選修3-2第五章第4節(jié)《變壓器》設計
一、本節(jié)教材分析
變壓器是交變電路中常見的一種電器設備，也是遠距離輸送交流電不可缺少的裝置.在講解變壓器的原理時，要積極引導學生從電磁感應的角度說明：原線圈上加交流電壓產(chǎn)生交流電流，鐵芯中產(chǎn)生交變磁通量，副線圈中產(chǎn)生交變電動勢，副線圈相當于交流電源對外界負載供電.要向?qū)W生強調(diào)，從能量轉(zhuǎn)換的角度看，變壓器是把電能通過磁場能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，經(jīng)過轉(zhuǎn)換后一般電壓、電流都發(fā)生了變化.有的學生認為變壓器鐵芯是帶電的.針對這種錯誤認識，可讓學生根據(jù)電磁感應原理，經(jīng)過獨立思考了解到變壓器鐵芯并不帶電，鐵芯內(nèi)部有磁場（鐵芯外部磁場很弱）.
變壓器在生產(chǎn)和生活中有十分廣泛的應用.課本中介紹了一些，中可根據(jù)實際情況向?qū)W生進行介紹，或看掛圖、照片、實物或參觀，以開闊學生眼界，增加實際知識.
二、教學目標
1、知識目標
（1）知道變壓器的構(gòu)造.
（2）理解互感現(xiàn)象，理解變壓器的工作原理.
（3）理解理想變壓器原、副線圈中電壓與匝數(shù)的關系，能應用它分析解決有關問題.
（4）理解理想變壓器原、副線圈中電流與匝數(shù)的關系，能應用它分析解決有關問題.
（5）知道課本中介紹的幾種常見的變壓器.
2、能力目標
（1）用電磁感應去理解變壓的工作原理，培養(yǎng)學生綜合應用所學知識的能力.
（2）講解理想變壓器使學生了解建立物理模型的意義.（抓主要因素，忽略次要因素，排除無關因素）
3、情感態(tài)度與價值觀
（1）使學生體會到能量守恒定律是普遍適用的.
（2）培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度.
三、教學重點、難點
重點：變壓器工作原理及工作規(guī)律．
難點：1.理解副線圈兩端的電壓為交變電壓．
　　 2.推導變壓器原副線圈電流與匝數(shù)關系．
　 3.掌握公式中各物理量所表示對象的含義．
四、學情分析：學生已經(jīng)掌握了電磁感應現(xiàn)象的大致規(guī)律，了解了電感現(xiàn)象，為本節(jié)的學習打下了理論基礎�？勺孕蓄A習課本，了解相關原理。同時變壓器的作用神奇，變壓裝置在生活中很常見，應激發(fā)學生學習主動性，利用課余時間，帶著自己的問題，搜集資料了解變壓器
五、教學方法
實驗探究、演繹推理、學案導學
六、課前準備
可拆變壓器、交流電壓表、交流電流表、燈泡、自耦變壓器、調(diào)壓器、導線等.
七、課時安排
1 課時
八、教學過程
(一)預習檢查、總結(jié)疑惑
檢查落實了學生的預習情況并了解了學生的疑惑，使教學具有了針對性。
（二）情景導入、展示目標。
［師］在實際應用中，常常需要改變交流的電壓.大型發(fā)電機發(fā)出的交流，電壓有幾萬伏，而遠距離輸電卻需要高達幾十萬伏的電壓.各種用電設備所需的電壓也各不相同.電燈、電飯煲、洗衣機等家用電器需要220 V的電壓，機床上的照明燈需要36 V的安全電壓.一般半導體收音機的電源電壓不超過10 V，而電視機顯像管卻需要10000 V以上的高電壓.交流便于改變電壓，以適應各種不同需要.變壓器就是改變交流電壓的設備.這節(jié)課我們學習變壓器的有關知識.
（三）合作探究、精講點撥。
1.變壓器原理
［師］出示可拆變壓器，引導學生觀察，變壓器主要由哪幾部分構(gòu)成？
［生］變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈組成.一個線圈跟電源連接，叫原線圈（初級線圈），另一個線圈跟負載連接，叫副線圈（次級線圈）.兩個線圈都是絕緣導線繞制成的.鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成.
［師］畫出變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖和符號，如下圖所示：

［演示］將原線圈接照明電源，交流電壓表接到不同的副線圈上，觀察交流電壓表是否有示數(shù)？
［生］電壓表有示數(shù)且示數(shù)不同.
［師］變壓器原、副線圈的電路并不相同，副線圈兩端的交流電壓是如何產(chǎn)生的？請同學們從電磁感應的角度去思考.
［生］在原線圈上加交變電壓U1，原線圈中就有交變電流，它在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量.這個交變磁通量既穿過原線圈，也穿過副線圈，在原、副線圈中都要引起感應電動勢.如副線圈是閉合的，在副線圈中就產(chǎn)生交變電流，它也在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量，在原、副線圈中同樣引起感應電動勢.副線圈兩端的電壓就是這樣產(chǎn)生的.
［師］物理上把原副線圈中由于有交變電流而發(fā)生的互相感應現(xiàn)象，叫做互感現(xiàn)象.互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎.
［生］變壓器的鐵芯起什么作用？
［師］如果無鐵芯，并排放置的原副線圈也發(fā)生互感現(xiàn)象，但原副線圈所激發(fā)的交變磁場的磁感線只有一小部分穿過對方，漏失的磁感線不會在原副線圈中傳送電能.如有鐵芯，由于磁化，絕大部分磁感線集中在鐵芯內(nèi)部，大大提高了變壓器的效率.
［生］原副線圈中，感應電動勢大小跟什么有關系？
［師］與線圈中磁通量變化率及線圈匝數(shù)成正比.
師生共同活動：
實驗探究得出理想變壓器得變比關系
推導理想變壓器的變壓比公式.
設原線圈的匝數(shù)為N1，副線圈的匝數(shù)為N2，穿過鐵芯的磁通量為Φ，則原副線圈中產(chǎn)生的感應電動勢分別為
E1=N1
E2=N2
在忽略漏磁的情況下，ΔΦ1=ΔΦ2，由此可得

