《第2節(jié)變壓器》教學(xué)設(shè)計(jì)(遼寧省市級(jí)優(yōu)課)-物理教案

《變壓器》教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)思路本節(jié)課緊緊圍繞“變壓器為什么能改變電壓”這一主線來展開教學(xué)，變壓器是怎樣改變電流，原副線圈有哪些相同的物理量，變壓器在實(shí)際中有哪些應(yīng)用等問題為副線來進(jìn)一步展開教學(xué)過程，我在上課時(shí)理論推導(dǎo)和講解則采用微課的形式，語音講解加上動(dòng)畫演示，形象地展現(xiàn)了變壓器的原理和推導(dǎo)過程。學(xué)生對(duì)理論推導(dǎo)了解之后會(huì)有不信任過程，這時(shí)通過實(shí)驗(yàn)演示來現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定變壓器的電壓和匝數(shù)之間關(guān)系。所以本節(jié)課通過定性分析和定量相結(jié)合，理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法，先使學(xué)生理解法拉第的互感現(xiàn)象，理解原理推導(dǎo)之后實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證電壓與匝數(shù)的關(guān)系，從而達(dá)到理論與實(shí)踐結(jié)合教學(xué)目標(biāo)。二、教材分析：高中物理2-1中變壓器是從事生產(chǎn)用的，注重技術(shù)，而選修3-2中變壓器則是用圩理論研究，注重科學(xué)，教材對(duì)變壓器原理的表述比較淺，在處理時(shí)要將這部分內(nèi)容情境化，將靜態(tài)知識(shí)動(dòng)態(tài)化，利于學(xué)生理解透徹；由于2-1注重技術(shù)，注重實(shí)踐，所以我在教學(xué)中安插了實(shí)際應(yīng)用兩例：互感器和自耦變壓器，學(xué)以致用是我本節(jié)課教學(xué)的最終目標(biāo)。學(xué)生分析：學(xué)生通過前面電磁感應(yīng)學(xué)習(xí)，已經(jīng)對(duì)磁生電有了基本的掌握，在《交流電

》前一節(jié)的學(xué)習(xí)，對(duì)交流電的特點(diǎn)也比較清楚，已經(jīng)基本具備了學(xué)習(xí)變壓器這一節(jié)內(nèi)容的必備知識(shí)。我所教學(xué)生基礎(chǔ)較好，所以在本節(jié)課中直接與生產(chǎn)實(shí)踐相聯(lián)系，直接接觸高考題。交流電第一節(jié)教學(xué)中，學(xué)生對(duì)變壓器原線圈兩端的電壓與原線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)大小關(guān)系這一知識(shí)點(diǎn)比較欠缺，在教學(xué)中我作出補(bǔ)充和提示。

三、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能：１）知道變壓器的基本構(gòu)造２）理解變壓器的工作原理３）探究并應(yīng)用變壓器的各種規(guī)律及應(yīng)用2、過程與方法：１）能熟練應(yīng)用控制變量法解決多變量問題２）進(jìn)一步掌握科學(xué)探究的一般思路3、情感態(tài)度與價(jià)值觀：１）通過實(shí)驗(yàn)探究，體會(huì)科學(xué)探索的過程，激發(fā)探究物理規(guī)律的興趣２）通過真實(shí)操作和記錄，獲得團(tuán)隊(duì)合作精神的體驗(yàn)和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度四、教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：變壓器工作原理及工作規(guī)律．教學(xué)難點(diǎn)：（l）理解副線圈兩端的電壓為交變電壓．（2）推導(dǎo)變壓器原副線圈電流與匝數(shù)關(guān)系．（3）掌握公式中各物理量，學(xué)以致用。重難點(diǎn)的突破措施：（l）通過微課學(xué)習(xí)理想化模型建立及理論推導(dǎo)得出原副線圈電流（電壓）與匝數(shù)間的關(guān)系（2）通過．演示實(shí)驗(yàn)來研究變壓器工作規(guī)律使學(xué)生能在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上建立規(guī)律．（3）通過合作探究和切塊拼接使學(xué)生從實(shí)踐中理解公式各物理量的含義．五、教學(xué)媒體可拆式變壓器模型、學(xué)生電源、閉合鐵芯、小燈泡、導(dǎo)線、萬用表、多媒體等六：教學(xué)過程（一）【自學(xué)反饋】1、變壓器由_______和______________________組成。2、原線圈：_____________________________________。3、副線圈：_____________________________________。4、變壓器用途:_________________________________。變壓器原理:__________________________________。5、畫出變壓器的符號(hào)：6、理想變壓器原副線圈1、電壓與匝數(shù)關(guān)系：2、電流與匝數(shù)關(guān)系：3、原副線圈相同的物理量：檢查小組內(nèi)學(xué)生填寫情況。（二）新課講授1、新課導(dǎo)入

