變壓器教案

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
選修3-2第五章第4節(jié)《變壓器》設(shè)計(jì)
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(shè)備,也是遠(yuǎn)距離輸送交流電不可缺少的裝置.在講解變壓器的原理時(shí),要積極引導(dǎo)學(xué)生從電磁感應(yīng)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(dòng)勢,副線圈相當(dāng)于交流電源對外界負(fù)載供電.要向?qū)W生強(qiáng)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(xué)生認(rèn)為變壓器鐵芯是帶電的.針對這種錯(cuò)誤認(rèn)識(shí),可讓學(xué)生根據(jù)電磁感應(yīng)原理,經(jīng)過獨(dú)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(yīng)用.課本中介紹了一些,中可根據(jù)實(shí)際情況向?qū)W生進(jìn)行介紹,或看掛圖、照片、實(shí)物或參觀,以開闊學(xué)生眼界,增加實(shí)際知識(shí).
二、教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)目標(biāo)
(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(guān)系,能應(yīng)用它分析解決有關(guān)問題.
(4)理解理想變壓器原、副線圈中電流與匝數(shù)的關(guān)系,能應(yīng)用它分析解決有關(guān)問題.
(5)知道課本中介紹的幾種常見的變壓器.
2、能力目標(biāo)
(1)用電磁感應(yīng)去理解變壓的工作原理,培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力.
(2)講解理想變壓器使學(xué)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(guān)因素)
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀
(1)使學(xué)生體會(huì)到能量守恒定律是普遍適用的.
(2)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度.
三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn):變壓器工作原理及工作規(guī)律.
難點(diǎn):1.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所表示對象的含義.
四、學(xué)情分析:學(xué)生已經(jīng)掌握了電磁感應(yīng)現(xiàn)象的大致規(guī)律,了解了電感現(xiàn)象,為本節(jié)的學(xué)習(xí)打下了理論基礎(chǔ)?勺孕蓄A(yù)習(xí)課本,了解相關(guān)原理。同時(shí)變壓器的作用神奇,變壓裝置在生活中很常見,應(yīng)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性,利用課余時(shí)間,帶著自己的問題,搜集資料了解變壓器
五、教學(xué)方法
實(shí)驗(yàn)探究、演繹推理、學(xué)案導(dǎo)學(xué)
六、課前準(zhǔn)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(dǎo)線等.
七、課時(shí)安排
1 課時(shí)
八、教學(xué)過程
(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑,使教學(xué)具有了針對性。
(二)情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。
[師]在實(shí)際應(yīng)用中,常常需要改變交流的電壓.大型發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流,電壓有幾萬伏,而遠(yuǎn)距離輸電卻需要高達(dá)幾十萬伏的電壓.各種用電設(shè)備所需的電壓也各不相同.電燈、電飯煲、洗衣機(jī)等家用電器需要220 V的電壓,機(jī)床上的照明燈需要36 V的安全電壓.一般半導(dǎo)體收音機(jī)的電源電壓不超過10 V,而電視機(jī)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(yīng)各種不同需要.變壓器就是改變交流電壓的設(shè)備.這節(jié)課我們學(xué)習(xí)變壓器的有關(guān)知識(shí).
(三)合作探究、精講點(diǎn)撥。
1.變壓器原理
[師]出示可拆變壓器,引導(dǎo)學(xué)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(gè)線圈組成.一個(gè)線圈跟電源連接,叫原線圈(初級線圈),另一個(gè)線圈跟負(fù)載連接,叫副線圈(次級線圈).兩個(gè)線圈都是絕緣導(dǎo)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(xué)們從電磁感應(yīng)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(gè)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(yīng)電動(dòng)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(yīng)電動(dòng)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(yīng)現(xiàn)象,叫做互感現(xiàn)象.互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ).
[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(huì)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(yīng)電動(dòng)勢大小跟什么有關(guān)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(dòng):
實(shí)驗(yàn)探究得出理想變壓器得變比關(guān)系
推導(dǎo)理想變壓器的變壓比公式.
設(shè)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(yīng)電動(dòng)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(yīng)電動(dòng)勢E1相等,則有U1=E1;副線圈兩端的電壓U2與感應(yīng)電動(dòng)勢E2相等,則有U2=E2.于是得到

[師]請同學(xué)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(jī)里的變壓器和復(fù)讀機(jī)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(dāng)N2>N1時(shí),U2>U1,這樣的變壓器叫升壓變壓器.
[生3]當(dāng)N2<N1時(shí),U2<U1,這樣的變壓器叫降壓變壓器.
[生4]電視機(jī)里的變壓器將220 V電壓升高到10000 V以上屬升壓變壓器;復(fù)讀機(jī)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(guān)系?
[生]P出=P入
[師]若理想變壓器只有一個(gè)副線圈,則原副線圈中的電流I1與I2有什么關(guān)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(dǎo)線粗細(xì)一樣嗎?
[生]粗細(xì)不一樣.高壓線圈匝數(shù)多而通過的電流小,用較細(xì)的導(dǎo)線;低壓線圈匝數(shù)少而通過的電流大,用較粗的導(dǎo)線.
2.幾種常見的變壓器
[師]變壓器的種類很多,請同學(xué)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(diǎn)?
(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(gè)線圈,滑動(dòng)頭位置變化時(shí),輸出電壓會(huì)連續(xù)發(fā)生變化.
[生2]若把整個(gè)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(gè)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(dāng)堂檢測。
本節(jié)課主要學(xué)習(xí)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(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。
九、板書設(shè)計(jì)

十、教學(xué)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(yàn),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(xué)目標(biāo),方法,都有很大的變化,在準(zhǔn)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(xué),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(dòng)畫配說解說詞的方式,在我的引導(dǎo)下,學(xué)生自己給動(dòng)畫配說了解說詞,通過學(xué)生對動(dòng)畫的理解,解說的過程,加深了對變壓器工作原理的理解,達(dá)到了探究的目的,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,豐富了課堂的教學(xué)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(xué)生的認(rèn)知水平和規(guī)律,讓學(xué)生在接受知識(shí)時(shí)水到渠成,由以前的給于式教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)閱l(fā)式教學(xué),讓學(xué)生主動(dòng)地去研究,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),各環(huán)節(jié)的過渡自然,層層深入,逐步遞進(jìn),學(xué)習(xí)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(xué)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(xué)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(gè)師生互動(dòng)較少的問題,還是教師占主導(dǎo)的地位,啟發(fā)學(xué)生不夠,學(xué)生的討論還應(yīng)該在增加一些,教師要學(xué)會(huì)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(xué)量之間關(guān)系的時(shí)候,應(yīng)該多給學(xué)生一些時(shí)間,讓學(xué)生在充分的談?wù)撓伦约旱贸鼋Y(jié)論,讓學(xué)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(xué)生的時(shí)間過少,需要改進(jìn)。

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