╲〞变压器╲〞教学设计

“变压器”教学设计 徐州市第一中学 张祥凤“变压器”教学设计一、教学目标（一） 知识与技能1. 知道变压器的构造.2. 理解互感现象，理解变压器的工作原理.3. 理解理想变压器的变压比、功率关系、变流比，并能应用它们分析解决有关问题.4. 知道课本中介绍的几种常见的变压器.（二） 过程与方法1. 学生通过自主探究来研究变压器电压与匝数的关系、漏磁和互感现象、以及对自耦变压器的设计，从而获得实验探究过程的体验.2. 学生通过对理想变压器模型的建立及在应用物理模型解决问题的过程中学会科学探究的常用方法.3. 通过应用所学知识解析变压器的工作原理及推导变流比关系，培养学生对知识的迁移能力，通过对常用变压器的设计培养学生创新能力.（三） 情感、态度与价值观1. 通过教师的引导及对问题探究中的相互交流、讨论，促进师生之间、生生之间的合作互动，使学生实现知识和能力的协调发展. 2. 通过一定数量的科学探究，学生经历与科学研究工作相近或相似的过程，从中获取知识和技能，体验其中的乐趣和曲折，感悟科学思想，培育科学精神. 二、设计思想本节课的设计思想是：突出学生“自主探究、高效互动”的教学方式.1. 改教师“演示验证性实验”为学生“自主探究性实验”由教师演示验证实验改为学生自主探究实验后，学生可根据自己的猜想与假设，设计进行实验，分析改进实验，促使学生进入自主学习的境界，并增强了学生之间的交流与合作.学生通过多次自主探究来研究变压器电压与匝数的关系、漏磁和互感现象、以及对自耦变压器的设计，从而获得实验探究过程的体验.四次科学探究环环相扣，它们既是“过程与方法”的组成部分，也是一种新的教学方式. 变压器中的“漏磁”和“互感”现象，以往都是从理论上进行分析，理解难度较大，此处充分利用教学资源，借助可拆变压器设计实验，放大“漏磁”现象，同时让学生体会到“互感”现象，使学生感受深刻，理解透彻，理论和实践得到统一.2. 改教师介绍几种常见变压器为教师设疑，学生设计模型解疑的教学方式把几种常见变压器的应用，设计成问题，让学生通过所学知识对问题进行探究，培养学生对知识的迁移能力和创新能力.三、教学资源学生：每组可拆式变压器（1个）、交流电压表(2个)、导线若干，学生电源（实验桌上备有）教师：可拆式变压器（1个）、演示电表（1个）、1.5V干电池（1节）、电键(1个)、学生电源、示教板（环形变压器1个、小电珠5个、电键4个）、多媒体课件教学设计教师活动学生活动点评一. 导入课题通过实例导入为了适应不同电压的需要,要有一种改变交流电压的设备-变压器.二. 新课教学1. 介绍变压器结构及所用材料课件展示变压器以及叠合铁芯用的硅钢片、绕制线圈用的两组导线的照片.2实验探究U2 与U1、n1、n2的关系问：变压器的原副线圈不相连，在原线圈上加交变电压U1，副线圈两端能得到交变电压U2吗？问：U2与什么有关？问：有什么关系？在学生实验时巡回指导.调节学生交流电压输出，改变U1.3引导学生思考、分析变压器的工作原理，演绎推导电压与匝数的关系先问后演示：变压器的一个线圈接直流电源，闭合开关后副线圈两端电压表示数为多少？V问：变压器能变交流电压而不能变直流电压，但在直流变化时也能得到电压，通过这一事实你们能想到变压器是利用什么现象工作的吗？问：由于互感现象，原副线圈中都要产生感应电动势设原、副线圈中产生的感应电动势分别为E1、E2 ，E1、E2分别等于什么？问：上述两式中的相等吗？问：我们刚才用电压表测出的U与这个E是同一个物理量吗？有什么关系？原线圈中的等效电路U1r=0E1U1+E1=I1r=0 E1=问：表示什么意思？4学生讨论实验偏差原因，引导学生通过实验探究来验证猜想问：为什么实验数据中原副线圈的电压与匝数不成正比呢？