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《變壓器》教學設計
作為一名默默奉獻的教育工作者,通常需要準備好一份教學設計,教學設計是實現(xiàn)教學目標的計劃性和決策性活動。那要怎么寫好教學設計呢?下面是小編收集整理的《變壓器》教學設計,希望能夠幫助到大家。
《變壓器》教學設計1
教學目標
一、知識目標
1、知道變壓器的構造.知道變壓器是用來改變交流電壓的裝置.
2、理解互感現(xiàn)象,理解變壓器的工作原理.
3、掌握理想變壓器工作規(guī)律并能運用解決實際問題.
4、理解理想變壓器的原、副線圈中電壓、電流與匝數(shù)的關系,能應用它分析解決基本問題.
5、理解變壓器的輸入功率等于輸出功率.能用變壓器的功率關系解決簡單的變壓器的電流關系問題.
6、理解在遠距離輸電時,利用變壓器可以大大降低傳輸線路的電能消耗的原因.
7、知道課本中介紹的幾種常見的變壓器.
二、能力目標
1、通過觀察演示實驗,培養(yǎng)學生物理觀察能力和正確讀數(shù)的習慣.
2、從變壓器工作規(guī)律得出過程中培養(yǎng)學生處理實驗數(shù)據(jù)及總結概括能力.
3、從理想變壓器概念引入使學生了解物理模型建立的基礎和建立的意義.
三、情感目標
1、通過原副線圈的匝數(shù)與繞線線徑關系中體會物理學中的和諧、統(tǒng)一美.
2、讓學生充分體會能量守恒定律的普遍性及辯證統(tǒng)一思想.
3、培養(yǎng)學生尊重事實,實事求是的科學精神和科學態(tài)度.
教學建議
教材分析及相應的教法建議
1、在學習本章之前,首先應明確的是,變壓器是用來改變交變電流電壓的.變壓器不能改變恒定電流的電壓.互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎.讓學生在學習電磁感應的基礎上理解互感現(xiàn)象.這里的關鍵是明白原線圈和副線圈有共同的鐵芯,穿過它們的磁通量和磁通量的變化時刻都是相同的.因而,其中的感應電動勢之比只與匝數(shù)有關.這樣原、副線圈的匝數(shù)不同,就可以改變電壓了.
2、在分析變壓器的原理時,課本中提到了次級線圈對于負載來講,相當于一個交流電源一般情況下,忽略變壓器的磁漏,認為穿過原線圈每一匝的磁通量與穿過副線圈的磁通量總是相等的.這兩個條件,都是理想變壓器的工作原理的`內(nèi)容.利用課本中的這些內(nèi)容,教師在課堂上,首先可以幫助學生分析變壓器原理,原線圈上加上交變流電后,鐵心中產(chǎn)生交變磁通量;在副線圈中產(chǎn)生交變電動勢,則副線圈相當于交流電源對外供電.在這個過程中,如果從能量角度分析,可以看成是電能(原線圈中的交變電流)轉(zhuǎn)換成磁場能(鐵心中的變化磁場),磁場能又轉(zhuǎn)換成電能(副線圈對外輸出電流).所以,變壓器是一個傳遞能量的裝置.如果不計它的損失,則變壓器在工作中只傳遞能量不消耗能量.
要使學生明白,理想變壓器是忽略了變壓器中的能量損耗,它的輸出功率與輸入功率相等,這樣才得出原、副線圈的電壓、電流與匝數(shù)的關系式.在解決有兩個副線圈的變壓器的問題時,這一點尤其重要.當然,在初學時,有兩個副線圈的變壓器的問題,不做統(tǒng)一要求,不必急于去分析這類問題.對于學有余力的學生,可引導他們進行分析討論.
3、學生對變壓器原理和變壓器中原、副線圈的電壓、電流的關系常有一些似是而非的模糊認識,引導學生認真討論章后習題,對學生澄清認識會有所幫助.
4、變壓器的電壓公式是直接給出的.課本中利用原、副線圈的匝數(shù)關系,說明了什么是升壓變壓器和什么是降壓變壓器,這也是為了幫助學生能記住電壓關系公式.利用變壓器的輸出功率和輸人功率相等的關系,得到了 I1I2=U1U2.建議教師做好用輸出負載調(diào)節(jié)輸入功率的演示實驗.引導學生注意觀察,當負載端接入的燈泡逐漸增多時,原、副線圈上的電壓基本上不發(fā)生變化,原線圈中的電流逐漸增大,副線圈中的電流也逐漸增大.
