物理选修1-1人教新课标3.4变压器教学设计

1、表3-1 主题单元设计模板主题单元标题变压器、电能的输送作者姓名所属单位联系地址联系电话电子邮箱邮政编码学科领域 （在内打 表示主属学科，打 + 表示相关学科） 思想品德 音乐 化学 信息技术 劳动与技术 语文 美术 生物 科学 数学 外语 历史 社区服务 体育 物理 地理 社会实践 其他（请列出）：适用年级高二所需时间1课时（每周 3课时，共 2课时）主题单元概述 (简述单元在课程中的地位和作用、单元的组成情况，解释专题的划分和专题之间的关系，主要的学习方式和预期的学习成果，字数300-500)本主题单元内容是交变电流一章的后半部分，是交变电流知识的实际应用，是电磁感应知识在生产生活中的具体

2、运用，是科学知识来源于生活又反哺于生活的具体体现。我把这一部分内容设计成了两个专题来组织学习活动。专题一：变压器 学生通过亲自动手拆卸变压器模型，并应用变压器进行电路电压的增减等活动掌握变压器的构造、变压原理、变压关系。专题二：电能的输送 学生通过社会实践活动，考察街道上的生活变压器和工厂中的生产变压器，并通过网络了解远距离输电的方式方法，在头脑中形成输电电路图。这两个专题的确定是源于教材，且覆盖了教材的全部要求，但是又不拘泥于教材，进行了适当的拓展和延伸，为前面知识的巩固做了很好的应用，并通过社会实践活动锻炼了学生的活动能力。主题学习目标 (描述该主题学习所要达到的主要目标)知识与技能：1、

3、知道变压器的构造及各部分名称2、理解互感现象在变压器的工作中的应用3、理解理想变压器的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它分析解决基本问题4、理解理想变压器的输出功率等于输入功率能用变压器的功率关系解决简单的变压器的电流关系问题5、了解远距离输电的原理知道输电的过程 6、知道输电导线上的功率损失和电压损失的几种表达形式并知道如何减少功率和电压损失. 理解高压输电的原因.7、理解远距离输电过程中各部分间的电压关系、功率关系，会对简单的远距离输电线路进行定量计算。过程与方法：1、通过学生动手拆卸变压器知道变压器的构造，培养学生的观察能力、动手能力和语言表达能力。2、通过学生探究变压器的工作

4、原理和变压关系的实验，让学生掌握探究物理问题的一般思路，在实验中还要培养学生正确读数的能力3、从变压器工作规律得出过程中培养学生处理实验数据及总结概括能力4、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5、通过远距离输电原理分析，具体计算，使学生学会分析解决实际问题的两种基本方法：理论分析、计算推理。情感态度与价值观：1、使学生能在实验基础上建立规律，体验物理学的实践美2、培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度3、通过对我国远距离输电挂图展示，结合我国行政村村村通电报导及个别违法分子偷盗电线造成严重后果的现象的介绍，教育学生爱护公共设施，做一个合格公民4、教育学生节约用

5、电，养成勤俭节约的好习惯对应课标1了解变压器的构造，理解变压器的工作原理。2理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题。3知道远距离输电过程，知道降低输电损耗的两个途径。了解电网供电的优点和意义。 主题单元问题设计1、生活离不开电，但用电器的额定电压各不相同，如何让额定电压与电源电压不相同的用电器正常工作？2、结合我国国情和实际生产能力，合理规划电能的远距离输送？专题划分专题一：变压器 （ 1 课时） 专题二：电能的输送 （ 1 课时）专题一变压器所需课时1专题一概述 (介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果)学生已经掌握

6、了电磁感应知识和交流电的产生和规律，本专题的学习让学生认识到通过互感能够改变交流电的电压，这种仪器就是变压器。学生通过看视频，动手拆卸变压器应用变压器等活动掌握变压器的构造、变压原理、变压关系。具体活动有六个内容：1、看视频认识各种变压器。2、通过拆卸手头的学生认识变压器。3、学生通过实验明确变压器的工作原理（先接直流电，再用交流电）.4、通过分组讨论明确变压器的电压、电流、功率的关系。5、通过巩固练习评价学生的学习。6、通过课外上网搜搜常见变压器种类认识自耦变压器、互感器本专题学习目标 （描述本专题学习所要达到的主要目标）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

