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1、变压器 教学设计一：教材分析本节课选自鲁科版选修3-2第四章第二节。学习变压器可以使学生了解电磁感应现象的广泛应用，开拓学生视野，提高学习物理的能力和兴趣，因此这一节的内容是电磁感应教学的进一步延伸；同时变压器也是是交流电路中常见的一种电器设备，是远距离输送交流电不可缺少的装置。学习变压器能够从能的转化和传递的角度进一步强化对电磁感应现象的认识，为进一步学习远距离输电奠定基础。教材对变压器这节课的设置是从学生的原有认知出发，通过实验手段，引导学生一步一步围绕变压器的原理及工作特性展开，让学生自己进行讨论、分析，逐步完成教学目标。二：学情分析学生通过前面电磁感应整章的学习，对于电磁感应现象、互感
2、现象以及涡流现象有了基本的掌握。通过交变电流的特点也比较清楚，已经基本具备了学习变压器这节内容的知识储备。学生在以前的学习过程中已经经历过通过实践探究物理规律，对科学探索的环节已有了初步的了解，特别是对控制变量法的应用已有了较深的体会，所以这为本节课的学习作了必要的方法储备。三：教学目标1、 知识与技能：）知道变压器的基本构造 ）理解变压器的工作原理）探究并应用变压器的各种规律 2、 过程与方法：）能熟练应用控制变量法解决多变量问题 ）进一步掌握科学探究的一般思路3、 情感态度与价值观：）通过实验探究，体会科学探索的过程，激发探究物理规律的兴趣 ）通过真实操作和记录，获得团队合作精神的体验和实
3、事求是的科学态度四：教学重难点教学重点：通过实验探究变压器原、副线圈两端电压与匝数的关系教学难点：变压器的工作原理及能量转换五：程序设计(1)课堂引入大家看我手里有一个小灯泡，它和线圈组成了一个回路，现在，我把它套在铁芯上，另外一个铁芯上也有一个线圈，它与交流电源相连，远处的同学可以看课件展示的连接图，接通电源，我们看一下有什么现象产生。小灯泡亮了。说明电能经过这个仪器由电源处传到了小灯泡。使小灯泡发亮。这个仪器我们把它叫做变压器。在大家的桌子上，放置了一个简易的变压器，同学们可以拆开看看它的构造。(2)新课教学（1）变压器构造哪位同学起来介绍一下：两个线圈，和一个铁芯构成的闭合框架。这位，同
4、学回答的很好，（看课件）除此之外，在线圈的上面标了一些数字，这代表了接入电路的匝数。比如将电路两端接0-2.代表接入的匝数是200匝。接0-4代表接入的匝数是400匝。在课件上我们展示了变压器在电路中的画法，左边是简化图，右边是示意图。（2）变压器的原理 -互感现象我们可以看到，虽然有电源，但是这两个线圈并没有用导线直接相连，那小灯泡为何会亮呢？哪为同学能够解答一下我的疑惑？同学们可以小组讨论一下我看同学们呢已经讨论完了，为方便同学们讲解我，将刚才的实验的电路图放到了课件上，与电源相连的这一端线圈我们叫做原线圈，它两端的叫输入电压，用U表示，接入的匝数用N表示，与负载相连的这一端线圈，我们叫做
5、副线圈，它两端的电压叫输出电压。用U表示，接入的匝数用N表示。哪位同学能解释一下刚才的现象。这位同学来讲一下。这位同学解释的很好（老师应该注意分析学生的解释有错误的地方吗）刚才这位同学说，原线圈的交变电流导致副线圈磁通量的变化，使副线圈产生了感应电动势，接入小灯泡，有了电流，那这个电流是恒定电流吗。学生：不是。既然不是恒定电流，那这个线圈是不是也应该激发出变化的磁场，这个磁场既穿过副线圈，也穿过原线圈。在原副线圈上分别产生感应电动势。像这种在原副线圈中由交变电流引发的相互感应现象，叫做互感现象。（下一页课件）这是变压器工作的基础那铁芯在整个过程中起到了什么作用呢，我们通过实验了解一下现在我将铁