5、介紹幾種常見的變壓器,是讓學生能見到真實的變壓器的外型和了解變壓器的實際構造.教師應當盡可能多地找一些變壓器的給學生看一看.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,教學中可根據(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
6、電能的輸送,定性地說明了在遠距離輸送電能時,采用變壓器進行高壓輸電可以大大減少輸電線路上的電能損失.這里重點描述了輸電線上的電流大小與造成的電熱損失的關系,教師應幫助學生分析,理解采用高壓輸電的必要性.
教學重點、難點、疑點及解決辦法
1、重點:變壓器工作原理及工作規(guī)律.
2、難點:
(l)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.
3、疑點:變壓器鐵心是否帶電即如何將電能從原線圈傳輸出到副線圈.
4、解決辦法:
(l)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上建立規(guī)律.
(2)通過理想化模型建立及理論推導得出通過原副線圈電流與匝數(shù)間的關系.
(3)通過運用變壓器工作規(guī)律的公式來解題使學生從實踐中理解公式各物理量的含義
《變壓器》教學設計2
學情分析:學生通過前面《電磁感應》整章的學習,已經(jīng)對磁生電以及渦旋電流有了基本的掌握,在《交流電》前兩節(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。但對變壓器原線圈兩端的電壓與原線圈產(chǎn)生的電動勢大小關系這一知識點比較欠缺,在教學中需作出補充提示。
教材分析:教材是落實課程標準、實現(xiàn)教學目標的重要載體,新教材的特點之一是“具有基礎性、豐富性和開放性!奔磳W習內(nèi)容是基礎而豐富的,呈現(xiàn)形式是豐富而開放的。本節(jié)教材配有小實驗,思考與討論,簡明扼要的文字說明,貼近生活的圖片生動而形象,開闊眼界的科學漫步。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。另外,教材中“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)關系”建議用控制變量法探究,但我認為控制變量法在這個實驗中不利于學生尋找物理量之間的關系,因此我在這個實驗中建議學生從和、差、積、比幾個方面試探分析。
教、學用具:
。1)教師的教具:臺式電腦、投影屏幕、實物投影儀;教學課件;可拆式變壓器、學生電源、開關、小燈泡、導線、多用電表等
。2)學生的學具:分組用實驗器材
本課教學目標:
1、知識目標:
。1)理解變壓器的結構
。2)掌握變壓器的工作原理和工作規(guī)律
2、能力目標:
。1)在探究過程中培養(yǎng)學生的協(xié)作、交流的能力。
。2)培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、實驗設計與探究的能力。
3、情感態(tài)度與價值觀目標:
。1)使學生領略科學研究的綜合性,在科學探究中形成嚴謹務實的態(tài)度。
(2)領悟到物理與生活的緊密聯(lián)系。本課教學重點難點:
本課的重點是變壓器的原理及變壓器兩端電壓與匝數(shù)的關系。難點是變壓器在怎樣的條件下才能工作?閉合鐵芯在變壓器效率上有怎樣的重要作用?我設計了四個小實驗讓學生自己去體驗發(fā)現(xiàn)來突破難點。
教學過程:
第一部分:課前收集變壓器
變壓器在平時生活中比較常見,學生對變壓器這一名詞并不陌生,因此課外要求學生搜集各種變壓器,了解變壓器的基本作用,必然會引起學生對變壓器的極大興趣,激發(fā)出學生對變壓器的好奇心和求知欲,增強了感性認識,使變壓器教學更貼近學生的實際生活,體會到物理與生活的緊密聯(lián)系,提高學習物理的興趣。引導學生自主搜集和整理學習材料,培養(yǎng)學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力。
第二部分:變壓器的結構
