《變壓器》教學設計

第四節(jié)《變壓器》教學設計一、教學思路“變壓器”的教學圍繞“變壓器為什么能變更電壓”變壓器是怎樣變更電壓、電流等問題為線索來綻開教學過程，采納定性分析和定量相結合，理論推導和試驗驗證相結合的方法，先使學生理解互感現(xiàn)象，再通過學生探究活動，驗證電壓與匝數(shù)的關系，邂逅通過法拉第電磁感應定推導出電壓與線圈匝數(shù)之間存在的關系。教材分析：教材是落實課程標準、實現(xiàn)教學目標的重要載體，新教材的特點之一是“具有基礎性、豐富性和開放性。”即學習內容是基礎而豐富的，呈現(xiàn)形式是豐富而開放的。本節(jié)教材配有小試驗,思索與探討，簡明扼要的文字說明，貼近生活的圖片生動而形象，開闊眼界的科學閑逛。教材對變壓器原理的表述比較淺，在處理時要將這部分內容情境化,將靜態(tài)學問動態(tài)化,利于學生理解透徹。學生分析：學生通過前面《電磁感應》整章的學習，已經(jīng)對磁生電以及渦旋電流有了基本的駕馭，在《溝通電》前兩節(jié)的學習，對溝通電的特點也比較清晰，已經(jīng)基本具備了學習變壓器這一節(jié)內容的必備學問。但對變壓器原線圈兩端的電壓與原線圈產(chǎn)生的電動勢大小關系這一學問點比較欠缺,在教學中需作出補充提示。二、教學目標1、學問與技能：1）知道變壓器的基本構造2）理解變壓器的工作原理3）探究并應用變壓器的各種規(guī)律過程與方法：1）能嫻熟應用限制變量法解決多變量問題2）進一步駕馭科學探究的一般思路情感看法與價值觀：1）通過試驗探究，體會科學探究的過程，激發(fā)探究物理規(guī)律的愛好2）通過真實操作和記錄，獲得團隊合作精神的體驗和實事求是的科學看法三、教學重難點教學重點：變壓器工作原理及工作規(guī)律.教學難點：（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）駕馭公式中各物理量所表示對象的含義.重難點的突破措施：（1）通過演示試驗來探討變壓器工作規(guī)律使學生能在試驗基礎上建立規(guī)律.（2）通過志向化模型建立及理論推導得出通過原副線圈電流與匝數(shù)間的關系.（3）通過運用變壓器工作規(guī)律的公式來解題使學生從實踐中理解公式各物理量的含義.四、教學媒體變壓器模型、學生電源、閉合鐵芯、小燈泡、導線、多媒體等五、教學過程（一）學問回顧：1、什么是互感現(xiàn)象？2、利用互感現(xiàn)象可以把從一個線圈傳遞到另一個線圈，變壓器就是利用制成的。首先通過兩個問題復習前面學過的電磁感應學問，給學生學問上的打算，（二）新課講授1、新課導入（1）在實際運用中，我們經(jīng)常須要不同電壓的溝通電.如表所示：用電器額定工作電壓用電器額定工作電壓隨身聽3V機床上的照明燈36V掃描儀12V防身器3000V手機充電器4.2V黑白電視機顯像管幾萬伏水日機6V彩色電視機顯像管十幾萬伏平常市電的電壓是220伏,那該怎么辦呢一一我們須要變壓器.（讓學生體會到變壓器作用的實際意義）（2）多媒體展示變壓器的種類和式樣（讓學生對實際變壓器有感性相識）；（3）引導學生視察可拆變壓器的構造，并通過示意圖明確下列概念：原線圈一一與電源相連，輸入電壓5,線圈匝數(shù)為m副線圈一一與用電器相連，輸出電壓口，線圈匝數(shù)為山鐵芯一一有何特點？變壓器是如何變壓的呢？有什么規(guī)律？這就是我們今日要探究的課題。2、試驗探究變壓器的變壓規(guī)律（1）引導學生探討探究的方案揣測原副線圈的電壓與什么因素有關，由法拉第電磁感應定律公式可能想到與線圈匝數(shù)有關.試驗儀器為學生電源（低壓溝通12V）,可拆變壓器，多用電表（溝通電壓檔）；設計并畫出試驗電路圖;設計試驗操作步驟;記錄試驗數(shù)據(jù),可以設計一個表格.（2）學生分組試驗一一限制變量法保持原線圈電壓和匝數(shù)不變,變更副線圈匝數(shù)，探討副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響；保持原線圈電壓和副線圈匝數(shù)不變,變更原線圈匝數(shù),探討原線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響.（3）引導學生分析數(shù)據(jù)，并歸納出：原線圈電壓和匝數(shù)不變時，副線圈匝數(shù)越多,U2越大.原線圈電壓和副線圈匝數(shù)不變時,原線圈匝數(shù)越少，副線圈電壓越高.在試驗誤差范圍內，原副線圈電壓比跟原副線圈的匝數(shù)比成正比.3、理論推導（1）志向變壓器模型的建立在變壓器的電磁感應過程中，電能和磁能的相互轉化是最主要的因素,而伴隨而來的損耗是一些次要因素.為了探討的便利，我們突出主要因素，忽視次要因素.這是科學探討的一種常用方法.那么我們可以把實際的變壓器抽象成志向變壓器 個沒有能量損耗的志向變壓器.（2）變壓器主副線圈電壓、電流、功率關系推導法拉第電磁感應定律的應用（回避源電動勢和反電動勢疊加的過程、相位差問題），留意兩邊磁通量相等--Ei=Ei=ni——E2=02—At At亙二3E2n2對于志向變壓器，導線電阻可以忽視，故Ui=Ei,U2=E2（副線圈看成一個電源，電動勢等于路端電壓）。