在忽略線圈電阻的情況下，原線圈兩端的電壓U1與感應電動勢E1相等，則有U1=E1；副線圈兩端的電壓U2與感應電動勢E2相等，則有U2=E2.于是得到

［師］請同學們閱讀教材，回答下列問題：
（1）什么叫理想變壓器？
（2）什么叫升壓變壓器？
（3）什么叫降壓變壓器？
（4）電視機里的變壓器和復讀機里的變壓器各屬于哪一類變壓器？
［生1］忽略原、副線圈的電阻和各種電磁能量損失的變壓器，叫做理想變壓器.
［生2］當N2＞N1時，U2＞U1，這樣的變壓器叫升壓變壓器.
［生3］當N2＜N1時，U2＜U1，這樣的變壓器叫降壓變壓器.
［生4］電視機里的變壓器將220 V電壓升高到10000 V以上屬升壓變壓器；復讀機的變壓器將220 V電壓降到6 V，屬于降壓變壓器.
［師］理想變壓器原線圈的輸入功率與副線圈的輸出功率有什么關系？
［生］P出=P入
［師］若理想變壓器只有一個副線圈，則原副線圈中的電流I1與I2有什么關系？
［生］據(jù)P出=U2I2，P入=U1I1及P出=P入得：
U2I2=U1I1
則：
［師］繞制原副線圈的導線粗細一樣嗎？
［生］粗細不一樣.高壓線圈匝數(shù)多而通過的電流小，用較細的導線；低壓線圈匝數(shù)少而通過的電流大，用較粗的導線.
2.幾種常見的變壓器
［師］變壓器的種類很多，請同學們閱讀教材，了解幾種常見的變壓器，并回答下列問題：
（1）自耦變壓器有何特點？
（2）自耦變壓器如何作升壓變壓器？又如何作降壓變壓器？
（3）互感器分為哪幾類？
（4）電壓互感器的作用是什么？
（5）電流互感器的作用是什么？
［生1］自耦變壓器只有一個線圈，滑動頭位置變化時，輸出電壓會連續(xù)發(fā)生變化.
［生2］若把整個線圈作副線圈，線圈的一部分作原線圈，為升壓變壓器；若把線圈的一部分作副線圈，整個線圈作原線圈，為降壓變壓器.
［生3］互感器分為兩類，即電壓互感器和電流互感器.
［生4］電壓互感器用來把高電壓變成低電壓.它的原線圈并聯(lián)在高壓電路中，副線圈上接入交流電壓表，根據(jù)電壓表測得的電壓U2和變壓比，就可以算出高壓電路中的電壓.
［生5］電流互感器用來把大電流變成小電流.它的原線圈串聯(lián)在被測電路中，副線圈上接入交流電流表.根據(jù)電流表測得的電流I2和變流比，可以算出被測電路中的電流.
（四）反思總結(jié)，當堂檢測。
本節(jié)課主要學習了以下內(nèi)容：
1.變壓器主要由鐵芯和線圈組成.
2.變壓器可改變交變電的電壓和電流，利用了原副線圈的互感現(xiàn)象.
3.理想變壓器：忽略一切電磁損耗，有
P輸出=P輸入

4.日常生活和生產(chǎn)中使用各種類型的變壓器，但它們遵循同樣的原理.
（五）發(fā)導學案、布置預習。
九、板書設計

十、教學反思

回顧變壓器這節(jié)課，收獲頗多，有很多成功的地方，和可以總結(jié)的經(jīng)驗，也一些不足之處。
收獲：通過此次上課，更加深入的了解了新課改新教材的新，教學目標，方法，都有很大的變化，在準備的過程中逐步的提高了對新教材本質(zhì)的把握，用新的方法來組織教學，取得了意想不到的良好效果。比如在研究變壓器的工作原理我采用了給動畫配說解說詞的方式，在我的引導下，學生自己給動畫配說了解說詞，通過學生對動畫的理解，解說的過程，加深了對變壓器工作原理的理解，達到了探究的目的，提高了學生的學習興趣，豐富了課堂的教學方法和手段。
此外，通過這次上課，讓我在課堂的安排上更加條理清楚，符合學生的認知水平和規(guī)律，讓學生在接受知識時水到渠成，由以前的給于式教學轉(zhuǎn)變?yōu)閱�發(fā)式教學，讓學生主動地去研究，提高學生的學習動機，各環(huán)節(jié)的過渡自然，層層深入，逐步遞進，學習有層次感。這次上課使我更加注重基本功的培養(yǎng)，讓我的基本功又有了一次更高的提升，也讓我懂得了基本功在教學中的重要性，受益匪淺。
不足：下面說說本節(jié)課上存在的不滿意的地方。 用新課改的教學模式和素質(zhì)教育的要求來衡量這節(jié)課，本節(jié)課存在著一個師生互動較少的問題，還是教師占主導的地位，啟發(fā)學生不夠，學生的討論還應該在增加一些，教師要學會放手，要有能放能收，收放自如的能力。比如在研究變壓器的電學量之間關系的時候，應該多給學生一些時間，讓學生在充分的談論下自己得出結(jié)論，讓學生自己得出的結(jié)論印象最深刻。而此環(huán)節(jié)處理的過于簡單，教師說的太多，給學生的時間過少，需要改進。

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