獲得知識的過程是曲折的、充滿矛盾的、活生生的、永無止境的過程,而不是平鋪直敘、垂手可得。從生活中常見用電器所需的額定電壓各不相同,但民用電壓為220V引出矛盾,很自然引發(fā)學生思考解決這一矛盾的途徑,使剛上課學生的注意力很快集中到所學習的內(nèi)容,又能使學生產(chǎn)生深厚的興趣和求知欲,引起學生積極的思維活動。學生聯(lián)系生活常識及課前特意了解馬上找到解決這一矛盾的途徑——變壓器。繼而亮出學生課前搜集的各式變壓器,學生看到自己親自搜集的變壓器,會有一種由衷的自豪感、親切感。再看一組鄉(xiāng)村變壓器、變電所的大型變壓器等,開闊同學們的視野。選出一個拆開后的變壓器,要求學生觀察變壓器總結得出變壓器的結構,在這個過程中教師適時補充與完善。在此,對變壓器中的鐵芯的作用可以不必提出,放在變壓器的工作原理時通過實驗得出更合適。
第三部分:變壓器的工作原理
一個好的問題是開啟學生思維的鑰匙,是學生思維的源泉。教師要在教學的不同環(huán)節(jié)設置不同形式的問題。試探性的問題,可使學生學習的新知和原有的經(jīng)驗結合,利于知識的建構;過渡性問題,能承上啟下,過渡自然,使學生的思維有連續(xù)性,不致造成思維的混亂。設置總結性的問題,不僅使學生解出正確答案,還知道了答案得出過程,培養(yǎng)學生的分類思想和歸納能力;發(fā)散性問題,使學生對概念和規(guī)律的認知在原有認知的基礎上得以拓展,培養(yǎng)學生創(chuàng)造性解決問題的能力,因此,教學設計中精心設計問題對于學生的思維發(fā)展是十分重要的。
提出問題:原、副線圈并沒有直接連接,合上S2,接在副線圈兩端的燈泡能亮嗎?要求學生推測并說出推測根據(jù)。面對問題學生展開了思考、猜想、討論,積極地表達自己的想法,課堂氣氛熱烈,由于學生想法并不一致,很自然產(chǎn)生了動手探究,一見分曉的愿望,這時讓學生自己上臺演示實驗,實驗結果引發(fā)新一輪的思考、討論,得出變壓器的可能的工作原理。
針對學生認識的誤區(qū)及盲區(qū),設計四組不同的實驗,要求四組同學分組實驗,并對出現(xiàn)的實驗結果預測、分析。
第一組:交流電源、閉合鐵芯(實驗結果小燈泡亮,目的是讓學生親自驗證變壓器的工作原理)
第二組:直流電源、閉合鐵芯(實驗結果小燈泡不亮,目的是讓學生親自體驗變壓器工作需要用交流電源,進一步完善和強化對變壓器工作原理的認識)
第三組:交流電源、不閉合鐵芯
第四組:交流電源、閉合紙芯(第三、第四組實驗實驗結果小燈泡不亮,目的是讓學生親身感受到閉合鐵芯的在提高變壓器工作效率上的重要作用,從而提出理想變壓器的概念)。
在豐富有趣的實驗中,新舊知識得以重新整合,學生對變壓器的工作原理的認識有了新的提高,認識更完整、更清晰、更深刻。
第四部分:變壓器的工作規(guī)律
過度設問:如果在變壓器的原副線圈各并聯(lián)接入一個相同的小燈泡,則小燈泡的亮度會一樣亮嗎?對這一問題,學生根據(jù)生活中的初步知識,變壓器的基本作用是變壓,也能得到兩燈的亮度不一樣亮。
從演示實驗中,學生觀察到兩燈亮度不一樣,切實感受到變壓器確實能改變電壓,同時為下一個問題創(chuàng)設了情境,必然會引發(fā)學生思考變壓器電壓的變化可能與哪些因素有關?引起猜測、探究的強烈愿望,使學生思維由置疑到質(zhì)疑,達到學生思維的最優(yōu)化。
猜測變壓器原副線圈電壓大小可能與哪些因素有關時,教師可根據(jù)學生的猜測做一些簡單的實驗來證實他們的猜想,如我設計的一個實驗:用一根一米長的有多股芯線的導線與一小燈泡相連,隨著繞在鐵芯上的匝數(shù)不同,小燈泡的亮度也不同,形象直觀地展現(xiàn)了變壓器原副線圈電壓大小與線圈的匝數(shù)有關,學生信服。信服之余,新的問題有在腦海中孕育而生,即原副線圈電壓大小與線圈的匝數(shù)有怎樣的關系?為后續(xù)探究明確了目標和內(nèi)容,即探究原副線圈電壓與線圈匝數(shù)的關系,這樣的教學過程,能夠培養(yǎng)學生提出問題的意識和能力。
分四組探究得出電壓與線圈匝數(shù)的.關系。簡單介紹實驗器材,提出實驗注意事項,要求學生自己設計實驗方案、設計實驗數(shù)據(jù)記錄表格、分析實驗數(shù)據(jù)(提示:一般數(shù)據(jù)分析可以從和、差、積、比值等幾方面著眼考慮)得出實驗結論,一組同學相互協(xié)作、共同完成實驗探究。
