变压器教学设计
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文档简介
课题：第四节
变压器教科书版本：人民教育出版社
物理学科
选修3—2
教学指导思想
国家物理课程标准要求：
通过实验，探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系。
教学内容分析
本课题知识内容在教学中地位作用：这一节的内容是电磁感应教学的进一步延伸，同时变压器也是是交流电路中常见的一种电器设备，是远距离输送交流电不可缺少的装置．学习变压器能够从能的转化和传递的角度进一步强化对电磁感应现象的认识，为进一步学习远距离输电奠定基础．
学生情况分析
学生学习了一年半的高中物理，以奠定了一定的物理基础和物理学习的方法。他们的发展也各不相同，情况层次不齐。忙于学校学习，多数学生关心和观察生活中的物理现象不够。忙于做题，归纳总结不够，挖掘隐含条件，建立物理模型能力较弱。
教学目标及重点难点
教学目标：1、知识与技能（1）知道变压器的构造及几种常见的变压器，理解变压器的工作原理。（2）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。了解理想化模型在物理学研究中的重要性。了解变压器在生活中的应用。2、过程与方法：能熟练应用控制变量法解决多变量问题
进一步掌握科学探究的一般思路
情感态度与价值观：（1）使学生领略科学研究的综合性，在科学探究中形成严谨务实的态度。 （2）领悟到物理与生活的紧密联系，注意安全用电二、教学重点 通过实验探究变压器原、副线圈两端电压与匝数的关系三、教学难点理想变压器及工作原理
教学流程图（
可简化）
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
引入
我国家庭用电的电压和频率？其他一些国家的家庭用电电压频率是多少那？在我们生活中，使用的各种用电器中，所需要的电源电压可能也是各不相同。而日常照明电路的电压是220V，怎么解决这样的问题呢？
220V50Hz同学们思考，提出方案。
给学生思考的空间，解决实际问题。
教学过程
变压器构造课件展示多种常见的变压器，说明尽管形态各异，但基本结构相同。总结变压器结构，介绍原、副线圈、铁芯相关概念，画出变压器的示意图和符号。二、变压器工作原理实验1:变压器原线圈接交流电，副线圈连接的小灯泡发光。变压器原线圈接直流电，小灯泡不发光；提出问题：
a:
变压器变压的原理是什么呢？b：两线圈未直接相连
，小灯泡为何发光？总结工作原理：互感现象变压器工作时的能量转化
问题1：从变压器构造看，变压器会不会产生电能？实验2：师生互动:变压器接上电源时，让同学上来触摸铁芯问题2：电能又是怎样由原线圈传输到副线圈的呢？实验3：师生互动：变压器接电源和未接电源两种情况下分别让同学尝试提起铁芯的横条。小结：原线圈：电能
铁芯：磁场能
副线圈：电能理想变压器实验4：将可拆变压器的铁芯由不闭合到闭合，观察接在副线圈两端的小灯泡的亮度变化.问题1
：在变压器通过交变磁场传输电能的过程中，闭合铁芯起什么作用？生活实例：自来水从水龙头流出后无方向性，加上管子水都在管子里小结：漏磁现象问题2：实际变压器在工作时，除了因漏磁而损耗电能外，还有哪些方面的原因也会引起电能的损失呢？理想变压器及特点：a:为了便于研究，物理学中引入了一种理想化模型------理想变压器。b:理想变压器有什么特点呢 总结：无能量损失
即:无漏磁、无铜损
、无铁损理想变压器的规律①功率关系：
提问：理想变压器输入、输出功率间有什么关系呢？总结：P入=P出②电压关系：下面我们一起来探究理想变压器的变压规律实验探究：副线圈输出电压和哪些因素有关呢？控制变量法保持原线圈U1和匝数n1不变，改变副线圈匝数n2，研究副线圈匝数n2对副线圈电压U2的影响。U1=2v，n1=100匝123n22008001600U24v16v32v保持原线圈U1和副线圈匝数n2不变，改变原线圈匝数n1，研究原线圈匝数n1对副线圈电压U2的影响。U1=12v，n2=100匝123n12008001600U26v1.5v0.75v实验结论：问题：要使电压经过变压器后电压升高，副线圈的匝数比原线圈的匝数多还是少？若要使电压降低呢？③电流关系：问题：变压器在变压的同时，电流强度是否发生变化？请同学自己推导原副线圈中的电流关系结论：I1:I2=n2:n1课堂总结我们这节课学习了哪些知识？在本节课的学习中用到了哪些思想方法？完成书后练习：P44.1、2、3、4
