人教版高中物理选修《变压器》教学设计

教学设计4变压器教学分析本节分析本节内容是电磁感应知识与交变电流的综合应用，体现出了交变电流的优点，为电能输送奠定了基础.变压器是交流电路中常见的一种电器咬备，它建立在电磁感应现象的基础上,是电磁感应教学的进一步延伸，是远距离输电不可缺少的装置，为学习远距离输电奠定了基础，是本章的重点内容.对于变压器的工作原理，要让学生在电磁感应理论的基础上理解什么是互感现象？为什么原、副线圈之间没有载流导线的连接，副线圈中还可以输出电流？使学生再次体会交变电流和恒定电流的区别,以及交变电流的优点.教学中要引导学生建立理想变压器这一理想化模型，理解铁芯的作用.枳极引导学生从电磁感应的角度去理解问题,从能量转化的角度去理解变压器是把电能通过磁场能再转化成电能的装置.教学中要通过实验和理论推导，得出理想变压器的变压规律和变流规律.学情分析学生己经掌握了电磁感应的基本应用，并且通过长时间的物理学习已经具备了一定的分析问题和解决问题的能力.学生在电磁感应的基础上理解互感现象还是比较容易的.有的学生可能会认为变压器的铁芯也是带电的，针对这一错误认识，可以让学生根据电磁感应规律,独立思考，分析变压器铁芯的功能.对学生来说，原线圈中的电流产生的磁通量，绝大部分通过铁芯，只有-一小部分漏到铁芯之外，在通常的计算中可以忽略漏掉的他通量，认为穿过这两个线圈的交变磁通量相同是有难度的.学生对理想变压器的理解也是比较模糊的.教学目标•知识与技能(1)知道变压器的构造及几种常见的变压器.(2)理解变压器的工作原理及理想变压器的特点.(3)掌握理想变压器的电压、电流、功率等规律.•过程与方法(1)通过实验，探究理想变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系，电流与匝数的关系.(2)通过探究变压器规律的实验，培养学生处理实验数据及总结概括能力.(3)通过自主探究和小组合作，培养自主探究、合作学习的能力.

•情感、态度与价值观了解变压器在生活中的应用.(2)让学生充分体会能量守恒定律的普遍性及辩证统一思想.教学重难点.变压器工作原理及理想变压器的特点..理想变压器的电压、电流、功率等规律..推导变压器原副线圈电流与匝数的关系.教学准备闭合铁芯、学生电源、导线若干、小灯泡、可拆式变压器、交流电压表、开关、多媒体课件等.K,教学设计(一)•G殳计者：弗南出，东疝优质课一等奖)教学过程设计主要教学过程教学设计教师活动学生活动【演示实验】把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上f引入新课观察实验现

象，结合所学

知识找出问

题的答案.f引入新课观察实验现

象，结合所学

知识找出问

题的答案.(2)小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压相等吗？思路点拨：(1)当左边线圈加上交流电压时,左边线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生周期变化的磁通量，根据法拉第电磁感应定律知，在左、右线圈中都要产生感应电动势，右线圈作为等效电源给小灯泡供电，小灯泡就会发光.(2)小灯泡的额定电压为L5V,学生电源的输出电压为3

V,两者并不相等.学生电源正是通过这样一个用电设备一变压器，将220V的交流电压降到了3V.我们今天学习变压器的知识.【课件展示】利用多媒体课件展示各种变压器.观察图片认识变压器.观察图片认识变压器.二新课教学（一）变压器的原理2.变压器示意图及符号:阅读课本的内容，了解变压器的构造、原理等.【探究实验】猜想变压器探究变压器线圈两端的电压与质数的关系.线圈两端的（二）电压与匝

数的关系猜想假设：变压器线圈两端的电压可能与原、副线圈匝电压与匝数二新课教学（一）变压器的原理2.变压器示意图及符号:阅读课本的内容，了解变压器的构造、原理等.【探究实验】猜想变压器探究变压器线圈两端的电压与质数的关系.线圈两端的（二）电压与匝

数的关系猜想假设：变压器线圈两端的电压可能与原、副线圈匝电压与匝数数有关.的关系.【自主学习】引导学生阅读课本P41“变压器的原理”的内容，学习相关的知识.L变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的.与交流电源连接的线圈叫做原线圈，也叫初级线圈；与负载连接的另一个线圈叫做副线圈，也叫次级线圈..变压器的工作原理：互感现象..变压器实现了电能一磁场能一电能的转化.设计实验：保心,圈的匝数不变.增加或减少副,.的匝数，测量副线圈两端的电压：保持副线圈的匝数不变,