讓學生從自己親手做實驗得出的數(shù)據(jù),表達本組的實驗方案、數(shù)據(jù)分析方法及結論,這樣不僅提高了學生的科學探究意識和能力,培養(yǎng)了相互合作的團隊精神,享受到了成功的喜悅,增強了學習物理的興趣,活躍了課堂氣氛。
至此班級氣氛異常激動,喜悅之余,話鋒一轉(zhuǎn),根據(jù)學過的知識從理論上推出電壓與線圈匝數(shù)的關系。在準備知識欠缺的情況下,這里需要作適當提示,即理想變壓器原線圈兩端的電壓與原線圈產(chǎn)生的電動勢是相等的,在此基礎上學生結合已有的知識很順利的推出了原副線圈兩端電壓與線圈匝數(shù)的關系,達到理論與實踐的統(tǒng)一,為實驗結論的可信度增加了籌碼。
第五部分:變壓器的應用與延伸
新課程標準強調(diào)從生活走向物理,從物理走向社會,把物理知識適當?shù)囊驅(qū)嶋H應用及生活,體現(xiàn)學以致用、學有所用,不僅可以拓展學生的知識面、發(fā)展創(chuàng)造力,培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維,而且可以讓學生總結失敗的原因,獲得成功的享受,增加學習的興趣并得到更好鍛煉。我要求學生設計一個能用照明電給復讀機供電的電源的電路。說明:復讀機用6V直流電源。
物理學科本身的科研性就比較強,教師要通過教育教學活動激發(fā)學生的探究意識,課堂探究與課后探究相結合,提高學生的探究能力,使學生能適應終身學習的要求和需要,這對于以后他們從事科學研究活動非常重要。因此,要求學生課后探究變壓器的電流與哪些因素有關?有怎樣的關系?并理論推導。
學生在課外實驗中不可能一帆風順,教師在操作時要適當引導。但是,教師也不可包辦代替,要讓學生接受挫折,從中總結經(jīng)驗教訓,不斷改進實驗,發(fā)揮學生的創(chuàng)造性,特別是為那些潛能生提供了必要的發(fā)展空間。第五部分:教學反思
這節(jié)教學設計有成功的地方,也還有值得改進的地方。成功的地方有以下幾點:
1、教學思路清晰,教學知識結構“變壓器的結構”、“變壓器的工作原理”、“變壓器的工作規(guī)律”安排合理。
2、教學方法多樣,有集體教學、個別提問、小組討論、分組實驗等;教學以問題為線索,層層深入、引人入勝,有設問、創(chuàng)設情景引發(fā)問題,以探究為手段,設計生動有趣的實驗豐富激活課堂。
3、教學特色:緊緊抓住主題、牢牢吸引學生,注重知識的溫故而知新,包括提出問題能力、理論推斷能力、動手探究能力、相互合作能力等多方面能力的培養(yǎng),課堂和諧有序、思維活動活躍,以學生為主體,課內(nèi)、課外成為一個有機的整體,目標意識強,體現(xiàn)新課程理念,符合新課程標準。
4、課堂亮點:將變壓器變形后設計四組實驗,讓學生從實驗中深刻體驗變壓器的工作原理,改變了平鋪直敘的枯噪,說服力差,學生理解不透徹的弊病。
在四組實驗的組織上可以改進采用分四組以競賽的形式進行,這樣能增強競爭意識、集體意識,提高參與的積極性,效果會更好。
《變壓器》教學設計3
一、教材分析
本節(jié)課選自人教版、普通高中課程標準實驗教科書、物理選修3—2第五章《交變電流》的第四節(jié)。學習變壓器可以使學生了解電磁感應現(xiàn)象的廣泛應用,開拓學生視野,提高學習物理的能力和興趣,因此這一節(jié)的內(nèi)容是電磁感應教學的應用課;同時變壓器也是是交流電路中常見的一種電器設備,是遠距離輸送交流電不可缺少的裝置。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現(xiàn)象的認識,為進一步學習遠距離輸電奠定基礎。
二、教學目標
1、知識與技能:
。保┲雷儔浩鞯幕緲嬙
。玻├斫庾儔浩鞯墓ぷ髟
3)探究并應用變壓器的變壓規(guī)律
4 )知道幾種常見的變壓器
2、 過程與方法:
。保┠苁炀殤每刂谱兞糠ń鉀Q多變量問題
。玻┩ㄟ^親自做實驗,提高分析問題、處理數(shù)據(jù)的能力
3、 情感態(tài)度與價值觀:
1)從生活中的需求引出學習的內(nèi)容,激發(fā)探究物理規(guī)律的興趣
2 )通過一定數(shù)量的科學探究,學生經(jīng)歷與科學研究工作相近或相似的過程,從中獲取知識和技能,體驗其中的樂趣和曲折,感悟科學思想,培育科學精神.
