第四節(jié)變壓器教學(xué)設(shè)計(jì)教材分析本節(jié)是高中物理人教版選修3-2第五章《交變電流》第四節(jié)的內(nèi)容。變壓器是交流電路中常見的一種電器設(shè)備,它建立在電磁感應(yīng)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，是電磁感應(yīng)教學(xué)的進(jìn)一步延伸，同時(shí)，也是遠(yuǎn)距離輸電不可缺少的裝置，為學(xué)習(xí)遠(yuǎn)距離輸電奠定了基礎(chǔ)，所以這一節(jié)在高中物理的學(xué)習(xí)過程中起著承上啟下的重要作用。教學(xué)目標(biāo)知識與技能1．了解變壓器的構(gòu)造及其工作原理；2．掌握理想變壓器的原、副線圈中電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系，并能應(yīng)用它分析解決基本問題。過程與方法1．通過探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，提高概括能力?．從理想變壓器概念引入使學(xué)生了解物理模型建立的基礎(chǔ)和意義。情感、態(tài)度與價(jià)值觀1．讓學(xué)生充分體會能量守恒定律的普遍性及辯證統(tǒng)一思想。2．培養(yǎng)學(xué)生尊重事實(shí)，實(shí)事求是的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。教學(xué)重點(diǎn)通過實(shí)驗(yàn)探究得到變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系。教學(xué)難點(diǎn)理想變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系的分析推導(dǎo)。教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)探究、思考討論、理論推理法、講解法教學(xué)過程一、創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課首先展示實(shí)物：手機(jī)充電器，讓學(xué)生了解它的輸入、輸出電壓是不同的。接著幻燈片打出如下一組數(shù)據(jù)用電器額定工作電壓用電器額定工作電壓隨身聽3V機(jī)床上的照明燈36V掃描儀12V防身器3000V手機(jī)充電器4.2V4.4V5.3V黑白電視機(jī)顯像管幾萬伏錄音機(jī)6V9V12V彩色電視機(jī)顯像管十幾萬伏從以上表格可看到各類用電器額定工作電壓往往不同，可我們國家民用統(tǒng)一供電均為220V，那么如何解決這一問題呢？——我們需要變壓器。（讓學(xué)生體會到變壓器作用的實(shí)際意義）二、變壓器的構(gòu)造1.多媒體展示一些常見的變壓器，讓學(xué)生對實(shí)際變壓器有感性認(rèn)識。2.引導(dǎo)學(xué)生觀察可拆變壓器了解其構(gòu)造，并通過示意圖明確下列概念：閉合鐵芯——由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成。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小結(jié)：變壓器就是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈構(gòu)成的，鐵心與線圈互相絕緣。三、變壓器的工作原理思考與討論：如圖所示，把兩個(gè)沒有導(dǎo)線相連的線圈套在同一個(gè)閉合鐵芯上，一個(gè)線圈連到電源的兩端：(1)直流(2)交流另一個(gè)線圈連到小燈泡上。小燈泡可能發(fā)光嗎？演示實(shí)驗(yàn)：讓學(xué)生連接電路圖，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并分析原因。小結(jié)：互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)。問題1：小燈泡能發(fā)亮，說明副線圈中有了電能，那變壓器是怎樣將電能從原線圈轉(zhuǎn)移到副線圈的？學(xué)生分析，并總結(jié)：變壓器利用閉合鐵心，通過互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了：電能磁場能電能的轉(zhuǎn)化。