增加或减小原线圈匝数，测量副线圈两端的电压.介绍实验器材，引导学生设计实验步骤及记录数据所用表格，强调注意事项.进行实验：组织学生分组实验，按照电路图连接器材，小组内分工协作，记录实验数据填入表格.原姣圈匝数Di副姣图匝原姣圈匝数Di副姣图匝数n3原战图两端电ffiUxCV)副姣圈两端电压5(V)Bin：5v:10010610100206520020610实验结论：在实验误差允许的范围内,原、副线圈的电分工协作，连接器材，进行实验，记录数据，得出结论.压之比等于原、副线圈的匝数之比，即称=胃.【自主学习】阅读课本P42〜P43”电压与匝数的关系”的内容，学习相关的知识.1理想变压器：没有能呈损失的变压器叫做理想变压器(1)无漏磁现象.(2)线圈电阻不计.(3)铁芯不发热.说明：大型变压器能量损失都很小，可看作理想变压器,本章研窕的变压器可当作理想变压器处理.阅读课本的内容，总结理想变压器的特点及规律.2.理想变压器的基本规律阅读课本的内容，总结理想变压器的特点及规律.(1)原、副线圈两端的电压跟匝数成正比，即祟=2.若则U1>U2，称为降压变压器.若niVnz，则U1VU2,称为升压变压器.(2)输出功率等于输入功率PtftuP入，11山=513(3)原、副线圈中的电流跟匝数成反比，即卜詈(4)原、副线圈的交变电流的周期T和频率f相同.3.互感器(1)用途：把高电压变成低电压，或把大电流变成小电流.(2)分类：电压互感器、电流互感器.电压互感器阅读课本步”的内容,了解互感器.梳理本节知三、课堂小结回顾本节课“你学到了什么”？识要点四、课堂检测教师巡视、讲评完成检测题五、布置作业问题与练习：2、3、5.课后完成板书设计4变压器一、变压器的原理.变压器的构造：原线圈(初级线做I)、副线圈(次级线圈)、闭合铁芯2变压器示意图及二、电压与匝数的关系L理想变压器(1)无漏磁现象(2)线圈电阻不计(3)铁芯不发热.理想变压器的基本规律(l)\ffUi,U2)=\fl：ni,n2)(2)Pth=Pa,Uji=U2I2(3)\«I1,I2)=\f(n2,n1)(4)原、副线圈的交变电流的周期T和频率f相同3互感器，电压互感器、电流互感器教学反思.本节课通过学生观察演示实验中灯泡发光情况的变化，了解变压器的作用，而且通过合理的猜想、假设和脸证，使得学生对变压器的感知一代呵成，印象深刻..引导学生在实验、观察、记录、分析的基础上，让学生体会到抽象理想变压器模型的过程.忽略变压器次要的、非本质闪素，突出主要的、本质特征，把变压器在传输电能过程中的漏侦、铜损、铁损现象忽略，认为变压器在传输电能的过程中不损耗能量，把变压器抽象为理想化模型.理想化是科学研窕中常用的重要方法，如此处理可使问题的研究得以简化，不仅有理论上的意义，而且为提高变压器效率指出了方向.对理想变压器中电压与线圈匝数关系、电流与线圈匝数关系的推导顺理成章，而且学生理解深刻，掌握牢固.教学设计(二)•(设计4r：曲开荀第七届金国中小学互动课支教学史戏见，摩活动一等奖)教学过程设计一、引入新课【趣味活动】把三个串联的干电池的正、负极分别用两根导线连接，然后让学生用手分别握住，没有任何感觉,一个左端线圈匝数为100,右端线圈匝数为800的闭合铁芯的左端线圈与干电池相连，右端线圈引出两根导线，让全班所有的学生手拉手，两端的同学各自手拿一根导线,闭合左端线圈的开关，奇妙的现象出现了：所有同学同时有了触电的感觉.通过刚才的活动我们有了什么样的疑问？总结学生的疑问，大体可以分为两类：问题1：第二个线圈没有接电源，为什么会有电压？问题2：实验用的是三节干电池，电压为4.5V,为什么开关闭介后产生了高电压？究竟为什么会产生这样的效果呢？学习完这节课我们就会明白其中的道理.二、新课教学(一)变压器的原理【课件展示】利用多媒体课件展示各种用电器的额定工作电压.用电器额定工作电压用电器额定工作电压随身听3V机床上的照明灯36V扫描仪12V防身器3000V手机充电器4.2V黑白电视机显像管几万伏录音机6V彩色电视机显像管十几万伏问题：生活中的用电器一般都可以使用220v的交流电源，与它们的额定工作电压都不相同，用电器是如何正常工作的呢？思路点拨：变压器可以降低电压也可以升高电压，通过变压器得到用电器所需的合适电压.【自主学习】实物观察：分发可拆式变压器，引导学生观察变乐器的构造.对应可拆式变压器实物和课本中的图片介绍变压器的构造及标示符号，说明闭合铁芯是由极薄且彼此绝缘的硅钢片直压而成的.总结：阅读课本P41”变压器的原理”的内容，总结出相关的知识.1.变压器的构造：由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，接电源的叫原线圈（初级线圈），另一个叫副线圈（次级线圈）.?-变压器示意图及符号：3.变压器的工作原理：互感现象.在原线圈两端接交变电压，线圈中形成交变电流，产生变化的磁场.变化的磁场经闭合铁芯穿过原线圈的同时也穿过副线圈，形成一个闭合的磁路.变化的磁场使副线圈中产生感应电动势，当副线圈接负载时就会产生变化的电流，该变化的电流也会产生变化的磁场穿过原线圈.其实穿过原、副线圈的是合偃场，变化的合磁通量各在原、副线圈中产生了感应电动势.【知识拓展】从能量角度看，变压器不能产生电能，它只是利用闭合铁芯通过交变磁场将电能从原线圈转移到副线圈，实现电能一磁场能一电能的转化.(二)电压与匝数的关系【实验探究】问题：在演示实验中，三节干电池串联后的电压只有4.5V,电压是如何升高的？输入电压和输出电压间有什么关系？猜想假设：变压器线圈两端的电压可能与原、副线圈的匝数仃关.设计实轴：小组讨论设计实验方案：(1)实验电路：(2)操作方法：控制变量法.(3)实验步骤：A.按实验电路连接实验器材：B.保持原线圈的匝数不变，增加或减少副线圈的匝数，测量副线圈两端的电压;C.保持副线圈的匝数不变，增加或减少原线圈的匝数，测量副线圈两端的电压;D.分析实验数据，得出实验结论.(4)实验表格原线圈匝数ni副线圈匝数n->一原线圈两端电压U1(V)副线圈两端电压U2(V)Pln2Uiu210010610100206520020610注意事项：(1)输入电压不超过12V.(2)手不能接触裸露的导线、接线柱.(3)电压表先用最大展程试测，然后再选用适当挡位进行测量.进行实验：分组实验连接好电路，记录的数据填入表格.数据分析：引导学生处理数据并得出实验结论.实蕤结论：在实验误差范围内，原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，即Ul=ni5一以【自主学习】阅读课本Pg〜P43”电压与匝数的关系”的内容，学习相关的知识..理想变压器：没有能量损失的变压器叫做理想变压器.(1)无漏磁现象；(2)线圈电阻不计：(3)铁芯不发热.说明：大型变压器能量损失都很小，可看作理想变压器，本章研究的变压器可当作理想变压器处理..理想变压器的基本规律(1)原、副线圈两端的电压跟匝数成正比，即患=柒.若n】>n2,则Ui>U2,称为降压变压器；若mVm，则U1VU2,称为升压变压器.(2)输出功率等于输入功率Ph：=P入，Uih=U2b(3)原、副线圈中的电流跟匝数成反比，即£=工.(4)原、副线圈的交变电流的周期T和频率f相同..互感器(1)用途：把高电压变成低电压，或把大电流变成小电流.(2)分类：电压互感器、电流互感器.