观察可拆变压器的构造观察实验现象
在老师的引导下总结变压器的变压原理:电磁感应—互感现象学生触摸铁芯，没有触电感觉。说明铁芯不带电。未接电源时轻松取出横条接电源时取出横条困难得到结论：接通电源后铁芯被磁化、
铁芯内部有磁场，具有磁能。变压器就是把电能通过磁场能再转化成电能的装置。小灯泡变亮说明铁芯起到约束磁感线作用铁芯闭合后损失的磁通量大大减少，从而减少传输过程中的能量损失线圈和铁芯发热
由于电流流经线圈电阻，造成电能损耗铁芯有涡流损耗
学生会联想到质点这个理想化的物理模型。学生自己总结：无磁通量漏失；原、副线圈无热能损失；铁芯无涡流现象。自己思考、得到结论因为没有能量损失，故：输入、输出功率相等和原副线圈的匝数有关和原线圈两端的电压有关类比牛顿第二定律，得到实验方案——控制变量法学生动手操作，测量数据。总结数据，得出结论：在实验误差范围内n1与U1不变，U2与n2成正比n2与U1不变，U2与n1成反比当n1>n2时，U1>U2
降压当n1升压利用已得到的功率关系、电压关系推导电流关系P入=P出，
即：U1
I1=U2
I2故：I1:I2=n2:n1（只有一组副线圈的情况）学生总结归纳独立完成
开拓视野，增加实际知识从演示实验出发，通过两个渐进的问题，引导学生发现变压器的工作原理，让学生获得学以致用的成就感注意：课堂实验中所用电压很低，外面的变压器电压高，一定要远离，不许触摸。培养学生严谨的科学态度——对待事物不要想当然，而要自己动手实验获得亲身感受形象的实验和通俗的语言，让学生感到既熟悉又亲切，降低了学习铁芯的作用的难度，结合原有电热和涡流的知识，突破本节课的教学难点通过学生概括，建立理想变压器模型。这不仅有理论上的意义，而且为提高实际变压器效率指出了方向进一步认知理想变压器模型的特点根据本节课时间情况，如果有时间，就在课堂上应用法拉第电磁感应定律推导出电压和匝数的关系，就如果时间紧张，下节课再推导。熟悉并运用变压器的相关规律通过练习，找问题
学科德育落实情况反思
通过本节的学习，让学生感悟到生活中处处都有物理的元素，要善于发现，积极探究，学有所用。对于变压器，要远离，注意人身用电安全。
导入新课
提出问题
观察实验
总结规律
提出问题
探究实验
归纳总结
得出结论
变压器教科书版本：人民教育出版社
物理学科
选修3—2
教学指导思想
国家物理课程标准要求：
通过实验，探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系。
教学内容分析
本课题知识内容在教学中地位作用：这一节的内容是电磁感应教学的进一步延伸，同时变压器也是是交流电路中常见的一种电器设备，是远距离输送交流电不可缺少的装置．学习变压器能够从能的转化和传递的角度进一步强化对电磁感应现象的认识，为进一步学习远距离输电奠定基础．
学生情况分析
学生学习了一年半的高中物理，以奠定了一定的物理基础和物理学习的方法。他们的发展也各不相同，情况层次不齐。忙于学校学习，多数学生关心和观察生活中的物理现象不够。忙于做题，归纳总结不够，挖掘隐含条件，建立物理模型能力较弱。
教学目标及重点难点
教学目标：1、知识与技能（1）知道变压器的构造及几种常见的变压器，理解变压器的工作原理。（2）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。了解理想化模型在物理学研究中的重要性。了解变压器在生活中的应用。2、过程与方法：能熟练应用控制变量法解决多变量问题
进一步掌握科学探究的一般思路
情感态度与价值观：（1）使学生领略科学研究的综合性，在科学探究中形成严谨务实的态度。 （2）领悟到物理与生活的紧密联系，注意安全用电二、教学重点 通过实验探究变压器原、副线圈两端电压与匝数的关系三、教学难点理想变压器及工作原理
教学流程图（
可简化）
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
引入
我国家庭用电的电压和频率？其他一些国家的家庭用电电压频率是多少那？在我们生活中，使用的各种用电器中，所需要的电源电压可能也是各不相同。而日常照明电路的电压是220V，怎么解决这样的问题呢？
220V50Hz同学们思考，提出方案。
给学生思考的空间，解决实际问题。
教学过程