問題2：閉合鐵心在這兒有什么作用呢？演示實(shí)驗(yàn)：使可拆變壓器的鐵心由閉合到不閉合，觀察連接在副線圈兩端的小燈泡亮度的變化，并分析原因。分析并總結(jié)：若無鐵心或鐵心不閉合時(shí)，原線圈中的磁感線只有一小部分貫穿副線圈，大部分漏失在外。有了閉合鐵心，由于鐵心被磁化，絕大部分磁感線集中在鐵心內(nèi)部，貫穿副線圈，大大增強(qiáng)了變壓器傳輸電能的作用。問題3：實(shí)際的變壓器在運(yùn)行時(shí)，哪些地方有能量損耗呢？分析并總結(jié)：主要表現(xiàn)在如漏磁、線圈電阻發(fā)熱、鐵心渦流等?，F(xiàn)在，由于在材料和技術(shù)上采取了許多有效措施，實(shí)際上大型變壓器的效率可高達(dá)QUOTE97%97%～99.5QUOTE%%，電能損耗很少。為了研究問題的方便，可以突出主要因素，忽略其能量損失，把實(shí)際變壓器抽象成理想變壓器——沒有能量損失的理想模型。理想變壓器：沒有能量損失，輸入功率等于輸出功率，即P1=P2。四、探究變壓器的變壓規(guī)律提問4：變壓器是怎樣改變電壓的？學(xué)生猜想：原、副線圈的電壓可能與匝數(shù)有關(guān)。實(shí)驗(yàn)探究：探究變壓器線圈兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系分組實(shí)驗(yàn)：探究變壓器線圈兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系實(shí)驗(yàn)器材：可拆變壓器、學(xué)生電源、多用電表、導(dǎo)線實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：學(xué)生討論探究方案，畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作步驟；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi),理論推導(dǎo)引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行理論分析理想變壓器的變壓規(guī)律，得出結(jié)論：結(jié)論：實(shí)驗(yàn)和理論分析都表明，原、副線圈的電壓之比，等于兩個(gè)線圈的匝數(shù)之比，即適用條件：理想變壓器，實(shí)際上變壓器的工作效率都很高，在一般的計(jì)算中，可以把實(shí)際變壓器視為理想變壓器。兩種變壓器：當(dāng)n2＞n1時(shí)，U2＞U1，這樣的變壓器叫升壓變壓器。當(dāng)n2＜n1時(shí)，U2＜U1，這樣的變壓器叫降壓變壓器。練習(xí)：一臺理想變壓器原線圈的匝數(shù)為4400匝,與220V的交流電源相連,當(dāng)副線圈接入額定電壓為36V的燈泡時(shí),能夠正常發(fā)光.則變壓器副線圈的匝數(shù)為()A、36匝B、72匝C、720匝D、1440匝五、理想變壓器的電流變化規(guī)律學(xué)生活動：自主推導(dǎo)理想變壓器原副線圈電流與匝數(shù)的關(guān)系。理想變壓器輸入的電功率等于輸出的電功率，即P1=P2，U1I1=U2I2由此可得：適用條件：此公式只適用于一個(gè)副線圈的理想變壓器。六、課堂小結(jié)在本節(jié)課學(xué)習(xí)中，我們學(xué)了哪些知識，請同學(xué)們歸納總結(jié)？七、作業(yè)1.教材P44頁1—3題2.完成學(xué)案板書設(shè)計(jì)5.4變壓器一、變壓器的結(jié)構(gòu)1、構(gòu)造：閉合鐵芯、原線圈、副線圈2、符號：二、變壓器的工作原理1、互感現(xiàn)象2、能量轉(zhuǎn)化：電能——磁場能——電能理想變壓器：沒有能量損失的變壓器功率關(guān)系：P入=P出三、電壓與匝數(shù)的關(guān)系1.實(shí)驗(yàn)：探究變壓器線圈兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在誤差允許范圍內(nèi)：電壓關(guān)系：2.理論推導(dǎo)：適用條件：理想變壓器四、理想變壓器的電流關(guān)系：適用條件：此公式只適用于一個(gè)副線圈的理想變壓器。