物理選修1-1人教新課標(biāo)3.4變壓器

1、表3-1 主題單元設(shè)計(jì)模板主題單元標(biāo)題變壓器、電能的輸送作者姓名所屬單位聯(lián)系地址聯(lián)系電話電子郵箱郵政編碼學(xué)科領(lǐng)域 （在內(nèi)打 表示主屬學(xué)科，打 + 表示相關(guān)學(xué)科） 思想品德 音樂 化學(xué) 信息技術(shù) 勞動(dòng)與技術(shù) 語文 美術(shù) 生物 科學(xué) 數(shù)學(xué) 外語 歷史 社區(qū)服務(wù) 體育 物理 地理 社會實(shí)踐 其他（請列出）：適用年級高二所需時(shí)間1課時(shí)（每周 3課時(shí)，共 2課時(shí)）主題單元概述 (簡述單元在課程中的地位和作用、單元的組成情況，解釋專題的劃分和專題之間的關(guān)系，主要的學(xué)習(xí)方式和預(yù)期的學(xué)習(xí)成果，字?jǐn)?shù)300-500)本主題單元內(nèi)容是交變電流一章的后半部分，是交變電流知識的實(shí)際應(yīng)用，是電磁感應(yīng)知識在生產(chǎn)生活中的具體

2、運(yùn)用，是科學(xué)知識來源于生活又反哺于生活的具體體現(xiàn)。我把這一部分內(nèi)容設(shè)計(jì)成了兩個(gè)專題來組織學(xué)習(xí)活動(dòng)。專題一：變壓器 學(xué)生通過親自動(dòng)手拆卸變壓器模型，并應(yīng)用變壓器進(jìn)行電路電壓的增減等活動(dòng)掌握變壓器的構(gòu)造、變壓原理、變壓關(guān)系。專題二：電能的輸送 學(xué)生通過社會實(shí)踐活動(dòng)，考察街道上的生活變壓器和工廠中的生產(chǎn)變壓器，并通過網(wǎng)絡(luò)了解遠(yuǎn)距離輸電的方式方法，在頭腦中形成輸電電路圖。這兩個(gè)專題的確定是源于教材，且覆蓋了教材的全部要求，但是又不拘泥于教材，進(jìn)行了適當(dāng)?shù)耐卣购脱由?，為前面知識的鞏固做了很好的應(yīng)用，并通過社會實(shí)踐活動(dòng)鍛煉了學(xué)生的活動(dòng)能力。主題學(xué)習(xí)目標(biāo) (描述該主題學(xué)習(xí)所要達(dá)到的主要目標(biāo))知識與技能：1、

3、知道變壓器的構(gòu)造及各部分名稱2、理解互感現(xiàn)象在變壓器的工作中的應(yīng)用3、理解理想變壓器的原、副線圈中電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系，能應(yīng)用它分析解決基本問題4、理解理想變壓器的輸出功率等于輸入功率能用變壓器的功率關(guān)系解決簡單的變壓器的電流關(guān)系問題5、了解遠(yuǎn)距離輸電的原理知道輸電的過程 6、知道輸電導(dǎo)線上的功率損失和電壓損失的幾種表達(dá)形式并知道如何減少功率和電壓損失. 理解高壓輸電的原因.7、理解遠(yuǎn)距離輸電過程中各部分間的電壓關(guān)系、功率關(guān)系，會對簡單的遠(yuǎn)距離輸電線路進(jìn)行定量計(jì)算。過程與方法：1、通過學(xué)生動(dòng)手拆卸變壓器知道變壓器的構(gòu)造，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動(dòng)手能力和語言表達(dá)能力。2、通過學(xué)生探究變壓器的工作

