第三届全国中小学“教学中的互联网搜索”优秀教学案例评选变压器

第三届全国中小学“教学中的互联网搜索”优秀教学案例评选《变压器》人教版3-2第五章第4节《变压器》一、教案背景1．面向学生：高中2．学科：物理3．课时：2课时4．学生课前准备：（1）认真预习《变压器》一节（2）收集学生身边的变压器二、教学课题：人教版选修3-2第五章第4节《变压器》三、教材分析变压器是用来改变交变电流电压的。互感现象是变压器工作的基础。在分析变压器的原理时，利用了理想化的模型。教材要求学生探究实验得出变压器的变压规律，做好探究性实验是本节教学的关键，也是突破本节课教学难点和重点的关键。教学目标1、知识和技能（1）了解变压器的构造及工作原理。（2）掌握理想变压器的电压、电流与匝数间关系。（3）掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题。2、过程与方法（1）通过探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验，培养学生物理观察能力和正确读数的习惯，并学会处理数据并提高概括能力。（2）从理想变压器概念引入使学生了解物理模型建立的基础和建立的意义。3、情感、态度和价值感（1）让学生充分体会能量守恒定律的普遍性及辩证统一思想。（2）培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度。重点：变压器工作原理及工作规律。难点：互感过程的理解，变比关系的推导和理解四、教学方法1．演示法：使学生对变压器的构造有直观的认识。2．推理法：通过理想化模型建立及理论推导得出通过原副线圈电流与匝数间的关系。3.实验法：通过实验让学生得出电压与匝数之间的关系。五、教学过程1.引入新课今天我们要学习的是变压器这一节，在进入新课前，我们来看这样一组数据。投影：用电器额定工作电压用电器额定工作电压随身听3V机床上的照明灯36V扫描仪12V防身器3000V手机充电器4.2V4.4V5.3V黑白电视机显像管几万伏录音机6V9V12V彩色电视机显像管十几万伏【提问】：我们发现不同的用电器所需的额定电压是不同的，但是我国民用供电电压均为220V，怎样才能让这些工作电压不同的用电器正常工作呢？这就是我们今天所要学习的设备――变压器。变压器又是如何实现变压的呢？首先我们先研究它的构造。2.教学过程探究一、变压器的构造[教师演示]可拆变压器。[教师提问]变压器主要由哪几部分构成？【小组展示】闭合铁心，原副线圈。[教师提问]画出变压器的结构示意图和电路符号。【小组展示】分别找几个小组到台上展示。探究二：变压器的工作原理：【演示实验】按照书上所给的电路图接好线路。【操作】：(1)学生电源接直流（2）学生电源接交流（3）通断电时【讨论】观察现象，小组讨论产生这一现象的原因和过程？【展示】小组展示讨论结果。通断电、接交流电时灯泡会亮，所以其原理是互感，当原线圈接交变电源后，在闭合的铁芯内产生了变化的磁通量，它通过副线圈并使副线圈两端产生感应电动势。若副线圈是闭合的，它同样要在闭合的铁芯内产生变化的磁通量，在原线圈中同样产生感应电动势，这说是互感现象电源必须是交流电。探究三：理想变压器【教师设疑】：（小组抢答）（1）两个线圈之间有没有导线相连？靠什么联系的？原线圈电能→闭合铁芯磁场能→副线圈电能（2）变压器工作时能不能将电源电能全部转化为副线圈中电能？线圈的电阻铁心电阻、涡流等使电能有损失。（3）用什么方法处理复杂的问题？理想化的模型，就象前面学的质点、点电荷等。（4）那你们认为理想变压器应该具备什么条件呢？无漏磁通，线圈的电阻不计，铁芯不发热【师生总结】：没有能量损失的变压器理想变压器的特点：无漏磁通，线圈的电阻不计，铁芯不发热【上下衔接】：利用变压器怎样才能获得不同的电压呢？