7、关系。3.掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题。本专题问题设计1、我们国家民用统一供电均为220V，那么如何使这些额定电压不是220V的电器设备正常工作的呢？ 2、学生观察变压器，思考原副线圈不相通，那么在给原线圈接交变电压U1后，副线圈电压U2是怎样产生的？(互感与自感)3、若给原线圈接直流电压U1，副线圈电压U2= ？4、原副线圈的的电压、电流间可能满足何规律？5、有没有只用一组线圈来实现变压的变压器？变压器的种类有哪些？所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源)信息化资源网络上的变压器图片常规资源教学用变压器、小灯泡、直流电源、交流电源、导线教学支撑环境物理实验室、

8、多媒体学习活动设计（描述本专题的学习过程和学习活动）课时一活动一引导学生观察可拆变压器的构造，并通过示意图明确下列概念:原线圈-与电压相连，输入电压U1,线圈匝数为n1副线圈-与用电器相连，输出电压U2,线圈匝数为n2铁芯-有何特点（闭合）活动二变压器的原理变压器是如何实现变压的哪？设计演示实验问题：按上图所示连接好电路，1、接通4V直流电源，观察灯泡是否发光。2、接通4V交流电源，观察灯泡是否发光。引导学生从电磁感应的角度去分析问题。当原线圈中通直流时，直流电流产生恒定的磁场，铁芯中的磁通量不变。恒定的磁场在副线圈中不产生感应电动势，故灯泡不发光。当原线圈中同交变电流时，变化的电流产生变化的

9、磁场，铁芯中产生交变的磁通量，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，灯泡中有了感应电流，故灯泡发光。从能量的角度看，变压器是把电能通过磁场能再转化成电能的装置。提出变压器的原理是互感现象。变压器只能实现交变电流的电压、电流的变化。活动三探究理想变压器变压规律变压器可以实现电压的变换，那么变压器原副线圈两端的电压与什么因素有关系呢？引导学生有法拉第电磁感应定律公式猜测：可能与线圈的匝数有关。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）引导学生画出实验电路图，设计实验操作步骤，实验数据记入表格。（分组讨论，并

10、展示）（2）确定实验方案，并组织学生实施。1。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=n1，n1，2 n1，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。2。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=n2，n2，2 n2，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。U16V实验次数123456原线圈匝数n1n1n1n1n2n2n2副线圈匝数n2n1n12 n1n2n22 n2副线圈输出电压U2结论（3）学生实验时，教师巡回指导，并提出问题。 实验中你能听到什么声音？用手触摸实验后的变压器的线圈和铁芯，感觉到发热

11、吗？(4)小组展示实验结果，并得出结论电压与匝数的关系 （5）引导学生分析，数据误差大，实验中你能听到什么声音（嗡嗡声）？用手触摸实验后的变压器的线圈和铁芯，感觉到发热吗？原副线圈有电阻，通电时要发热，铁芯在反复磁化是也发热，同时引起硅钢片的震动而产生嗡嗡声。这些都要损耗电能。除此外，还有漏磁引起的损耗。实验演示：使可拆变压器的铁芯有不闭合到闭合，观察接在副线圈的小灯泡的亮度变化？(小灯泡的亮度由暗到亮变化)原因分析：铁芯不闭合，原线圈产生的磁场的磁通量只有一小部分穿过副线圈，大部分漏失在外。有了闭合的线圈，由于铁芯被磁化，绝大部分磁感线集中在铁芯内部，穿过副线圈，大大增强了变压器传输电能的作

12、用。可见有了闭合的铁芯，漏失的磁通量大大减少，但仍会有小部分磁通量漏失在周围空间。说明：实际变压器为了减少电能损耗，采用的方法？（展示变压器）线圈用铜线，铁芯闭合，采用彼此绝缘的硅钢片叠成铁芯。活动四理想变压器为了研究问题的方便，提出理想变压器模型，（完全没有能量损耗）理想变压器应具备的条件：原副线圈没有电阻，无磁通量的漏失，铁芯不发热。提出问题：问题1：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2：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=U1I

13、1 则：实例分析1、在实际中，我们使用的各种用电器的电压可能各不相同，投影展示：MP3、手机充电器、节能灯、电视机显像管 （说明所需电压不同）为解决此问题，我们需要引入变压器。（让学生体会到变压器作用的实际意义）2、投影展示变压器的种类 和样式（让学生对实际变压器有感性认识）3、视频互感器原理，及钳式电流表的使用方法。（实际中如何测量大电压、大电流）活动五课堂小结，针对练习教学评价（列举本专题中要评价的学习要素和所使用的评价工具或方法）1、 动手能力-通过拆卸手头的学生认识变压器。评价方法：现场评价2、 电路的连接和实验的进行-学生通过实验明确变压器的工作原理（先接直流电，再用交流电）.评价方