4、原理和變壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生掌握探究物理問題的一般思路，在實(shí)驗(yàn)中還要培養(yǎng)學(xué)生正確讀數(shù)的能力3、從變壓器工作規(guī)律得出過程中培養(yǎng)學(xué)生處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及總結(jié)概括能力4、從理想變壓器概念引入使學(xué)生了解物理模型建立的基礎(chǔ)和建立的意義5、通過遠(yuǎn)距離輸電原理分析，具體計(jì)算，使學(xué)生學(xué)會分析解決實(shí)際問題的兩種基本方法：理論分析、計(jì)算推理。情感態(tài)度與價(jià)值觀：1、使學(xué)生能在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上建立規(guī)律，體驗(yàn)物理學(xué)的實(shí)踐美2、培養(yǎng)學(xué)生尊重事實(shí)，實(shí)事求是的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度3、通過對我國遠(yuǎn)距離輸電掛圖展示，結(jié)合我國行政村村村通電報(bào)導(dǎo)及個(gè)別違法分子偷盜電線造成嚴(yán)重后果的現(xiàn)象的介紹，教育學(xué)生愛護(hù)公共設(shè)施，做一個(gè)合格公民4、教育學(xué)生節(jié)約用

5、電，養(yǎng)成勤儉節(jié)約的好習(xí)慣對應(yīng)課標(biāo)1了解變壓器的構(gòu)造，理解變壓器的工作原理。2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。3知道遠(yuǎn)距離輸電過程，知道降低輸電損耗的兩個(gè)途徑。了解電網(wǎng)供電的優(yōu)點(diǎn)和意義。 主題單元問題設(shè)計(jì)1、生活離不開電，但用電器的額定電壓各不相同，如何讓額定電壓與電源電壓不相同的用電器正常工作？2、結(jié)合我國國情和實(shí)際生產(chǎn)能力，合理規(guī)劃電能的遠(yuǎn)距離輸送？專題劃分專題一：變壓器 （ 1 課時(shí)） 專題二：電能的輸送 （ 1 課時(shí)）專題一變壓器所需課時(shí)1專題一概述 (介紹本專題在整個(gè)單元中的作用，以及本專題的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)活動(dòng)和學(xué)習(xí)成果)學(xué)生已經(jīng)掌握

6、了電磁感應(yīng)知識和交流電的產(chǎn)生和規(guī)律，本專題的學(xué)習(xí)讓學(xué)生認(rèn)識到通過互感能夠改變交流電的電壓，這種儀器就是變壓器。學(xué)生通過看視頻，動(dòng)手拆卸變壓器應(yīng)用變壓器等活動(dòng)掌握變壓器的構(gòu)造、變壓原理、變壓關(guān)系。具體活動(dòng)有六個(gè)內(nèi)容：1、看視頻認(rèn)識各種變壓器。2、通過拆卸手頭的學(xué)生認(rèn)識變壓器。3、學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)明確變壓器的工作原理（先接直流電，再用交流電）.4、通過分組討論明確變壓器的電壓、電流、功率的關(guān)系。5、通過鞏固練習(xí)評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)。6、通過課外上網(wǎng)搜搜常見變壓器種類認(rèn)識自耦變壓器、互感器本專題學(xué)習(xí)目標(biāo) （描述本專題學(xué)習(xí)所要達(dá)到的主要目標(biāo)）1.了解變壓器的構(gòu)造及工作原理。2.掌握理想變壓器的電壓、電流與匝數(shù)間

7、關(guān)系。3.掌握理想變壓器工作規(guī)律并能運(yùn)用解決實(shí)際問題。本專題問題設(shè)計(jì)1、我們國家民用統(tǒng)一供電均為220V，那么如何使這些額定電壓不是220V的電器設(shè)備正常工作的呢？ 2、學(xué)生觀察變壓器，思考原副線圈不相通，那么在給原線圈接交變電壓U1后，副線圈電壓U2是怎樣產(chǎn)生的？(互感與自感)3、若給原線圈接直流電壓U1，副線圈電壓U2= ？4、原副線圈的的電壓、電流間可能滿足何規(guī)律？5、有沒有只用一組線圈來實(shí)現(xiàn)變壓的變壓器？變壓器的種類有哪些？所需教學(xué)材料和資源(在此列出學(xué)習(xí)過程中所需的各種支持資源)信息化資源網(wǎng)絡(luò)上的變壓器圖片常規(guī)資源教學(xué)用變壓器、小燈泡、直流電源、交流電源、導(dǎo)線教學(xué)支撐環(huán)境物理實(shí)驗(yàn)室、