U2略偏小，可能是什么原因造成的？5构建理想变压器的模型，并推导理想变压器的有关公式.构建模型：一只变压器如果忽略原、副线圈的电阻和各种电磁能量损失，那么这只变压器便是无能量损耗的理想变压器结论：理想变压器，原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数比 问：对理想变压器而言，在使用过程中，原副线圈的电流与匝数又有什么关系呢？6通过开放性问题提出，结合演示实验，使学生从实践中理解变压器工作规律的公式中各物理量的含义以及因果关系例题 如图一理想变压器原副线圈匝数比为4:1,图中五只电灯规格均为“36v，18w”.若B、C、D、E都能正常发光，1 原线圈两端的电压为多少？2 A灯能正常发光吗？3 电源电压是多少？4若E灯突然断开，A灯能正常发光吗？若不能正常发光，是烧毁还是变暗？演示上题实验.7介绍几种常见变压器 自耦变压器问：若只给你一个线圈，你能改变交流电压吗？ 调压变压器问：如何得到连续可调电压？ 互感器问：有一高压电源，想知道它的电压，可电压表量程达不到，你有什么办法？问：若想知道它的电流呢？三教师总结，点评任何类型的变压器均遵循同样的规律，既变压比、功率关系、变流比.拆开实验桌上带抽头的可拆变压器，对照实物观察相应部分.猜想：能猜想：U2与U1、n1、n2有关.实验探究：U2与n1、n2的关系.汇报数据：得出结论：对同一变压器，匝数多的线圈两端电压高.实验探究：U2 与U1的关系.汇报数据：回答：观察现象：开关闭合稳定后，电压表示数为零，闭合或断开瞬间，电压表指针摆动.回答：电磁感应阅读书上222页有关变压器原理的内容后，结合课件分析变压器工作原理. 相等所以分析得出：副线圈中，U2=E2，因为若忽略副线圈电阻，副线圈就相当于无内阻的电源，E2相当于电源电动势，所以U2=E2.E1阻碍电流变化，跟加在原线圈两端的电压U1的作用相反，大小有U1=E1所以讨论、回答1 副线圈有电阻通过电流时会产生焦耳热.铁芯中的涡流损耗等， 漏磁在老师指导下共同实验探究：拿下条形铁轭，发现铁芯断开时， U2示数明显变小，说明副线圈通过的磁通量减少(漏磁)则副线圈两端的电压减少，同时发现U1也变小（说明互感）.思考，讨论，推导，汇报I1U1 = I2U2结论：原副线圈中的电流跟它们的匝数成反比.思考，回答观察实验现象体会变压器的工作特点：P入由P出决定，（按需分配）原线圈中电流I1与副线圈中电流 I2成正比的同生同灭.设计，并用实验探究自耦变压器的升压和降压.迁移滑动变阻器的知识，自然得出自耦调压变压器.设计电压互感器模型设计电流互感器模型“由生活走向物理”，让学生知道变压器在生活中的重要性，激发学习热情.使学生增加对变压器的感性认识，同时为后面教学做铺垫.改“教师演示验证性”实验为学生“自主探究性”实验，促使学生进入自主学习的境界.应用演示实验，使学生在感性认识的基础上，通过思考得出变压器的工作原理.通过教师的引导及对问题探究中的相互交流、讨论，促进师生之间、生生之间的合作互动，实现知识和能力的协调发展.层层设疑，步步深入，符合学生的认知规律. 关于U1=E1，借助等效直流电路来帮助学生理解，降低难度，效果较好.变压器中的“漏磁”和“互感”现象，以往都是从理论上进行分析，理解难度较大，此处充分利用教学资源借助可拆变压器设计实验，放大“漏磁”现象，同时让学生体会到“互感”现象，使学生感受深刻，理解透彻，使理论和实践得到统一. 理想化是科学研究中常用的重要方法，学生通过对理想变压器模型的建立及在应用物理模型解决问题的过程中学会科学探究的常用方法. 注：此处在录像中删去. 学生带着问