3 )培養(yǎng)學生合作精神、動手能力與實事求是探究科學態(tài)度
4 )培養(yǎng)學生將物理知識應用到社會的意識
三、教學重點:理想變壓器變壓規(guī)律
四、教學難點:輸出電壓與線圈匝數(shù)的關系
處理重難點策略:實驗探究與討論,思考,講授相結合
五、教學方法:實驗探究法、討論法、講解法。
六、教學器材:學生電源、導線、可拆變壓器、多用電表(交流電壓檔)、錄音機、漆包線
七、教學設計思路:
本節(jié)課的教學特點:是以學生動手做實驗,通過實驗現(xiàn)象的觀察、分析、總結出變壓器的變壓規(guī)律,在教師的指導下推導出理想變壓器的變壓規(guī)律。并會聯(lián)系生活應用變壓器解決一定的問題。
八、教學過程:
(一)、新課引入:
[教師活動]:
1、對比實驗:錄音機接電池、接自制線圈、接變壓器副線圈。
2、提出疑問:這兩個不連接的線圈,為什么一組線圈接電源另一組線圈會使錄音機工作呢?
[學生活動]:
觀察試驗
[設計意圖]: 兩種情景的設置,和學生的原認知造成沖突,激發(fā)學生學習的興趣
(二)、新課教學:
[教師活動]:
一、變壓器的`構造
1、實物展示:拆開的手機充電器
2、請學生仔細觀察手邊可拆變壓器的組成。
3、介紹鐵芯的材料
[學生活動]: 學生讀手機電池的額定電壓、學生觀察手機充電器內(nèi)部結構
[設計意圖]: 具體認識鐵芯,為后續(xù)的理想變壓器埋下伏筆, “由生活走向物理”,從生活找出質(zhì)疑
[教師活動]:
二、變壓器的工作原理
1、對比實驗:原線圈接交流電、直流電,看輸出
2、進一步提出變壓器輸出的是交流電還是直流電,為什么?
3、從能量轉(zhuǎn)化的角度分析:電能---磁場能---電能。
[學生活動]:
學生討論并敘述:電磁感應現(xiàn)象、
變壓器的工作過程學生思考: 變化的磁場產(chǎn)生的結果
[設計意圖]: 通過對比試驗,引導學生發(fā)現(xiàn)變壓器的工作原理,讓學生獲得學以致用的成就感 。
[教師活動]:
三、變壓器的變壓規(guī)律
1、試驗探究法:
。1)猜想:副線圈輸出電壓和哪些因素有關呢?
定性演示實驗:
將線圈1 留好的抽頭(每30圈一個)依次連接90匝、60匝、30匝。(自制線圈)
[學生活動]: 學生思考提出猜想,學生的感性認識
[設計意圖]: 訓練學生的發(fā)散思維,自制線圈讓學生清楚變壓器的制作過程,并體會到生活中的電器不是“深不可測”而是“觸手可及”
[教師活動]:
。2)實驗探究:輸出電壓與線圈匝數(shù)的關系
教師指導探究實驗
介紹線圈上數(shù)據(jù)的含義,電學實驗的安全操作
教師引導分析: 1、U2與U1、n1、n2都有關系
2、尋找規(guī)律的一般思路,在變化中找不變
[學生活動]: 設計實驗、連接電路、記錄數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、得出結論、學生匯報
[設計意圖]: 改“教師演示驗證性”實驗為學生“自主探究性”實驗,促使學生進入自主學習的境界.
[教師活動]:(3)理論分析法
1、建立理想變壓器的模型:無漏磁、 無電阻、無渦流
2、應用法拉第電磁感應定律教師提問:上述兩式中的 相等嗎?
3、先從已有知識認識:U2=E2 UI=E1
4、教師引導學生誤差分析:為什么發(fā)現(xiàn)n1/n2總是小于u1/u2
[學生活動]: 學生回答:
學生認識: 忽略漏磁、忽略線圈電阻
[設計意圖]: 學會建立理想化模型,認識科學探究的常用方法.