电压互感器 电流互感器三、课堂小结在教师引导卜，在学生讨论与互评中总结所学内容，并交流这节课的收获.四、布置作业问题与练习：2、3、5.板书设计4变压器一、变压器的原理.变压器的构造：由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，接电源的叫原线圈(初级线圈)，另一个叫副线圈(次级线圈).变压器示意图及符号：3.变压器的工作原理：互感现象3.变压器的工作原理：互感现象二、电压与匝效的关系.理想变压器：没行能量损失的变压器叫做理想变压器(1)无漏磁现象(2)线圈电阻不计(3)铁芯不发热.理想变压器的基本规律(1)电压关系:\5Ui,5)=\[ni,ii2)(2)功率关系:P,t.=P入，U1Ii=U2I2(3)电流关系：\肛1工)=次口2皿)(4)原、副线圈的交变电流的周期T和频率f相同..互感器(1)用途：把高电压变成低电压，或把大电流变成小电流.(2)分类：电压互感器、电流互感器教学反思.本节课通过一个出乎意料的尝试，将学生的注意力紧紧集中在对演示实验的观察上,而且通过合理的猜想、假设和验证，使得学生对变压器的感知一气呵成，印象深刻.在本节课的教学过程中，始终突出实验的地位和作用，将实验渗透到教学的各个环节，物理概念的建立、物理规律的总结、物理问题的提出与解决，培养学生的观察与实验能力以及探究问题的科学态度；突出学法指导，体现了科学探究的基本思想.这样不仅教学思路清晰，而旦让学生学到了研究问题的方法，培养动手操作能力，发展动作思维，引发抽象思维，让物理课堂成为训练学生手脑并用的场所.同时，本节课突出了能量守恒观点，使学生认识到它不仅在变压器的工作中适用，而且是自然界中一条普遍适用的规律.在教学中通过实验，启迪学生的智慈，激发学生的学习兴趣和求知欲望，让学生在讨论交流和探究过程中获得知识，产生好的教学效果..“建模”是高中物理学科的重要思想，但物理模型的构建又是比较抽象和难懂的.该设计对教材进行了深度的分析和开放性处理，在将“教材体系”转化为“教学体系”的过程中，考虑到了学生的经验、心理和生活的实际，充分利用了物理学科的实验性特点.学生是学习的主体，是教学设计的出发点；生产、生活实际的素材是物理建模的基础，是重要和鲜活的教学资源.重视生活、生产资源的应用，不仅有利于学生对概念、规律的理解，而且能增强对科技的亲近感.，备课资料•影响变压器空载电流的因素小功率电源