8、多媒體學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)（描述本專題的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)活動(dòng)）課時(shí)一活動(dòng)一引導(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-與電壓相連，輸入電壓U1,線圈匝數(shù)為n1副線圈-與用電器相連，輸出電壓U2,線圈匝數(shù)為n2鐵芯-有何特點(diǎn)（閉合）活動(dòng)二變壓器的原理變壓器是如何實(shí)現(xiàn)變壓的哪？設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)問題：按上圖所示連接好電路，1、接通4V直流電源，觀察燈泡是否發(fā)光。2、接通4V交流電源，觀察燈泡是否發(fā)光。引導(dǎo)學(xué)生從電磁感應(yīng)的角度去分析問題。當(dāng)原線圈中通直流時(shí)，直流電流產(chǎn)生恒定的磁場，鐵芯中的磁通量不變。恒定的磁場在副線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，故燈泡不發(fā)光。當(dāng)原線圈中同交變電流時(shí)，變化的電流產(chǎn)生變化的

9、磁場，鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量，變化的磁場在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，燈泡中有了感應(yīng)電流，故燈泡發(fā)光。從能量的角度看，變壓器是把電能通過磁場能再轉(zhuǎn)化成電能的裝置。提出變壓器的原理是互感現(xiàn)象。變壓器只能實(shí)現(xiàn)交變電流的電壓、電流的變化?；顒?dòng)三探究理想變壓器變壓規(guī)律變壓器可以實(shí)現(xiàn)電壓的變換，那么變壓器原副線圈兩端的電壓與什么因素有關(guān)系呢？引導(dǎo)學(xué)生有法拉第電磁感應(yīng)定律公式猜測：可能與線圈的匝數(shù)有關(guān)。下面我們通過實(shí)驗(yàn)來探究。探究目的：探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系實(shí)驗(yàn)器材：可拆變壓器，學(xué)生電源，多用電表，導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)步驟：（1）引導(dǎo)學(xué)生畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作步驟，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記入表格。（分組討論，并

10、展示）（2）確定實(shí)驗(yàn)方案，并組織學(xué)生實(shí)施。1。原線圈接低壓交流電源6V，保持原線圈匝數(shù)n1不變，分別取副線圈匝數(shù)n2=n1，n1，2 n1，用多用電表交流電壓檔分別測出副線圈兩端的電壓，記入表格。2。原線圈接低壓交流電源6V，保持副線圈匝數(shù)n2不變，分別取原線圈匝數(shù)n1=n2，n2，2 n2，用多用電表交流電壓檔分別測出副線圈兩端的電壓，記入表格。U16V實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456原線圈匝數(shù)n1n1n1n1n2n2n2副線圈匝數(shù)n2n1n12 n1n2n22 n2副線圈輸出電壓U2結(jié)論（3）學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師巡回指導(dǎo)，并提出問題。 實(shí)驗(yàn)中你能聽到什么聲音？用手觸摸實(shí)驗(yàn)后的變壓器的線圈和鐵芯，感覺到發(fā)熱

11、嗎？(4)小組展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并得出結(jié)論電壓與匝數(shù)的關(guān)系 （5）引導(dǎo)學(xué)生分析，數(shù)據(jù)誤差大，實(shí)驗(yàn)中你能聽到什么聲音（嗡嗡聲）？用手觸摸實(shí)驗(yàn)后的變壓器的線圈和鐵芯，感覺到發(fā)熱嗎？原副線圈有電阻，通電時(shí)要發(fā)熱，鐵芯在反復(fù)磁化是也發(fā)熱，同時(shí)引起硅鋼片的震動(dòng)而產(chǎn)生嗡嗡聲。這些都要損耗電能。除此外，還有漏磁引起的損耗。實(shí)驗(yàn)演示：使可拆變壓器的鐵芯有不閉合到閉合，觀察接在副線圈的小燈泡的亮度變化？(小燈泡的亮度由暗到亮變化)原因分析：鐵芯不閉合，原線圈產(chǎn)生的磁場的磁通量只有一小部分穿過副線圈，大部分漏失在外。有了閉合的線圈，由于鐵芯被磁化，絕大部分磁感線集中在鐵芯內(nèi)部，穿過副線圈，大大增強(qiáng)了變壓器傳輸電能的作

