《第2節(jié)變壓器》教學設(shè)計(遼寧省市級優(yōu)課)-物理教案

《變壓器》教學設(shè)計教學思路本節(jié)課緊緊圍繞“變壓器為什么能改變電壓”這一主線來展開教學，變壓器是怎樣改變電流，原副線圈有哪些相同的物理量，變壓器在實際中有哪些應(yīng)用等問題為副線來進一步展開教學過程，我在上課時理論推導(dǎo)和講解則采用微課的形式，語音講解加上動畫演示，形象地展現(xiàn)了變壓器的原理和推導(dǎo)過程。學生對理論推導(dǎo)了解之后會有不信任過程，這時通過實驗演示來現(xiàn)場測定變壓器的電壓和匝數(shù)之間關(guān)系。所以本節(jié)課通過定性分析和定量相結(jié)合，理論推導(dǎo)和實驗驗證相結(jié)合的方法，先使學生理解法拉第的互感現(xiàn)象，理解原理推導(dǎo)之后實驗驗證電壓與匝數(shù)的關(guān)系，從而達到理論與實踐結(jié)合教學目標。二、教材分析：高中物理2-1中變壓器是從事生產(chǎn)用的，注重技術(shù)，而選修3-2中變壓器則是用圩理論研究，注重科學，教材對變壓器原理的表述比較淺，在處理時要將這部分內(nèi)容情境化，將靜態(tài)知識動態(tài)化，利于學生理解透徹；由于2-1注重技術(shù)，注重實踐，所以我在教學中安插了實際應(yīng)用兩例：互感器和自耦變壓器，學以致用是我本節(jié)課教學的最終目標。學生分析：學生通過前面電磁感應(yīng)學習，已經(jīng)對磁生電有了基本的掌握，在《交流電

》前一節(jié)的學習，對交流電的特點也比較清楚，已經(jīng)基本具備了學習變壓器這一節(jié)內(nèi)容的必備知識。我所教學生基礎(chǔ)較好，所以在本節(jié)課中直接與生產(chǎn)實踐相聯(lián)系，直接接觸高考題。交流電第一節(jié)教學中，學生對變壓器原線圈兩端的電壓與原線圈產(chǎn)生的電動勢大小關(guān)系這一知識點比較欠缺，在教學中我作出補充和提示。

三、教學目標1、知識與技能：１）知道變壓器的基本構(gòu)造２）理解變壓器的工作原理３）探究并應(yīng)用變壓器的各種規(guī)律及應(yīng)用2、過程與方法：１）能熟練應(yīng)用控制變量法解決多變量問題２）進一步掌握科學探究的一般思路3、情感態(tài)度與價值觀：１）通過實驗探究，體會科學探索的過程，激發(fā)探究物理規(guī)律的興趣２）通過真實操作和記錄，獲得團隊合作精神的體驗和實事求是的科學態(tài)度四、教學重難點教學重點：變壓器工作原理及工作規(guī)律．教學難點：（l）理解副線圈兩端的電壓為交變電壓．（2）推導(dǎo)變壓器原副線圈電流與匝數(shù)關(guān)系．（3）掌握公式中各物理量，學以致用。重難點的突破措施：（l）通過微課學習理想化模型建立及理論推導(dǎo)得出原副線圈電流（電壓）與匝數(shù)間的關(guān)系（2）通過．演示實驗來研究變壓器工作規(guī)律使學生能在實驗基礎(chǔ)上建立規(guī)律．（3）通過合作探究和切塊拼接使學生從實踐中理解公式各物理量的含義．五、教學媒體可拆式變壓器模型、學生電源、閉合鐵芯、小燈泡、導(dǎo)線、萬用表、多媒體等六：教學過程（一）【自學反饋】1、變壓器由_______和______________________組成。2、原線圈：_____________________________________。3、副線圈：_____________________________________。4、變壓器用途:_________________________________。變壓器原理:__________________________________。5、畫出變壓器的符號：6、理想變壓器原副線圈1、電壓與匝數(shù)關(guān)系：2、電流與匝數(shù)關(guān)系：3、原副線圈相同的物理量：檢查小組內(nèi)學生填寫情況。（二）新課講授1、新課導(dǎo)入