（1）PPT展示我的手機(jī)充電器和家用電動(dòng)剃須刀的工作電壓，一名學(xué)生測(cè)教室里的入戶電壓值。提出問題：用電器常常需要不同電壓的交流電.平常市電的電壓是220伏,那該怎么辦呢——我們需要變壓器.(讓學(xué)生體會(huì)到變壓器作用的實(shí)際意義)（2）子威同學(xué)視頻展示變壓器工作原理并提出三個(gè)問題為什么原線圈接直流電燈泡不發(fā)光？為什么燈泡不與電源連接也能發(fā)光？為什么燈與0-200匝轉(zhuǎn)接到0-1400匝時(shí)燈的亮度增加？2、變壓器結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)：學(xué)生在課堂上拆分演示用變壓器，學(xué)習(xí)變壓器的結(jié)構(gòu)并通過示意圖明確下列概念：原線圈——與電源相連，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)難點(diǎn)：微課動(dòng)畫展示學(xué)習(xí)變壓器的原理和理論推導(dǎo)。（理論推導(dǎo)）（1）理想變壓器模型的建立

在變壓器的電磁感應(yīng)過程中,電能和磁能的相互轉(zhuǎn)化是最主要的因素,而伴隨而來的損耗是一些次要因素.為了研究的方便,我們突出主要因素,忽略次要因素.這是科學(xué)研究的一種常用方法.那么我們可以把實(shí)際的變壓器抽象成理想變壓器——一個(gè)沒有能量損耗的理想變壓器.（2）變壓器主副線圈電壓、電流、功率關(guān)系推導(dǎo)3、實(shí)驗(yàn)探究變壓器的變壓規(guī)律

（1）引導(dǎo)學(xué)生討論探究的方案

猜測(cè)原副線圈的電壓與什么因素有關(guān),由法拉第電磁感應(yīng)定律公式可能想到與線圈匝數(shù)有關(guān).

實(shí)驗(yàn)儀器為學(xué)生電源(低壓交流12V),可拆變壓器,多用電表(交流電壓檔);設(shè)計(jì)并畫出實(shí)驗(yàn)電路圖;設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作步驟;記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以設(shè)計(jì)一個(gè)表格.

（2）學(xué)生實(shí)驗(yàn)----控制變量法

保持原副線圈匝數(shù)不變,改變副線圈匝數(shù),研究副線圈匝數(shù)對(duì)副線圈電壓的影響;

保持原線圈電壓和副線圈匝數(shù)不變,改變?cè)妷?研究原線圈匝數(shù)對(duì)副線圈電壓的關(guān)系.

(3)引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù),并歸納出:原線圈電壓和匝數(shù)不變時(shí),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(shí),原線圈匝數(shù)越少,副線圈電壓越高.在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi),原副線圈電壓比跟原副線圈的匝數(shù)比成正比.3、法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用E1=n1E2=n2=對(duì)于理想變壓器，導(dǎo)線電阻可以忽略，故U1=E1，U2=E2（副線圈看成一個(gè)電源，電動(dòng)勢(shì)等于路端電壓）。所以=即：理想變壓器原副線圈的電壓之比等于兩個(gè)線圈的匝數(shù)比。如果n2＞n1，則輸出電壓高，稱升壓變壓器；如果n2＜n1，則輸出電壓低，稱降壓變壓器。思考：如果原線圈通入的是直流電，能否實(shí)現(xiàn)變壓？功率和電流關(guān)系功率P1=P2電流=4、合作探究（小組討論為主）：以下三個(gè)問題：為什么原線圈接直流電燈泡不發(fā)光？為什么燈泡不與電源連接也能發(fā)光？為什么燈與0-200匝轉(zhuǎn)接到0-1400匝時(shí)燈的亮度增加？5、小組搶答：檢查并補(bǔ)充學(xué)生合作探究結(jié)果小結(jié)：從以上的探討我們發(fā)現(xiàn)，變壓器的電壓關(guān)系和電流關(guān)系并不是用一個(gè)正比和反比可以簡單地概括，而是會(huì)隨著變壓器結(jié)構(gòu)的改變而改變，但是，萬變不離其宗，能量守恒定律和法拉第電磁感應(yīng)定律總是適用的。6、切塊拼接法：完成互感器和自耦變壓器的學(xué)習(xí)7、小組搶答：檢查并補(bǔ)充學(xué)生切塊拼接的學(xué)習(xí)成果8、當(dāng)堂檢測(cè)（學(xué)以致用）：對(duì)難度較大的第二道題采用學(xué)生不同解法對(duì)比講解，此過程均由學(xué)生完成。（小組總結(jié)討論本節(jié)課理論應(yīng)用）9、學(xué)生畫本節(jié)課思維導(dǎo)圖并由學(xué)生展示思維導(dǎo)圖并總結(jié)10、布置作業(yè)（1）課后習(xí)題：1、2、3、4、5