6、芯缓慢的抽出，我们看看会有什么现象产生灯泡变暗现在我再将小灯牌缓慢的放回小灯泡又变亮了，请同学们思考一下，铁芯在这里起到了什么作用呢？这位同学，你说一下，某同学：束磁的作用。老师：铁芯起到了减少漏磁的作用如果我将交流电换成直流电，小灯泡还会亮吗。我们试一下。你来说一下，你看到了什么现象。某同学：小灯泡亮了一下然后熄灭。问：为什么会有这种现象？能解释一下嘛？回答：在接通瞬间，线圈的磁通量从无到有，在副线圈出激发了感应电动势，小灯泡亮了。等电流稳定后，副线圈的磁通量就不变了。就没有感应电动势了。小灯泡熄灭。这位同学解释很好。（3）实验探究：u1u2n1n2的关系观察实验电路，我们可以看到原线圈接入
7、了200匝，副线圈接入了100匝。现在，我将副线圈改为400匝，我们看看什么现象。小灯泡更亮了。现在，我再将原线圈匝数改为800匝。我们发现小灯泡又变暗了。我再提高电源电压看看。小灯泡亮度更高了。通过这几步操作，我们可以发现副线圈两端的电压，与原线圈两端的电压，以及原副线圈的匝数有关系。到底存在什么样的关系呢，我们需要设计一个实验来探究一下。我们先看一下，需要测量的物理量有哪些?N1,n2可以直接读出来，不需要测量。U1在电源上已经标出，也不需要测量。这样我们需要测量的只有u2。需要的装置，除了交流电源，变压器，再要一个多用电表就可以。实验电路我们已经在画好。同学们可以据此连接好实验仪器。做好
8、实验数据的记录。在获取数据时我们采用控制变量法我看大部分同学都做完了，我们找一组同学来展示一下你们的数据。这组同学，你们根据数据能得到什么结论呢？我们再找另外一组同学的数据看看你们的结论呢？两组同学都得到一个共同的结论，在误差允许的范围内，-（4）实验结论的理论分析原副线圈两端的电压为什么与匝数成正比，我们也可以用理论分析一下。（5）误差分析观察这组同学的数据，我们可以发现，与理论值相比较，u2都要小一些，这说明电能在经过变压器时有了损耗，小组思考一下，哪些因素导致了能量的损耗？学生回答为了减少涡流，我们将铁芯做成片状，然后彼此绝缘的铁芯叠加起来，这样与原来相比，铁芯的电阻变大了，涡流就减弱了
9、。为了研究问题的方便，很多时候我们不考虑这些引起误差的因素，我们把这样的变压器叫做理想变压器。13对于理想变压器。输入端的功率p1和输出端的功率p2应该是什么关系。根据p=ui，我们还可以得到电流的关系（6）理想变压器 原副线圈U I P 的关系现在我们检验一下大家学习的成果（把练习改一下再加个电流，有升压，有降压）生活中为了适应不同需求，我们制造了各种类型的变压器，比如，这种是小区用的降压便器，这是发电厂用的升压变压器，这是电源适配器，一种小型的降压器。三 课堂总结：今天我们主要学习了变压器的工作原理-互感现象和三个物理量之间的关系四 拓展思维从节约资源的角度去考虑，大家想想我能不能将两个线圈减少成一个线圈哪位同学能说一下你的想法。这位同学你来说一下你的想法老师：这位同学的想法很棒。现在我把他的方案再优化一下，将铁芯做成圆形，如果将整个线圈当成原线圈，将部分线圈当成副线圈。这就是降压变压器。如果将整个线圈当成副线圈，将部分线圈当成原线圈，这就是升压变压器。像这种原副线圈共用一个线圈的变压器，我们叫做自藕变压器请同学们思考一下，互感现象在其他方面还有什么应用，今天的学习我们就到这里，课下请同学们认真完成本节课的作业