變壓器學(xué)情分析前面學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)和交變電流的相關(guān)知識，能夠進(jìn)行一些基本應(yīng)用，并且通過長時(shí)間的物理學(xué)習(xí)已經(jīng)具備了一定的分析問題和解決問題的能力，以及基本的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。學(xué)生對變壓器會感覺比較陌生，教學(xué)中可根據(jù)實(shí)際情況向?qū)W生進(jìn)行介紹。如展示實(shí)物、運(yùn)用多媒體展示圖片、參觀等，還可以運(yùn)用多媒體展示相關(guān)的視頻資料，以開闊學(xué)生的眼界。由于學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和對已學(xué)過的知識掌握程度的不同，在具體的教學(xué)過程中，需要教師在講解變壓器原理時(shí)多引導(dǎo)，讓學(xué)生在電磁感應(yīng)理論的基礎(chǔ)上理解什么是互感現(xiàn)象？為什么原、副線圈之間沒有載流導(dǎo)線的連接，副線圈中還可以輸出電流？使學(xué)生再次體會交變電流與恒定電流的區(qū)別，以及交流電的特點(diǎn)。變壓器效果分析本堂課完整的完成了教學(xué)任務(wù)。整堂課志在提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，并使學(xué)生在興趣激勵下主動地地對物理規(guī)律進(jìn)行深入探討和研究,在此基礎(chǔ)上掌握新知識。本堂課的實(shí)施基本上達(dá)到了預(yù)期的目的，創(chuàng)設(shè)情境，激趣導(dǎo)入,極大的激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，給整堂課奠定了良好的氛圍基調(diào)。對于變壓器的工作原理,先通過思考與討論和演示實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在電磁感應(yīng)理論的基礎(chǔ)上理解什么是互感現(xiàn)象?為什么原、副線圈之間沒有載流導(dǎo)線的連接，副線圈中還可以輸出電流？使學(xué)生在此體會交變電流和恒定電流的區(qū)別，以及交變電流的優(yōu)點(diǎn)。理想變壓器忽略了變壓器中的能量損耗，教學(xué)中，努力使學(xué)生明白，理想化是科學(xué)研究中一種常用的重要方法，在前面的學(xué)習(xí)中，我們通過這一方法得到了許多重要的物理模型（如質(zhì)點(diǎn)、自由落體運(yùn)動等）。通過“實(shí)驗(yàn)：探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”，學(xué)生探討實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在探究的過程中，獲得探究的成功體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，感悟科學(xué)的探究方法。根據(jù)課后學(xué)生的反映以及作業(yè)練習(xí)情況，也反映了本節(jié)的學(xué)習(xí)基本上達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。變壓器教材分析本節(jié)課是高中物理人教版選修3-2第五章《交變電流》第四節(jié)的內(nèi)容。變壓器是交流電路中常見的一種電器設(shè)備,它建立在電磁感應(yīng)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，是電磁感應(yīng)教學(xué)的進(jìn)一步延伸，同時(shí)，也是遠(yuǎn)距離輸電不可缺少的裝置，為學(xué)生學(xué)習(xí)遠(yuǎn)距離輸電奠定了基礎(chǔ)。因此，這一節(jié)的內(nèi)容在高中物理學(xué)習(xí)過程中起著承上啟下的重要作用，是本章的重點(diǎn)內(nèi)容之一。變壓器在生產(chǎn)和生活中有十分廣泛的應(yīng)用，教學(xué)中可根據(jù)實(shí)際情況向?qū)W生進(jìn)行介紹。如展示實(shí)物、運(yùn)用多媒體展示圖片、參觀等，還可以運(yùn)用多媒體展示相關(guān)的視頻資料，以開闊學(xué)生的眼界。