所以目即：志向變壓器原副線圈的電壓之比等于兩個線圈的匝數(shù)比。假如n2>nl,則輸出電壓高，稱升壓變壓器；假如n2Vnl,則輸出電壓低，稱降壓變壓器。思索：假如原線圈通入的是直流電，能否實現(xiàn)變壓？功率和電流關系功率Pi=P2電流一一區(qū)分組探討1：探討右圖所示變壓器的電壓、功率和電流的關系（結論：?—=—；P1=P2+P3；nJ]二口212+口313）U2n2U3n3分組探討2：探討右圖所示變壓器的電壓、功率&電流的關系（設兩個副線圈的磁通安排相同）（結論：vr~~--~~~—-5Pi=P2+P3;2n山二112I2+mb）U2n2U3n3小結：從以上的探討我們發(fā)覺，變壓器的電壓關系和電流關系并不是用一個正比和反比可以簡潔地概括，而是會隨著變壓器結構的變更而變更，但是，萬變不離其宗，能量守恒定律和法拉第電磁感應定律總是適用的。4、規(guī)律應用【例1】志向變壓器初級線圈和兩個次級線圈的匝數(shù)分別為m=2200匝、n3=440匝，電源電壓為Ui=220V,n3I連接的負載電阻R=8.8Q,n2卜.連接的燈泡“110VHOW"TH常發(fā)光。求原線圈中的電流L和112?！纠?】如圖所示M為志向變壓器，原副線圈匝數(shù)比為22：1,電源電壓U=311sin314tv不變，變阻器R的最大阻值為10Q。求（1）當變阻器的滑動頭P從最下端向上移動時，各個電表讀數(shù)如何變更？（2）變阻器R接入副線圈時電流表4的最小讀數(shù)（3）假如變阻器R斷路，電流表&的讀數(shù)又是多大？探討原副線圈各個物理量變更的確定因素輸入電壓U1確定輸出電壓U2輸出功率P2確定輸入功率P]在U|、N]、N2肯定的狀況下，輸出電流L確定115、總結全課在本節(jié)課學習中，我們學到了哪些學問運用了哪些思想方法請同學們總結歸納.變壓器：主要由鐵芯和原、副線圈組成，志向變壓器的基本規(guī)律是（1）任何兩組線圈的端電壓與其匝數(shù)成正比，即可見，電壓僅與匝數(shù)有關，與負載無關，且同一個變壓器各線圈的“每伏匝數(shù)”必相等。（2）輸入功率等于輸出功率以=%.，或1口=12%+135+…因此，當副線圈所接負載變更時，副線圈的電流變更，原線圈的輸入功率隨之變更。（3）輸入端的安匝數(shù)等于輸出端安匝數(shù)之和，即/四=/2%+，3〃3+…當僅有一組原副線圈時可簡化為乙勺或12n\6、作業(yè)布置：（1）課后習題：2、3（2）思索：如何測量高壓線上的溝通電壓六、教學評價教材要求由試驗得出志向變壓器的變壓規(guī)律，做好試驗是本節(jié)教學的關鍵.為了培育學生依據(jù)試驗探討物理規(guī)律的實力，建議試驗分兩步進行.第一步，在法拉第電磁感應定律的指導下，定性了解副線圈兩端的電壓與副線圈匝數(shù)有關系，從而確定其次步的探討方向：變壓器的輸入、輸出電壓及原、副線圈匝數(shù)的關系.其次步，介紹線圈和它的匝數(shù)，演示輸入電壓變更時輸出電壓（在空載條件下進行測量）變更的規(guī)律.試驗數(shù)據(jù)應分布在黑板上，給學生供應分析和處理試驗數(shù)據(jù)的條件，從而得到志向變壓器的變壓公式.七、教學板書第四節(jié)變壓器（-）變壓器構造及原理（二）試驗探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系（三）理論推導變壓器主副線圈電壓、電流、功率的關系（四）例題講評、總結八、教學反思重視問題情境的創(chuàng)設和學生思維動機的激發(fā)，引導學生主體主動參加教學,主動地探究和建構學問，是優(yōu)化本課題教學過程的有效途徑，教學中要重視課題的方法教化功能（試驗方法，志向化方法等）和學生思維實力,探究實力的培育.要力圖將本課題的教學轉變成為師生共同參加的啟發(fā)式問題探究課,在教學中以試驗為載體綻開過程，以問題為線索將課堂教學組織起來,通過主動創(chuàng)設問題情境,）｝求使試驗與思維有機結合,層層遞進，使學生始終處于主動參加探究的狀態(tài)之中，充分呈現(xiàn)物理課教學的特點和魅力.九、教學資源變壓器是溝通電路中常見的一種電器設備，也是遠距離輸送溝通電不行缺少的裝置.學習變壓器可以使學生了解電磁感應現(xiàn)象的廣泛應用，開拓學生視野，提高學習物理的實力和愛好，學習變壓器能夠從能的轉化和傳遞的角度進一步強化對電磁感應現(xiàn)象的相識，并為學習遠距離輸電奠定基礎.可拆變壓器工作時，由于漏磁銅損、鐵損較大，效率不高（低于60%）,不能視為志向變壓器.為了不影響演示效果，在設計可拆變壓器時，已適當增加副線圈匝數(shù)作為補償.教材從變壓器工作時能量損耗忽視不計這一志向條件動身，通過理論推導得出變壓器的溝通規(guī)律，因而駕馭志向變壓器的輸出功率與輸入功率的關系成為教學的關鍵問題.用演示試驗驗證功率相等關系和電流比公式是有困難的，因為在試驗條件下，傳輸