誤差分析---培養(yǎng)學生邏輯思維能力,科學嚴謹?shù)膽B(tài)度
[教師活動]:
四、應用
教師點評:這個點火裝置利用了斷開、閉合瞬間產(chǎn)生的磁通量變化率遠遠大于別的方式產(chǎn)生的磁通量變化率,而得到瞬間高壓。非常的巧妙。
[學生活動]:思考解決實際生活中的問題
[設計意圖]:讓學生體會物理知識與社會是有緊密聯(lián)系的也是服務于社會的
[教師活動]:小結
課后思考:直接測量高壓線上的電流很危險,根據(jù)今天所學知識,設計一種較安全的測量電流的裝測。可幾人組成一課題小組。
[設計意圖]: 我們所學到的知識能在社會有用武之地,學生很有成就感
九、教學反思:
本節(jié)課教學首先將問題設置為生活中的矛盾。激發(fā)學生的求知欲。教學過程中著重讓學生實驗探究為主。教學中有以下兩點感受:
課堂中學生的動手實驗能力操作能力較弱,要真正的培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì),要注意學生實驗中儀器的規(guī)范操作。比如使用變壓器時,如何連接電路,以及萬用表的使用。同時,學生在自己動手使用儀器的過程中,也會對學習物理產(chǎn)生興趣。
有了實驗數(shù)據(jù),基本可以得出結論,但處理數(shù)據(jù)的方法學生不是很清晰。因此,與學生共同在不變中尋找一種不變的關系,是這節(jié)課的一個亮點。也可讓學生體會到科學探究過程的喜悅,學有所獲。
探究式教學的本質(zhì)特征是問題性、實踐性、參與性與開放式,為了在課堂教學中實施探究教學,引導學生探究,必須營造以下條件:要給學生提供一個思維廣闊空間,把學生帶入一個主動學習、主動探究的空間,使學生有一種投入精力去學習的愿望,在學習的過程中,體驗到探究的樂趣,品嘗到成功的喜悅。這其中,教師要很好的起到設置情境、主持、激勵的作用。
《變壓器》教學設計4
一、知識目標
1.知道變壓器的構造.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.二、技能目標
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)
三、情感態(tài)度目標
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.教學重點
變壓器工作原理.教學難點
變壓器是如何將原線圈的電能傳輸給副線圈的教學方法
實驗探究、演繹推理.教學用具
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.教學過程
一、引入新課
。蹘煟菰趯嶋H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.
二、新課教學
1.變壓器原理
。蹘煟莩鍪究刹鹱儔浩,引導學生觀察,變壓器主要由哪幾部分構成?
。凵葑儔浩魇怯砷]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.
。蹘煟莓嫵鲎儔浩鞯慕Y構示意圖和符號,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)?
。凵蓦妷罕碛惺緮(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.
。凵菰谠圈上加交變電壓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
。蹘煟菸锢砩习言本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.
。凵葑儔浩鞯蔫F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?
。蹘煟菖c線圈中磁通量變化率及線圈匝數(shù)成正比.師生共同活動:
1.實驗探究得出理想變壓器得變比關系
2.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=N1Δ
1ΔtΔ2 ΔtE2=N2在忽略漏磁的情況下,ΔΦ1=ΔΦ2,由此可得
E1N1 E2N2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
U1N1 U2N2[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?
。凵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
。蹘煟萑衾硐胱儔浩髦挥幸粋副線圈,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:I1U2N2 I2U1N1[師]繞制原副線圈的導線粗細一樣嗎?
。凵荽旨毑灰粯.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?
。凵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.
。凵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.
。凵3]互感器分為兩類,即電壓互感器和電流互感器.
。凵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.
。凵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.三、小結
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U1N1IN
12 U2N2I2N14.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.四、作業(yè)
五、板書設計
《變壓器》教學設計5
。ㄒ唬┙虒W目標:
根據(jù)大綱對本節(jié)的具體要求,同時針對學生的認知水平,結合教材,本著在教知識的同時也要培養(yǎng)能力的原則,確定本節(jié)的教學目標如下:
1.知識與技能
知道變壓器是用來改變交流電壓的裝置;理解互感現(xiàn)象,理解變壓器的工作原理;知道變壓器的變壓比并能說出變壓器原、副線圈中電壓的關系;知道變壓器的輸入功率等于輸出功率.能用變壓器的功率關系解決簡單的變壓器的電流關系問題、阻抗變換的關系;理解在遠距離輸電時,利用變壓器可以大大降低傳輸線路的電能消耗的原因。
2.過程與方法
通過創(chuàng)設操作情景引出本課課題,以生活中學生感興趣的實例為依托,展示研究問題的情景;通過演示實驗來研究變壓器工作規(guī)律使學生在實驗基礎上建立規(guī)律;通過理想化模型建立及理論推導得出原副線圈電流與匝數(shù)間的關系;通過運用變壓器工作規(guī)律的公式來解題使學生從實踐中理解公式各物理量的含義.
3.情感態(tài)度與價值觀通過原副線圈的匝數(shù)與繞線線徑關系中體會物理學中的和諧、統(tǒng)一美;讓學生充分體會能量守恒定律的普遍性及辯證統(tǒng)一思想;培養(yǎng)學生尊重事實,實事求是的科學精神和科學態(tài)度.
