，可不接负载。

·闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量两个线圈两端的电压，测量完毕断开学生电源的开关。

·改变原、副线圈的匝数，重复以上实验。

·把数据记录在设计的表格中：

（5）总结数据，得出结论：

①在实验误差范围内

·n1与U1不变，U2与n2成正比

·n2与U1不变，U2与n1成反比

即：

②有，是伏特

③k=2V

④实验检验：

令n1,n2不变，研究U1改变时，U2是否按上述规律变化

6.整理学案

充分发挥学生的主体，注重规律形成过程的教学，完成本节课过程与方法教学目标

让学生在探究过程中，体验成功的喜悦，体会合作的快乐，完成本节课情感态度与价值观目标

3、理想变压器

（1）变压器工作时的能量损失

问题1：

为什么上述实验的数据存在一定误差？

变压器工作时有哪些途径会损失能量？

问题2：

为什么铁芯是闭合的？

在变压器通过交变磁场传输电能的过程中，闭合铁芯起什么作用？

演示实验：

将可拆变压器的铁芯由不闭合到闭合，观察接在副线圈两端的小灯泡的亮度变化

生活实例：

自来水从水龙头流出后无方向性，加皮管子水都在管子里

小结：

（2）理想变压器

①理想化模型的建立

②理想变压器的特点：

（3）理想变压器的规律

请同学自己总结理想变压器的功率关系、电压关系和电流关系

用手触摸工作后的变压器线圈和铁芯；

（1）由于电流流经线圈电阻，造成电能损耗

（2）铁芯有涡流损耗

（3）铁芯有漏磁现象

总结特点：

无能量损失

①功率关系：

P入=P出

②电压关系：

U1:

U2=n1:

n2

③电流关系：

I1:

I2=n2:

n1

形象的实验和通俗的语言，让学生感到既熟悉又亲切，降低了学习铁芯的作用的难度，结合原有电热和涡流的知识，突破本节课的教学难点

从生活实例到理想化模型的建立，使学生的知识得以升华。

（三）范例分析、变式训练

例题：

理想变压器原、副线圈的匝数比n1:

n2＝4：

1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，图中电流表A1的示数12mA，则电流表A2的示数为mA

导体棒若向左匀加速运动，

A2是否有示数？

初始错误答案：

48mA

正确答案：

0

初始结论：

变压器只对交变电流有变压作用

导体棒若向左匀加速运动，A2有示数

结论：

变压器对变化电流起变压作用

学生得到的答案与正确答案的冲突，激发学生重新思考、讨论的积极性，进一步认识变压器的变压特点

（四）课堂总结、点评

提出问题：

我们这节课学习了哪些知识？

在学习过程中用到了哪些思想方法？

学生自己总结、整理

（五）布置作业

1.利用所学电磁感应知识，尝试从理论上推导理想变压器的变压规律。

2.如果在铁芯上再绕制几个副线圈，那么原副线圈两端的电压、通过原副线圈的电流与原副线圈的匝数将满足什么条件？

3.如何测量高压线上的交流电压？

课后分析电压互感器并进一步关注生活中的变压器。

八、板书设计：

一、构造和原理

原线圈副线圈

第四节变压器

二、变压规律：

三、理想变压器

功率关系：

P入=P出

电压关系：

U1:

U2=n1:

n2

电流关系：

I1:

I2=n2:

n

九、教学反思：

变压器是一种日常常用的设备，他的结构原理在3-2中比较重要，但该课内容抽象难懂，本课通过实验授课，从实验中学习原理再从原理回归试验，在实验过程中让学生分组讨论实验思路，独立设计实验过程，充分发挥了学生的主观能动性。

这节课既学习了变压器的原理，又训练了学生的物理思维，真正做到了素质教育。

但也存在一定的问题，有些学生基础比较薄弱，在设计实验时出现了思维阻塞，今后授课时应该对这些学生适当的提示，帮助他们顺利的完成实验。