12、用?？梢娪辛碎]合的鐵芯，漏失的磁通量大大減少，但仍會有小部分磁通量漏失在周圍空間。說明：實(shí)際變壓器為了減少電能損耗，采用的方法？（展示變壓器）線圈用銅線，鐵芯閉合，采用彼此絕緣的硅鋼片疊成鐵芯。活動(dòng)四理想變壓器為了研究問題的方便，提出理想變壓器模型，（完全沒有能量損耗）理想變壓器應(yīng)具備的條件：原副線圈沒有電阻，無磁通量的漏失，鐵芯不發(fā)熱。提出問題：問題1：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？答：因?yàn)槔硐胱儔浩鳑]有能量損失，所以P出=P入問題2：若理想變壓器只有一個(gè)副線圈，則原副線圈中的電流I1與I2有什么關(guān)系？據(jù)P出=U2I2，P入=U1I1及P出=P入得：U2I2=U1I

13、1 則：實(shí)例分析1、在實(shí)際中，我們使用的各種用電器的電壓可能各不相同，投影展示：MP3、手機(jī)充電器、節(jié)能燈、電視機(jī)顯像管 （說明所需電壓不同）為解決此問題，我們需要引入變壓器。（讓學(xué)生體會到變壓器作用的實(shí)際意義）2、投影展示變壓器的種類 和樣式（讓學(xué)生對實(shí)際變壓器有感性認(rèn)識）3、視頻互感器原理，及鉗式電流表的使用方法。（實(shí)際中如何測量大電壓、大電流）活動(dòng)五課堂小結(jié)，針對練習(xí)教學(xué)評價(jià)（列舉本專題中要評價(jià)的學(xué)習(xí)要素和所使用的評價(jià)工具或方法）1、 動(dòng)手能力-通過拆卸手頭的學(xué)生認(rèn)識變壓器。評價(jià)方法：現(xiàn)場評價(jià)2、 電路的連接和實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行-學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)明確變壓器的工作原理（先接直流電，再用交流電）.評價(jià)方

14、法：現(xiàn)場評價(jià)3、 通過分組討論明確變壓器的電壓、電流、功率的關(guān)系。評價(jià)方法：自評，互評4、 通過鞏固練習(xí)評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)。評價(jià)方法：對照范例專題二電能的輸送所需課時(shí)1專題二概述 (介紹本專題在整個(gè)單元中的作用，以及本專題的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)活動(dòng)和學(xué)習(xí)成果)在之前的學(xué)習(xí)中學(xué)生已經(jīng)掌握了電磁感應(yīng)互感，交流電的產(chǎn)生和描述，變壓器的工作原理等，本專題的學(xué)習(xí)讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)上網(wǎng)搜尋資料等方式讓學(xué)生了解如何更經(jīng)濟(jì)有效的將電能輸送到用戶處，并在頭腦中形成輸電電路圖。具體活動(dòng)有4個(gè)內(nèi)容：1、看視頻及問題的提出明確要通過變壓器進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電。2、通過學(xué)習(xí)間的討論探討明確為何要高壓送電。3學(xué)生通過電網(wǎng)的了解能辯證

15、的看待高壓送電.4通過學(xué)習(xí)明確輸電電路圖，并能分析各部分電壓、電流、功率的關(guān)系，解決實(shí)際問題本專題學(xué)習(xí)目標(biāo) （描述本專題學(xué)習(xí)所要達(dá)到的主要目標(biāo)）1、了解交變電流從變電站到用戶的輸電過程2、知道遠(yuǎn)距離輸電時(shí)輸電線上的損失與哪些因素有關(guān)，理解高壓輸電的原因。3、知道遠(yuǎn)距離輸電線路的基本構(gòu)成，會對簡單的遠(yuǎn)距離輸電線路進(jìn)行定量計(jì)算。本專題問題設(shè)計(jì)1、輸送電能的基本要求？2、為什么輸電線上有電能損失?3、如何減少電能損失?4、是不是輸電電壓越高越好?5、電能輸送的過程示意圖？所需教學(xué)材料和資源(在此列出學(xué)習(xí)過程中所需的各種支持資源)信息化資源網(wǎng)絡(luò)上的發(fā)電站圖片常規(guī)資源記錄紙、課堂標(biāo)準(zhǔn)答題紙教學(xué)支撐環(huán)境多

