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》教學設計 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備，也是遠距離輸送交流電不可缺少的裝置.在講解變壓器的原理時，要積極引導學生從電磁感應的角度說明：原線圈上加交流電壓產生交流電流，鐵芯中產生交變磁通量，副線圈中產生交變電動勢，副線圈相當于交流電源對外界負載供電.要向學生強調，從能量轉換的角度看，變壓器是把電能通過磁場能轉換成電能的裝置，經過轉換后一般電壓、電流都發(fā)生了變化.有的學生認為變壓器鐵芯是帶電的.針對這種錯誤認識，可讓學生根據(jù)電磁感應原理，經過獨立思考了解到變壓器鐵芯并不帶電，鐵芯內部有磁場（鐵芯外部磁場很弱）. 變壓器在生產和生活中有十分廣泛的應用.課本中介紹了一些，教學中可根據(jù)實際情況向學生進行介紹，或看掛圖、照片、實物或參觀，以開闊學生眼界，增加實際知識. 二、教學目標 1、知識目標 （1）知道變壓器的構造. （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)的關系，能應用它分析解決有關問題. （4）理解理想變壓器原、副線圈中電流與匝數(shù)的關系，能應用它分析解決有關問題. （5）知道課本中介紹的幾種常見的變壓器. 2、能力目標 （1）用電磁感應去理解變壓的工作原理，培養(yǎng)學生綜合應用所學知識的能力. （2）講解理想變壓器使學生了解建立物理模型的意義.（抓主要因素，忽略次要因素，排除無關因素） 3、情感態(tài)度與價值觀 （1）使學生體會到能量守恒定律是普遍適用的. （2）培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度. 三、教學重點、難點 重點：變壓器工作原理及工作規(guī)律． 難點：1.理解副線圈兩端的電壓為交變電壓． 　　 2.推導變壓器原副線圈電流與匝數(shù)關系． 　 3.掌握公式中各物理量所表示對象的含義． 四、學情分析：學生已經掌握了電磁感應現(xiàn)象的大致規(guī)律，了解了電感現(xiàn)象，為本節(jié)的學習打下了理論基礎。可自行預習課本，了解相關原理。同時變壓器的作用神奇，變壓裝置在生活中很常見，應激發(fā)學生學習主動性，利用課余時間，帶著自己的問題，搜集資料了解變壓器 五、教學方法 實驗探究、演繹推理、學案導學 六、課前準備 可拆變壓器、交流電壓表、交流電流表、燈泡、自耦變壓器、調壓器、導線等. 七、課時安排 1 課時 八、教學過程 (一)預習檢查、總結疑惑 檢查落實了學生的預習情況并了解了學生的疑惑，使教學具有了針對性。 （二）情景導入、展示目標。 ［師］在實際應用中，常常需要改變交流的電壓.大型發(fā)電機發(fā)出的交流，電壓有幾萬伏，而遠距離輸電卻需要高達幾十萬伏的電壓.各種用電設備所需的電壓也各不相同.電燈、電飯煲、洗衣機等家用電器需要220 V的電壓，機床上的照明燈需要36 V的安全電壓.一般半導體收音機的電源電壓不超過10 V，而電視機顯像管卻需要10000 V以上的高電壓.交流便于改變電壓，以適應各種不同需要.變壓器就是改變交流電壓的設備.這節(jié)課我們學習變壓器的有關知識. （三）合作探究、精講點撥。 1.變壓器原理 ［師］出示可拆變壓器，引導學生觀察，變壓器主要由哪幾部分構成？ ［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），另一個線圈跟負載連接，叫副線圈（次級線圈）.兩個線圈都是絕緣導線繞制成的.鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成. ［師］畫出變壓器的結構示意圖和符號，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生的？請同學們從電磁感應的角度去思考. ［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電動勢.如副線圈是閉合的，在副線圈中就產生交變電流，它也在鐵芯中產生交變的磁通量，在原、副線圈中同樣引起感應電動勢.副線圈兩端的電壓就是這樣產生的. ［師］物理上把原副線圈中由于有交變電流而發(fā)生的互相感應現(xiàn)象，叫做互感現(xiàn)象.互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎. ［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部，大大提高了變壓器的效率. ［生］原副線圈中，感應電動勢大小跟什么有關系？ ［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： 實驗探究得出理想變壓器得變比關系 推導理想變壓器的變壓比公式. 設原線圈的匝數(shù)為N1，副線圈的匝數(shù)為N2，穿過鐵芯的磁通量為Φ，則原副線圈中產生的感應電動勢分別為 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與感應電動勢E1相等，則有U1=E1；副線圈兩端的電壓U2與感應電動勢E2相等，則有U2=E2.于是得到 ［師］請同學們閱讀教材，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）電視機里的變壓器和復讀機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N2＞N1時，U2＞U1，這樣的變壓器叫升壓變壓器. ［生3］當N2＜N1時，U2＜U1，這樣的變壓器叫降壓變壓器. ［生4］電視機里的變壓器將220 V電壓升高到10000 V以上屬升壓變壓器；復讀機的變壓器將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］繞制原副線圈的導線粗細一樣嗎？ ［生］粗細不一樣.高壓線圈匝數(shù)多而通過的電流小，用較細的導線；低壓線圈匝數(shù)少而通過的電流大，用較粗的導線. 2.幾種常見的變壓器 ［師］變壓器的種類很多，請同學們閱讀教材，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？ （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，當堂檢測。 本節(jié)課主要學習了以下內容： 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)導學案、布置預習。 九、板書設計 十、教學反思 回顧變壓器這節(jié)課，收獲頗多，有很多成功的地方，和可以總結的經驗，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，教學目標，方法，都有很大的變化，在準備的過程中逐步的提高了對新教材本質的把握，用新的方法來組織教學，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，在我的引導下，學生自己給動畫配說了解說詞，通過學生對動畫的理解，解說的過程，加深了對變壓器工作原理的理解，達到了探究的目的，提高了學生的學習興趣，豐富了課堂的教學方法和手段。 此外，通過這次上課，讓我在課堂的安排上更加條理清楚，符合學生的認知水平和規(guī)律，讓學生在接受知識時水到渠成，由以前的給于式教學轉變?yōu)閱l(fā)式教學，讓學生主動地去研究，提高學生的學習動機，各環(huán)節(jié)的過渡自然，層層深入，逐步遞進，學習有層次感。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。 用新課改的教學模式和素質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，還是教師占主導的地位，啟發(fā)學生不夠，學生的討論還應該在增加一些，教師要學會放手，要有能放能收，收放自如的能力。比如在研究變壓器的電學量之間關系的時候，應該多給學生一些時間，讓學生在充分的談論下自己得出結論，讓學生自己得出的結論印象最深刻。而此環(huán)節(jié)處理的過于簡單，教師說的太多，給學生的時間過少，需要改進。 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，使課堂教學的效率更高，重點更加突出。還有在課堂教學中的語言運用要更加科學規(guī)范嚴謹，語速要稍微慢些，教學節(jié)奏要急緩適當，讓學生在學習知識時更加輕松自如。 十一、學案設計(見下頁) 111