（2）思考：如何進(jìn)行遠(yuǎn)程輸電七：教學(xué)評(píng)價(jià)：教材要求由實(shí)驗(yàn)得出理想變壓器的變壓規(guī)律，做好實(shí)驗(yàn)是本節(jié)教學(xué)的關(guān)鍵．為了培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究物理規(guī)律的能力，實(shí)驗(yàn)分兩步進(jìn)行．第一步，在法拉第電磁感應(yīng)定律的指導(dǎo)下，定性了解副線圈兩端的電壓與副線圈匝數(shù)有關(guān)系，從而確定第二步的研究方向：變壓器的輸入、輸出電壓及原、副線圈匝數(shù)的關(guān)系．第二步，介紹線圈和它的匝數(shù)，演示輸入電壓變化時(shí)輸出電壓（在空載條件下進(jìn)行測(cè)量）變化的規(guī)律．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)分布在黑板上，給學(xué)生提供分析和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的條件，從而驗(yàn)證理想變壓器的變壓公式．八：教學(xué)板書第二節(jié)變壓器（一）變壓器構(gòu)造及原理（二）理論推導(dǎo)變壓器主副線圈電壓、電流、功率的關(guān)系（三）實(shí)驗(yàn)探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系（四）例題講評(píng)九、教學(xué)反思重視問題情境的創(chuàng)設(shè)和學(xué)生思維動(dòng)機(jī)的激發(fā),引導(dǎo)學(xué)生主體積極參與教學(xué),主動(dòng)地探究和建構(gòu)知識(shí),是本節(jié)課教學(xué)過程的有效途徑，教學(xué)中要重視課題的方法教育功能(實(shí)驗(yàn)方法,理想化方法等)和學(xué)生思維能力,探究能力的培養(yǎng).要盡量將本課題的教學(xué)轉(zhuǎn)變成為師生共同參與的啟發(fā)式問題探究課,在教學(xué)中以實(shí)驗(yàn)為載體展開過程,以問題為線索將課堂教學(xué)組織起來,通過積極創(chuàng)設(shè)問題情境,力求使實(shí)驗(yàn)與思維有機(jī)結(jié)合,層層遞進(jìn),使學(xué)生始終處于積極參與合作探究的狀態(tài)之中,充分展現(xiàn)物理課教學(xué)的特點(diǎn)和魅力.十：教學(xué)資源變壓器是交流電路中常見的一種電器設(shè)備，也是遠(yuǎn)距離輸送交流電不可缺少的裝置．學(xué)習(xí)變壓器可以使學(xué)生了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的廣泛應(yīng)用，開拓學(xué)生視野，提高學(xué)習(xí)物理的能力和興趣，學(xué)習(xí)變壓器能夠從能的轉(zhuǎn)化和傳遞的角度進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)，并為學(xué)習(xí)遠(yuǎn)距離輸電奠定基礎(chǔ)．可拆變壓器工作時(shí)，由于漏磁銅損、鐵損較大，效率不高（低于60％），不能視為理想變壓器．為了不影響演示效果，在設(shè)計(jì)可拆變壓器時(shí)，已適當(dāng)增加副線圈匝數(shù)作為補(bǔ)償．教材從變壓器工作時(shí)能量損耗忽略不計(jì)這一理想條件出發(fā)，通過理論推導(dǎo)得出變壓器的交流規(guī)律，因而掌握理想變壓器的輸出功率與輸入功率的關(guān)系成為教學(xué)的關(guān)鍵問題．用演示實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證功率相等關(guān)系和電流比公式是有困難的，因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)條件下，傳輸功率小，