（1）PPT展示我的手機充電器和家用電動剃須刀的工作電壓，一名學生測教室里的入戶電壓值。提出問題：用電器常常需要不同電壓的交流電.平常市電的電壓是220伏,那該怎么辦呢——我們需要變壓器.(讓學生體會到變壓器作用的實際意義)（2）子威同學視頻展示變壓器工作原理并提出三個問題為什么原線圈接直流電燈泡不發(fā)光？為什么燈泡不與電源連接也能發(fā)光？為什么燈與0-200匝轉(zhuǎn)接到0-1400匝時燈的亮度增加？2、變壓器結(jié)構(gòu)學習：學生在課堂上拆分演示用變壓器，學習變壓器的結(jié)構(gòu)并通過示意圖明確下列概念：原線圈——與電源相連，輸入電壓U1，線圈匝數(shù)為n1副線圈——與用電器相連，輸出電壓U2，線圈匝數(shù)為n2鐵芯——有何特點難點：微課動畫展示學習變壓器的原理和理論推導(dǎo)。（理論推導(dǎo)）（1）理想變壓器模型的建立

在變壓器的電磁感應(yīng)過程中,電能和磁能的相互轉(zhuǎn)化是最主要的因素,而伴隨而來的損耗是一些次要因素.為了研究的方便,我們突出主要因素,忽略次要因素.這是科學研究的一種常用方法.那么我們可以把實際的變壓器抽象成理想變壓器——一個沒有能量損耗的理想變壓器.（2）變壓器主副線圈電壓、電流、功率關(guān)系推導(dǎo)3、實驗探究變壓器的變壓規(guī)律

（1）引導(dǎo)學生討論探究的方案

猜測原副線圈的電壓與什么因素有關(guān),由法拉第電磁感應(yīng)定律公式可能想到與線圈匝數(shù)有關(guān).

實驗儀器為學生電源(低壓交流12V),可拆變壓器,多用電表(交流電壓檔);設(shè)計并畫出實驗電路圖;設(shè)計實驗操作步驟;記錄實驗數(shù)據(jù),可以設(shè)計一個表格.

（2）學生實驗----控制變量法

保持原副線圈匝數(shù)不變,改變副線圈匝數(shù),研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響;

保持原線圈電壓和副線圈匝數(shù)不變,改變原電壓,研究原線圈匝數(shù)對副線圈電壓的關(guān)系.

(3)引導(dǎo)學生分析數(shù)據(jù),并歸納出:原線圈電壓和匝數(shù)不變時,副線圈匝數(shù)越多,U2越大.原線圈電壓和副線圈匝數(shù)不變時,原線圈匝數(shù)越少,副線圈電壓越高.在實驗誤差范圍內(nèi),原副線圈電壓比跟原副線圈的匝數(shù)比成正比.3、法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用E1=n1E2=n2=對于理想變壓器，導(dǎo)線電阻可以忽略，故U1=E1，U2=E2（副線圈看成一個電源，電動勢等于路端電壓）。所以=即：理想變壓器原副線圈的電壓之比等于兩個線圈的匝數(shù)比。如果n2＞n1，則輸出電壓高，稱升壓變壓器；如果n2＜n1，則輸出電壓低，稱降壓變壓器。思考：如果原線圈通入的是直流電，能否實現(xiàn)變壓？功率和電流關(guān)系功率P1=P2電流=4、合作探究（小組討論為主）：以下三個問題：為什么原線圈接直流電燈泡不發(fā)光？為什么燈泡不與電源連接也能發(fā)光？為什么燈與0-200匝轉(zhuǎn)接到0-1400匝時燈的亮度增加？5、小組搶答：檢查并補充學生合作探究結(jié)果小結(jié)：從以上的探討我們發(fā)現(xiàn)，變壓器的電壓關(guān)系和電流關(guān)系并不是用一個正比和反比可以簡單地概括，而是會隨著變壓器結(jié)構(gòu)的改變而改變，但是，萬變不離其宗，能量守恒定律和法拉第電磁感應(yīng)定律總是適用的。6、切塊拼接法：完成互感器和自耦變壓器的學習7、小組搶答：檢查并補充學生切塊拼接的學習成果8、當堂檢測（學以致用）：對難度較大的第二道題采用學生不同解法對比講解，此過程均由學生完成。（小組總結(jié)討論本節(jié)課理論應(yīng)用）9、學生畫本節(jié)課思維導(dǎo)圖并由學生展示思維導(dǎo)圖并總結(jié)10、布置作業(yè)（1）課后習題：1、2、3、4、5