变压器构造课件展示多种常见的变压器，说明尽管形态各异，但基本结构相同。总结变压器结构，介绍原、副线圈、铁芯相关概念，画出变压器的示意图和符号。二、变压器工作原理实验1:变压器原线圈接交流电，副线圈连接的小灯泡发光。变压器原线圈接直流电，小灯泡不发光；提出问题：
a:
变压器变压的原理是什么呢？b：两线圈未直接相连
，小灯泡为何发光？总结工作原理：互感现象变压器工作时的能量转化
问题1：从变压器构造看，变压器会不会产生电能？实验2：师生互动:变压器接上电源时，让同学上来触摸铁芯问题2：电能又是怎样由原线圈传输到副线圈的呢？实验3：师生互动：变压器接电源和未接电源两种情况下分别让同学尝试提起铁芯的横条。小结：原线圈：电能
铁芯：磁场能
副线圈：电能理想变压器实验4：将可拆变压器的铁芯由不闭合到闭合，观察接在副线圈两端的小灯泡的亮度变化.问题1
：在变压器通过交变磁场传输电能的过程中，闭合铁芯起什么作用？生活实例：自来水从水龙头流出后无方向性，加上管子水都在管子里小结：漏磁现象问题2：实际变压器在工作时，除了因漏磁而损耗电能外，还有哪些方面的原因也会引起电能的损失呢？理想变压器及特点：a:为了便于研究，物理学中引入了一种理想化模型------理想变压器。b:理想变压器有什么特点呢 总结：无能量损失
即:无漏磁、无铜损
、无铁损理想变压器的规律①功率关系：
提问：理想变压器输入、输出功率间有什么关系呢？总结：P入=P出②电压关系：下面我们一起来探究理想变压器的变压规律实验探究：副线圈输出电压和哪些因素有关呢？控制变量法保持原线圈U1和匝数n1不变，改变副线圈匝数n2，研究副线圈匝数n2对副线圈电压U2的影响。U1=2v，n1=100匝123n22008001600U24v16v32v保持原线圈U1和副线圈匝数n2不变，改变原线圈匝数n1，研究原线圈匝数n1对副线圈电压U2的影响。U1=12v，n2=100匝123n12008001600U26v1.5v0.75v实验结论：问题：要使电压经过变压器后电压升高，副线圈的匝数比原线圈的匝数多还是少？若要使电压降低呢？③电流关系：问题：变压器在变压的同时，电流强度是否发生变化？请同学自己推导原副线圈中的电流关系结论：I1:I2=n2:n1课堂总结我们这节课学习了哪些知识？在本节课的学习中用到了哪些思想方法？完成书后练习：P44.1、2、3、4
观察可拆变压器的构造观察实验现象
在老师的引导下总结变压器的变压原理:电磁感应—互感现象学生触摸铁芯，没有触电感觉。说明铁芯不带电。未接电源时轻松取出横条接电源时取出横条困难得到结论：接通电源后铁芯被磁化、
铁芯内部有磁场，具有磁能。变压器就是把电能通过磁场能再转化成电能的装置。小灯泡变亮说明铁芯起到约束磁感线作用铁芯闭合后损失的磁通量大大减少，从而减少传输过程中的能量损失线圈和铁芯发热
由于电流流经线圈电阻，造成电能损耗铁芯有涡流损耗
学生会联想到质点这个理想化的物理模型。学生自己总结：无磁通量漏失；原、副线圈无热能损失；铁芯无涡流现象。自己思考、得到结论因为没有能量损失，故：输入、输出功率相等和原副线圈的匝数有关和原线圈两端的电压有关类比牛顿第二定律，得到实验方案——控制变量法学生动手操作，测量数据。总结数据，得出结论：在实验误差范围内n1与U1不变，U2与n2成正比n2与U1不变，U2与n1成反比当n1>n2时，U1>U2
降压当n1
即：U1
I1=U2
I2故：I1:I2=n2:n1（只有一组副线圈的情况）学生总结归纳独立完成
开拓视野，增加实际知识从演示实验出发，通过两个渐进的问题，引导学生发现变压器的工作原理，让学生获得学以致用的成就感注意：课堂实验中所用电压很低，外面的变压器电压高，一定要远离，不许触摸。培养学生严谨的科学态度——对待事物不要想当然，而要自己动手实验获得亲身感受形象的实验和通俗的语言，让学生感到既熟悉又亲切，降低了学习铁芯的作用的难度，结合原有电热和涡流的知识，突破本节课的教学难点通过学生概括，建立理想变压器模型。这不仅有理论上的意义，而且为提高实际变压器效率指出了方向进一步认知理想变压器模型的特点根据本节课时间情况，如果有时间，就在课堂上应用法拉第电磁感应定律推导出电压和匝数的关系，就如果时间紧张，下节课再推导。熟悉并运用变压器的相关规律通过练习，找问题
学科德育落实情况反思
通过本节的学习，让学生感悟到生活中处处都有物理的元素，要善于发现，积极探究，学有所用。对于变压器，要远离，注意人身用电安全。
导入新课
提出问题
观察实验
总结规律
提出问题
探究实验
归纳总结
得出结论