。ǘ┙谭
“互動”與“主動”的教學模式。
“互動”即師生互動,就是教師扮演引導者、學習動機激發(fā)者和輔導者的角色,讓學生處在教學活動的中心,以平等的身份與教師互動。
。ㄈ⿲W法
在學法上,一是學生要多提問、多設疑,從而有了探究問題和學習的動力,而問題的解決恰好是建立新的知識結構的過程,從而培養(yǎng)了學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的'能力;二是學生要多練習,通過知識的應用,能使學生把新學的知識和他們已經(jīng)掌握的知識聯(lián)系起來,從多個角度更深入理解本節(jié)內(nèi)容,成為自己的東西。
(四)教學程序
一、知識回顧
1、產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象的條件?
2、法拉第電磁感應定律?
3、變壓器的結構和分類?設置預備知識復習問題,為新知識的學習打下鋪墊。
二、從名詞理解引入新課
變壓器,顧名思義,變換電壓的器件,實際上它在變壓的同時還能改變電流、阻抗等。那它是怎樣變換電壓呢?
三、新課教學
1、呈現(xiàn)教學目標
2、傳授新課知識
。1)展示變壓器結構的投影片,引導學生推導變壓器工作過程。
首先必須讓學生弄懂一個名詞,那就是感應電動勢;其次學生還要清楚感應電動勢不僅存在于閉合電路中,在開路電路中也是存在的。
教師展現(xiàn)例題1 →學生練習鞏固,求出變壓比及次級電壓→教師在原圖中把初級交流電源改變成直流電源,讓學生求剛才的問題→學生求解→教師評講。
。2)如果將負載接入次級線圈兩端,就會產(chǎn)生電流,而初次級電流之間有什么關系呢?以此引入新的教學環(huán)節(jié)。
該過程中教師首先要交代一下電壓之間的關系式是建立在理想變壓器的基礎之上。要使學生明白,理想變壓器是忽略了變壓器中的能量損耗,它的輸出功率與輸入功率相等,這樣才得出原、副線圈的電壓、電流與匝數(shù)的關系式。根據(jù)輸入、輸出功率相等由同學分小組討論出電流之間的關系式,并請小組代表來講解整個過程。
例題2練習→學生用手勢表示答案→教師評價 →復片:次級再加一個線圈,求電流三者之間的關系。
提出問題,初次級兩個電流,是誰引起了誰的變化呢?
教師演示用輸出負載調(diào)節(jié)輸入功率的實驗→引導學生注意觀察,當負載端接入的燈泡逐漸增多時,a.原、副線圈兩端電壓表指針的變化(電壓基本上不發(fā)生變化);b.原線圈中的電流表指針的變化(電流逐漸增大);c.副線圈中的電流表指針的變化(電流也逐漸增大).
學生闡述實驗現(xiàn)象,并總結實驗結論。
。3)由上面兩個知識點,阻抗的推導也就迎刃而解,教師可完全放手讓學生單獨完成,過后作簡單的評價,以此培養(yǎng)學生自主學習、獨立思考的能力。
教師投影練習3 →學生練習→教師校對答案。
。4)關于高壓輸電的電能損失問題
教師投影例題→學生分析→教師總結
3、反饋練習
4、本課總結、布置作業(yè)整個課程的講授都是建立在理想變壓器的基礎之上,學生要在理解的基礎上去掌握公式,并明白功率的平衡說到底是能量的平衡。從中讓學生充分體會能量守恒定律的普遍性及辯證統(tǒng)一思想。
這樣的教學設計,使學生在學習過程中能夠用新學的知識分析解決問題,更好的構建了自己對知識(尤其是難點知識)的正確理解。另一方面,正因為是難點,學生在學習過程中或多或少會遇到一些疑難,通過實驗等方式對新的物理情境的處理消除這些疑慮,使學生的認識得到完善和優(yōu)化。
《變壓器》教學設計6
變壓器這節(jié)的知識點比較簡單,只要電磁感應理解清楚,本節(jié)只是它的一個應用而已,也就是前面所講的互感現(xiàn)像。
我先借助于課本上簡單的實驗,觀察到燈泡發(fā)光,從而引發(fā)思考:燈泡所在的電路并沒有與電源相連接,為什么會發(fā)光?(互感)能量是從哪里轉(zhuǎn)化來的?(能量守恒思想)回憶法拉第課本上的實驗(圖片),明確發(fā)生了電磁感應現(xiàn)象。
再通過材料展示,同學們發(fā)現(xiàn)不同的用電器,其額定電壓不同,從而引發(fā)第二個思考:怎樣得到不同的電壓?提示:上面的裝置中電源電壓是220V,而小燈泡的額定電壓僅為3.8V,是什么裝置在起作用呢?引出變壓器。簡單介紹變壓器的結構、符號、基本原理,基本物理量的對應。同時展示拆變壓器,形成感官映像,并提問,若原線圈同直流電源,變壓器會工作嗎?