14、法：现场评价3、 通过分组讨论明确变压器的电压、电流、功率的关系。评价方法：自评，互评4、 通过巩固练习评价学生的学习。评价方法：对照范例专题二电能的输送所需课时1专题二概述 (介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果)在之前的学习中学生已经掌握了电磁感应互感，交流电的产生和描述，变压器的工作原理等，本专题的学习让学生通过自主学习上网搜寻资料等方式让学生了解如何更经济有效的将电能输送到用户处，并在头脑中形成输电电路图。具体活动有4个内容：1、看视频及问题的提出明确要通过变压器进行远距离输电。2、通过学习间的讨论探讨明确为何要高压送电。3学生通过电网的了解能辩证

15、的看待高压送电.4通过学习明确输电电路图，并能分析各部分电压、电流、功率的关系，解决实际问题本专题学习目标 （描述本专题学习所要达到的主要目标）1、了解交变电流从变电站到用户的输电过程2、知道远距离输电时输电线上的损失与哪些因素有关，理解高压输电的原因。3、知道远距离输电线路的基本构成，会对简单的远距离输电线路进行定量计算。本专题问题设计1、输送电能的基本要求？2、为什么输电线上有电能损失?3、如何减少电能损失?4、是不是输电电压越高越好?5、电能输送的过程示意图？所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源)信息化资源网络上的发电站图片常规资源记录纸、课堂标准答题纸教学支撑环境多

16、媒体其 他学习活动设计（描述本专题的学习过程和学习活动）课时二活动一引入新课 （5分）通过多媒体课件展现三峡大坝发电厂，以及高压电网等远距离输电的视频资料，激发学生学习新知识的热情。并提出问题：1、电能是如何输送的？2、输送电能的基本要求是什么？在学生观看视频和认真仔细阅读教材的基础上得出正确结论。电能可以通过电网来传输，那么电能在由电厂传输给用户过程中要考虑什么问题？可靠、经济、保质。这节课我们以经济为主线学习远距离输电的知识，活动二：分析归纳降低输电损耗的两个途径（这一环节是教学的重点。我采用把复杂的问题简单化、从特殊到一般的物理思想，简化物理模型。通过分步骤逐步突破的方式。用时

17、约 分钟）（创设情境，提出问题，分析结果，得出结论） 演示实验：第一步、利用远距离输电演示板，改变输电线长度，观察小灯泡亮度变化输电线越长，灯泡为什么越暗？两方面：输电线上确实要有电能损失，另一方面，导线越长损失越大。第二步、老师设计提出问题，假设输电电流为I，输电线电阻为r： 1、求输电线上损失的功率P？2、怎样减小远距离输电过程中的电能损失？给学生一分钟思考问题的时间，我采用小组推荐学生代表展示的方法，让学生利用多媒体投影展台展示结果，并进行讲解，比较各组的展示结果。第三步、分析结果：P=I2r第四步、得出结论降低输电损耗的两个途径：一是减小输电线的电阻；二是减小输电线的电流。第五步、知识

18、延伸，教师引导，如何减小输电线的电阻，根据公式讨论，引导学生分析，各种方法的局限性。（减小L不可行，增加S，会浪费太多的金属材料，太重、太粗给铺设带来困难。）如何减小输电线的电流。在保证一定输送功率的前提下，根据公式P=UI，引导学生推导电流的表达式I=P/U，得出可以通过提高输送电压，降低输电电流。同时说明提高输送电压，降低输电电流比减小输电线的电阻在降低输电线的损耗更经济。活动三：输电模型（10分）本环节既为教学的重点，又是教学的难点。我采用教师提出问题，学生分析、小组讨论，教师重点讲解的方式进行突破。在学生学习变压器的基础上：第一步，要求学生画出远距离输电的物理模型（发电厂、升压变压器、输电线、降压变压器、用户）第二步，设定每部分的U、I、P第三步，引导学生推导各物理量之间的关系。同时强调电压损失与输电电压的区别。活动四 知识迁移和应用（用时约10分钟）利用课后练习第5题通过