探究碰撞中的不变量教学设计

1《变压器》说课设计德州二中：艾东方各位老师大家好，今天我说课的题目是选修3—2第五章第四节《变压器》。一、教材分析1、教材的地位和作用《变压器》是必修3—2第五章第四节，本节通过实验探究并结合理论分析，认识变压器的原理和变压器基本规律，是本章的重点之一；从整个高中物理来看，本节既联系电磁感应，又为电能输送做好铺垫，起到承上启下的作用，是高考的热点之一。2、教学重难点：变压器的原理及变压器两端电压与匝数的关系。处理重难点策略：实验探究与讨论，思考，讲授相结合二、学情分析学生已经掌握了电磁感应的知识，并学习了自感和互感，为学习变压器原理打好基础，通过实物展示和实验探究激发学生的兴趣，从而互相合作，探究出理想变压器规律，能应用它分析解决有关问题。三、教学目标分析1、知识与技能（1）理解变压器的结构（2）掌握变压器的工作原理和工作规律2、过程与方法:利用实验探究提高学生分析问题、解决问题的能力。3、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。教学方法：实验探究法、讨论法、讲解法。教学器材：学生电源、导线、可拆变压器、多用电表（交流电压档）、灯泡。教学过程：一、问题引入高压输电线电压高达几万伏，用户用电压220V？家庭插座电压220V，小电器如手机用电几伏，这些靠什么做到的呢？（学生答：变压器）展示：大型变压器图片、小型变压器实物、手机充电器2观察变压器结构，知变压器由线圈和铁芯构成。同学们思考下面电路连接后小灯泡是否发光？(电源为稳恒电源，和交流电两种)为什么？（1）思考与讨论：按上图所示连接好电路，接通电源，观察灯泡是否发光。答：电源为稳恒电源时，灯泡不发光，当一个线圈中同交变电流时，灯泡不发光。变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场在另一个线圈中激起感生电场，从而产生感生电动势，灯泡中有了感应电流，故灯泡发光。实验说明，通过互感现象，电源的能量可以从一个线圈传输给另一个线圈。用问题和实物引入，是为了提高学生兴趣，感觉物理就在身边，感觉学物理有现实意义，激发积极性。二、总结：变压器就是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈构成的。一个线圈跟电源连接，叫原线圈（初级线圈），另一个线圈跟负载连接，叫副线圈（次级线圈）。两个线圈都是绝缘导线绕制成的。铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。变压器的结构示意图和符号，如下图所示：互感现象时变压器工作的基础。三、实验探究：探究理想变压器基本规律问题：为什么不同变压器输出电压不同？输出电压与什么有关？3猜想：变压器线圈两端的电压与匝数有关。为验证猜想正确性，下面我们通过实验来探究。探究目的：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验器材：可拆变压器，学生电源，多用电表，导线若干实验步骤：（1）按图示电路连接电路（2）原线圈接低压交流电源6V，保持原线圈匝数n1不变，分别取副线圈匝数n2=21n1，n1，2n1，用多用电表交流电压档分别测出副线圈两端的电压，记入表格。（3）原线圈接低压交流电源6V，保持副线圈匝数n2不变，分别取原线圈匝数n1=21n2，n2，2n2，用多用电表交流电压档分别测出副线圈两端的电压，记入表格。U1＝6V实验次数123456原线圈匝数n1n1n1n1n2n2n2副线圈匝数n221n1n12n121n2n22n2副线圈输出电压U2结论（4）总结实验现象，得出结论。注意事项：（1）连接好电路后，同组同学分别独立检查，然后由老师确认，电路连接无误才能接通电源。（2）注意人身安全。只能用低压交流电源，电源电压不能超过12V（3）使用多用电表交流电压档测电压时，先用最大量程测试，然后再用适当的挡位进行测量。答：电压与匝数的关系2121nnUU四、深入探究4问题：为什么实验数值有误差，误差来源是什么？原因：（教师可启发）变压过程能量损失a、原副线圈电阻产热，b、铁芯漏磁。所以，变压器工作时存在能量损失。没有能量损失的变压器叫做理想变压器。2121nnUU，只适用于理想变压器。实际上变压器的工作效率都很高，在一般的计算中，可以把实际变压器视为理想变压器。问题：理想变压器原线圈的输入功率与副线圈的输出功率有什么关系？答：因为理想变压器没有能量损失，所以P出=P入问题：若理想变压器只有一个副线圈，则原副线圈中的电流I1与I2有什么关系？据P出=U2I2，P入=U1I1及P出=P入得：U2I2=U1I1则：121221nnUUII上式是理想变压器只有一个副线圈时，原副线圈中的电流比公式。如果副线圈的电压高于原线圈的电压，这样的变压器叫升压变压器；如果副线圈的电压低于原线圈的电压，这样的变压器叫降压变压器。升压变压器n2＞n1，降压变压器n2＜n1。升压变压器，I2I1，降压变压器，I2I1。问题：在绕制升压变压器原副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线粗一些好，还是细一些好？降压变压器呢？答：因为升压变压器，I2I1，所以副线圈导线可以比原线圈导线细一些。降压变压器，I2I1，所以副线圈导线要比原线圈导线粗一些。实验探究和深入探究两个环节是该节重点，实验探究为了让学生体会科学过程，提高分析问题、解决问题的能力，培养实事求是的科学态度。深入探究理想变压器规律时，用提出问题，启发思考、讨论、讲解多种方式结合。易于攻破难点，理解本质。五、实例分析如图所示，分析电键闭合后四个电表的示数有什么变化？该环节的目的是加深学生对变压器规律的理解，防止误区。六、本节小结让学生概括总结本节的内容。通过总结课堂内容，培养学生概括总结能力。5理想变压器的特点：：2121nnUUP出=P入若原副线圈只有一个：U2I2=U1I1则：121221nnUUII巩固练习设计意图：引导学生利用本节学习的知识分析问题，巩固所学知识，通过学生的反馈了解学生对本节内容的掌握情况。