副线圈的电压可能与什么有关呢？有什么定量的关系呢？探究四：变压器线圈两端电压（流）与匝数的关系（一）学生分组实验，探究变压器线圈两端电压与匝数的关系1.保持原线圈的匝数及其两端电压不变,改变副线圈的匝数,研究其对副线圈两端电压的影响。2.保持原线圈两端电压和副线圈匝数不变,研究其对副线圈两端电压的影响。3.数据记录处理原线圈匝数n1原线圈两端电压U1副线圈匝数n2副线圈两端电压U2n1/n2U1/U24008004002001002004.实验结论(要力求用准确而又简练的语言把它表述出来,如果可能最好用数学表达式来表示):电压与匝数的关系【教师提问】：在任何情况下原副线圈的电压之比都等于两个线圈的匝数之比吗？【学生推理论证】学生运用以前学过的法拉第电磁感应定律进行推理论证。找学生推理，其他同学补充。理想变压器认为穿过原副线圈的磁通量相同变化情况也相同，则在每匝线圈中产生的感应电动势是一样的，但因为原副线圈的匝数不同，则有：E1=n1tE2=n2t由此可得21EE=21nn原副线圈导线电阻又不计所以U1=E1U2=E2因此：21UU=21nn【结论】：在任何情况下理想变压器原副线圈的电压之比都等于两个线圈的匝数之比。（二）如何从理论上推出电流与匝数关系？1.小组内思考分析讨论2．找几个小组内的学生上黑板推导。2211UIUI，121221:::nnUUII教师强调：此公式只适用于一个副线圈的变压器。（三）师生共同总结：理想变压器的变压比：功率比：理想变压器输入功率等于输出功率电压比：理想变压器原副线圈的电压之比都等于两个线圈的匝数之比。电流比：理想变压器原副线圈的电流之比等于两个线圈的匝数的反比。（只适用于一个副线圈的变压器）探究五：理想变压器的应用应用一：为了安全，机床上照明电灯用的电压是36V，这个电压是把220V的电压降压后得到的，如果变压器的原线圈是1140匝，副线圈是多少匝？用这台变压器给40W的电灯供电，原、副线圈中的电流各是多大？应用二课本中的科学漫步：互感器学生先自己阅读课本，然后总结这两种互感器一是：如何接入电路中的？二：原副线圈的匝数有什么关系？【师生总结】：互感器的应用：用于将高电压变成低电压，或将大电流变成小电流的变压器。这样可以测量高电压和大电流了。ａ、电压互感器特点：原线圈并联进电路，副线圈接交流电压表，原线圈匝数大于副线圈匝数。ｂ、电流互感器特点：原线圈串联进电路，副线圈接交流电流表，原线圈匝数小于副线圈匝数。3、当堂达标检测1）．下列关于理想变压器的说法中，正确的是()A．输入功率等于输出功率B．输送的电能经变压器先转化为磁场能,再转化为电能C．输送的电能经变压器先转化为电场能,再转化为电能D．输送的电能经变压器的铁芯直接传输过去。（A级）2）．将输入电压为220V、输出电压为6V的变压器,改装成输出电压为30V的变压器,副线圈原来的匝数为30匝,原线圈的匝数不变,则副线圈应增加的匝数为()A．150匝B．144匝C．130匝D．120匝（A级）3）．用一理想变压器向一负载R供电，如图1所示,当增大负载电阻R时,原线圈中的电流I1和副线圈中的电流I2之间的关系是()A．I2增大,I1也增大B．I2增大,I1却减小C．I2减小,I1也减小D．I2减小,I1却增大（B级）4、课堂小结通过本节课的学习你有什么收获和感悟？5、布置作业6、板书设计六、教学反思：在本节课的教学过程中，始终突出实验的地位和作用，将实验渗透到教学个环节，这样达到了培养学生获取知识过程的意识，也让学生体会了获取知识的方法与思想，及探究问题的科学态度；教学设计主要是基于小组学习模式，试图通过小组合作，培养学生的团结协作精神。七、教师个人简介姓名：刘金香工作单位：山东省诸城市第二中学学校电话：0536----职称：中学物理一级教师