變壓器評測練習(xí)一、選擇題1．如圖所示，可以將電壓升高供給電燈的變壓器是()2．理想變壓器工作時(shí)，原線圈輸入與副線圈輸出的物理量一定相同的是()A．電壓有效值B．電流有效值C．交流電頻率D．電功率3．下列關(guān)于理想變壓器的說法中，正確的是()A．輸入功率等于輸出功率B．輸送的電能經(jīng)變壓器先轉(zhuǎn)化為磁場能，再轉(zhuǎn)化為電能C．輸送的電能經(jīng)變壓器先轉(zhuǎn)化為電場能，再轉(zhuǎn)化為電能D．輸送的電能經(jīng)變壓器的鐵芯直接傳輸出去 4．對于理想變壓器，下列說法中正確的是()A．原線圈的輸入功率，隨著副線圈的輸出功率增大而增大B．原線圈的輸入電流，隨著副線圈的輸出電流增大而增大C．原線圈的電壓，不隨副線圈的輸出電流變化而變化D．原副線圈電流與原副線圈匝數(shù)成正比[來源:Zxxk.Com]5.用一理想變壓器向一負(fù)載R供電，如圖所示,當(dāng)增大負(fù)載電阻R時(shí)，原線圈中的電流I1和副線圈中的電流I2之間的關(guān)系是()A.I2增大，I1也增大B.I2增大，I1卻減小C.I2減小，I1也減小D.I2減小，I1卻增大6.將輸入電壓為220V、輸出電壓為6V的變壓器，改裝成輸出電壓為30V的變壓器，副線圈原來的匝數(shù)為30匝，原線圈的匝數(shù)不變,則副線圈應(yīng)增加的匝數(shù)為()A.150匝B.144匝C.130匝D.120匝二、非選擇題1.一個(gè)理想變壓器，原線圈輸入220V電壓時(shí)，副線圈輸出電壓為22V，若副線圈增加100匝后輸出電壓增加到33V，則變壓器原線圈匝數(shù)為__________匝.2.一個(gè)電壓互感器的變壓比為10∶1,副線圈接入交流電壓表的示數(shù)為220V,則所測高壓電路中的電壓為__________V.3.如圖所示，理想變壓器，它的初級線圈接在交流電源上，次級線圈接一個(gè)標(biāo)有“12V100W”的燈泡，已知變壓器初、次級線圈的匝數(shù)比為18∶1，那么小燈泡正常工作時(shí)，圖中的電壓表的讀數(shù)為__________V，電流表的讀數(shù)為__________A.4.如圖所示，理想變壓器原線圈的匝數(shù)為1000匝，兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分別為n2=50匝和n3=100匝，L1是“6V2W”的小燈泡，L2是“12V4W”的小燈泡，當(dāng)n1接上交流電壓時(shí)，L1、L2都正常發(fā)光，那么原線圈中的電流為()A.AB.AC.AD.A5.如圖所示，變壓器的原線圈及兩個(gè)副線圈匝數(shù)比為n1∶n2∶n3=4∶2∶1，所連接的三個(gè)小燈泡消耗的功率相同，則流過每個(gè)燈泡的電流之比I1∶I2∶I3=_____________；三個(gè)燈泡的電阻之比為R1∶R2∶R3=___________.6.交流發(fā)電機(jī)的路端電壓是220V，輸出功率是55kW，輸電導(dǎo)線電阻為0.4Ω.問：(1)如果不用變壓器，導(dǎo)線上損失的電功率和電壓各是多少？(2)如果用變壓器先將電壓提升到2220V，導(dǎo)線上損失的電功率和電壓又是多少？變壓器課后反思課后，經(jīng)過認(rèn)真的觀察和反思，總結(jié)以下幾點(diǎn)尚需改進(jìn)之處：1.課堂引入應(yīng)更簡潔，把時(shí)間盡量更多地留給課堂教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，以達(dá)到更好的課堂效果。2.在教學(xué)中，要留給學(xué)生更多的思考和討論的時(shí)間，強(qiáng)化學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性和主動性。學(xué)生能夠通過思考與討論解決的問題，應(yīng)讓學(xué)生自主解決。3.分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)密切關(guān)注學(xué)生的參與度和，充分發(fā)揮學(xué)生的積極性、主動性，讓學(xué)生自己從實(shí)驗(yàn)中得出結(jié)論，體驗(yàn)成功的喜悅。變壓器課標(biāo)分析《課程標(biāo)準(zhǔn)》對于變壓器的教學(xué)要求是“通過實(shí)驗(yàn)，