（2）思考：如何進行遠程輸電七：教學評價：教材要求由實驗得出理想變壓器的變壓規(guī)律，做好實驗是本節(jié)教學的關(guān)鍵．為了培養(yǎng)學生根據(jù)實驗研究物理規(guī)律的能力，實驗分兩步進行．第一步，在法拉第電磁感應(yīng)定律的指導(dǎo)下，定性了解副線圈兩端的電壓與副線圈匝數(shù)有關(guān)系，從而確定第二步的研究方向：變壓器的輸入、輸出電壓及原、副線圈匝數(shù)的關(guān)系．第二步，介紹線圈和它的匝數(shù)，演示輸入電壓變化時輸出電壓（在空載條件下進行測量）變化的規(guī)律．實驗數(shù)據(jù)應(yīng)分布在黑板上，給學生提供分析和處理實驗數(shù)據(jù)的條件，從而驗證理想變壓器的變壓公式．八：教學板書第二節(jié)變壓器（一）變壓器構(gòu)造及原理（二）理論推導(dǎo)變壓器主副線圈電壓、電流、功率的關(guān)系（三）實驗探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系（四）例題講評九、教學反思重視問題情境的創(chuàng)設(shè)和學生思維動機的激發(fā),引導(dǎo)學生主體積極參與教學,主動地探究和建構(gòu)知識,是本節(jié)課教學過程的有效途徑，教學中要重視課題的方法教育功能(實驗方法,理想化方法等)和學生思維能力,探究能力的培養(yǎng).要盡量將本課題的教學轉(zhuǎn)變成為師生共同參與的啟發(fā)式問題探究課,在教學中以實驗為載體展開過程,以問題為線索將課堂教學組織起來,通過積極創(chuàng)設(shè)問題情境,力求使實驗與思維有機結(jié)合,層層遞進,使學生始終處于積極參與合作探究的狀態(tài)之中,充分展現(xiàn)物理課教學的特點和魅力.十：教學資源變壓器是交流電路中常見的一種電器設(shè)備，也是遠距離輸送交流電不可缺少的裝置．學習變壓器可以使學生了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的廣泛應(yīng)用，開拓學生視野，提高學習物理的能力和興趣，學習變壓器能夠從能的轉(zhuǎn)化和傳遞的角度進一步強化對電磁感應(yīng)現(xiàn)象的認識，并為學習遠距離輸電奠定基礎(chǔ)．可拆變壓器工作時，由于漏磁銅損、鐵損較大，效率不高（低于60％），不能視為理想變壓器．為了不影響演示效果，在設(shè)計可拆變壓器時，已適當增加副線圈匝數(shù)作為補償．教材從變壓器工作時能量損耗忽略不計這一理想條件出發(fā)，通過理論推導(dǎo)得出變壓器的交流規(guī)律，因而掌握理想變壓器的輸出功率與輸入功率的關(guān)系成為教學的關(guān)鍵問題．用演示實驗驗證功率相等關(guān)系和電流比公式是有困難的，因為在實驗條件下，傳輸功率小，