16、媒體其 他學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)（描述本專題的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)活動(dòng)）課時(shí)二活動(dòng)一引入新課 （5分）通過多媒體課件展現(xiàn)三峽大壩發(fā)電廠，以及高壓電網(wǎng)等遠(yuǎn)距離輸電的視頻資料，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識的熱情。并提出問題：1、電能是如何輸送的？2、輸送電能的基本要求是什么？在學(xué)生觀看視頻和認(rèn)真仔細(xì)閱讀教材的基礎(chǔ)上得出正確結(jié)論。電能可以通過電網(wǎng)來傳輸，那么電能在由電廠傳輸給用戶過程中要考慮什么問題？可靠、經(jīng)濟(jì)、保質(zhì)。這節(jié)課我們以經(jīng)濟(jì)為主線學(xué)習(xí)遠(yuǎn)距離輸電的知識，活動(dòng)二：分析歸納降低輸電損耗的兩個(gè)途徑（這一環(huán)節(jié)是教學(xué)的重點(diǎn)。我采用把復(fù)雜的問題簡單化、從特殊到一般的物理思想，簡化物理模型。通過分步驟逐步突破的方式。用時(shí)

17、約 分鐘）（創(chuàng)設(shè)情境，提出問題，分析結(jié)果，得出結(jié)論） 演示實(shí)驗(yàn)：第一步、利用遠(yuǎn)距離輸電演示板，改變輸電線長度，觀察小燈泡亮度變化輸電線越長，燈泡為什么越暗？兩方面：輸電線上確實(shí)要有電能損失，另一方面，導(dǎo)線越長損失越大。第二步、老師設(shè)計(jì)提出問題，假設(shè)輸電電流為I，輸電線電阻為r： 1、求輸電線上損失的功率P？2、怎樣減小遠(yuǎn)距離輸電過程中的電能損失？給學(xué)生一分鐘思考問題的時(shí)間，我采用小組推薦學(xué)生代表展示的方法，讓學(xué)生利用多媒體投影展臺展示結(jié)果，并進(jìn)行講解，比較各組的展示結(jié)果。第三步、分析結(jié)果：P=I2r第四步、得出結(jié)論降低輸電損耗的兩個(gè)途徑：一是減小輸電線的電阻；二是減小輸電線的電流。第五步、知識

18、延伸，教師引導(dǎo)，如何減小輸電線的電阻，根據(jù)公式討論，引導(dǎo)學(xué)生分析，各種方法的局限性。（減小L不可行，增加S，會浪費(fèi)太多的金屬材料，太重、太粗給鋪設(shè)帶來困難。）如何減小輸電線的電流。在保證一定輸送功率的前提下，根據(jù)公式P=UI，引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)電流的表達(dá)式I=P/U，得出可以通過提高輸送電壓，降低輸電電流。同時(shí)說明提高輸送電壓，降低輸電電流比減小輸電線的電阻在降低輸電線的損耗更經(jīng)濟(jì)?；顒?dòng)三：輸電模型（10分）本環(huán)節(jié)既為教學(xué)的重點(diǎn)，又是教學(xué)的難點(diǎn)。我采用教師提出問題，學(xué)生分析、小組討論，教師重點(diǎn)講解的方式進(jìn)行突破。在學(xué)生學(xué)習(xí)變壓器的基礎(chǔ)上：第一步，要求學(xué)生畫出遠(yuǎn)距離輸電的物理模型（發(fā)電廠、升壓變壓器、輸電線、降壓變壓器、用戶）第二步，設(shè)定每部分的U、I、P第三步，引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)各物理量之間的關(guān)系。同時(shí)強(qiáng)調(diào)電壓損失與輸電電壓的區(qū)別?；顒?dòng)四 知識遷移和應(yīng)用（用時(shí)約10分鐘）利用課后練習(xí)第5題通過