第三部分:實驗驗證猜想。由書上的交流與討論跟同學們交流引起電壓改變的可能原因:原線圈,副線圈,鐵芯,電源電壓等等。思考用控制變量法實施實驗。得到初步的印象。緊接理論推導:引領學生分析鐵芯(鎖磁、渦流),原副線圈(熱損),得到在這些能量損失可以忽略的情況下(理想化模型-忽略次要因素),得到這樣的幾個結論:φ相等,Δφ/Δt相等,從而E(i)的變化頻率相等。從法拉第地磁感應定律得到變壓器的三個重要公式。原副線圈的電壓比與匝數(shù)比相等,電流與匝數(shù)成反比,功率相等(強調(diào):前提針對一個副線圈)最后通過習題反饋,討論電壓,電流,功率間的制約關系。
課后跟別的'老師也交流過:大家認為實驗環(huán)節(jié)可以沒有,(即使設計思想也無討論)反正理論推導可以得到相同的結果。但是我不這樣認為,知識的學習應該貫徹循序漸進的原則,在新授課上,我寧愿學生活潑的學習,寧愿多做一些在別的老師看來是對成績沒有影響的實驗。
疑問之處:當負載空載時,副線圈電流為零,原線圈也為零,如何跟學生解釋?
空載時,對于理想變壓器,副線圈的電阻無窮大,電流為0;原線圈也會有一個很小的電流,以維持鐵心中的交變磁場,這個電流與原線圈的電壓是不同步的,有一定的周期延遲,在電流周期的不同階段,線圈把從輸入電路中得到的電能重新輸送回原電路,在較長時間內(nèi)(大于1個周期)輸入電路對原線圈輸入的電能為0;即原線圈中雖然有電流,但這個電流不消耗輸入電路的能量。對于非理想變壓器,由于鐵心中也會有渦流,即使空載,也相當于有負載。
《變壓器》教學設計7
1、教學的指導思想及教學大綱體現(xiàn)。本堂課教學目的明確、重難點突出,在探究變壓器匝數(shù)和電壓、電流關系時,讓學生充分參與,充分體現(xiàn)出學生的主體地位,培養(yǎng)了學生獨立思考、獨立解決、處理問題的能力,同時、與實際相結合,讓學生能夠?qū)W以致用,而不是死學知識,充分體現(xiàn)了以人為本的教學理念,符合素質(zhì)教育的要求和理念。整堂課緊扣教學大綱,教學效果良好。教學方法學則采用學生探究為主、教師引導為輔的模式。
2、教法設計充分體現(xiàn)學生主體地位和老師的主導地位。在整堂課的教學中,教師讓充分參與到課堂中來,從開始的新課引入,老師演示小燈泡的亮、暗,提出問題:怎樣讓小燈泡更亮?從而激發(fā)學生的思考和討論,從而引出課題,在探究變壓器的規(guī)律時,老師更是合理引導探究方法,不吝嗇時間,讓學生根據(jù)現(xiàn)有器材,自己探究,充分體現(xiàn)了學生主體地位和老師的主導地位,使學生在探究的過程中不斷提高自己發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的`能力,這樣得出的規(guī)律學生記憶深刻,而且在潛移默化中提高了自己的能力。
3、教學效果好,效率高。物理是一門以實驗為基礎的學科,培養(yǎng)學生的實驗能力也是高中物理的重要教學內(nèi)容,也是素質(zhì)教育的核心體現(xiàn),本堂課老師自始至終都重視實驗,規(guī)律的得出因為實驗而自然,有一種水到渠成的自然感,因此學生的接受也非常好,參與熱情也很高,在探究實驗的過程中,學生積極、認真,在老師科學指導下,順利的完成了探究,掌握了規(guī)律。同時,教師很注重知識的認知規(guī)律,在得出規(guī)律后,教師馬上與實踐相結合,對所學知識進行理論證明,并實際使用,使學生在知道的基礎上進一步理解,并體會實際使用的成就感,課堂效果非常好,效率也非常高。
4、教師教學特色鮮明。老師根據(jù)教學實際和學生實際,緊扣教學大綱,設計了新穎、有趣的實驗,不僅讓學生在愉快的教學環(huán)境中掌握了知識,還在實驗探究中不自覺的提高了自己發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力,讓一堂看似枯燥的理科課堂變得生動、有趣,且富有時代感。
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