2020年南通地区高二物理第四节变压器教案 新课标 人教版 选修3-4

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文档介绍

2020年南通地区高二物理第四节变压器教案 新课标 人教版 选修3-4

‎2020年南通地区高二物理第四节变压器教案 ‎ 南通市第三中学物理学科 一、教学目标 ‎1、知识与技能 ‎⑴ 认识生活中的变压器 ‎⑵ 了解变压器的结构 ‎⑶ 理解变压器原、副线圈上的电压与匝数的关系 ‎⑷ 通过探究锻炼动手能力和处理数据的能力 ‎2、过程与方法 ‎⑴ 做好教材中“思考与讨论”的演示实验,同时进一步补充两个小实验:变压器升压和降压的效果 ‎⑵通过观察和分析,让学生明确变压器的基本结构和工作原理 ‎⑶通过实验,探究变压器电压与匝数的关系 ‎⑷总结归纳,得出结论 ‎3、情感态度与价值观 ‎⑴通过教师的引导及对问题探究中的相互交流、讨论,促进师生之间、生生之间的合作互动,使学生实现知识和能力的协调发展。‎ ‎⑵通过一定数量的科学探究,学生经历与科学研究工作相近或相似的过程,从中获取知识和技能,体验其中的乐趣和曲折,感悟科学思想,培育科学精神。‎ 二、教学重点、难点 ‎1、重点及教学策略 ‎⑴ 重点:变压器工作原理和工作规律 ‎⑵ 教学策略:先通过实验探究得出工作规律,再进行理论探究其工作原理,由感性到理性,符合学生的认知规律。‎ ‎2、难点及教学策略 ‎⑴ 难点:变压器漏磁现象和互感原理 ‎⑵ 教学策略:通过可拆变压器是设计实验,来放大“漏磁”现象,同时让学生体会到“互感”现象,使学生感受深刻,理解透彻,‎ 三、教学资源 学生:学生电源、变压器、小灯泡、万用表、导线若干 教师:可拆式变压器、学生电源、灯泡、万用表、导线若干、多媒体课件,学生变压器 四、设计思路 创设情境,提出问题 观察思考,自主探究 交流讨论,归纳总结 五、教学设计 ‎(一)导入课题 通过实例导入为了适应不同电压的需要,要有一种能改变交流电压的设备——变压器 幻灯片出示生活中的变压器的图片,变压器由哪几部分组成?它又是怎样工作的呢?‎ ‎(二)新课教学 ‎1、变压器的结构 演示实验1:拆开可拆变压器的各组成部分,让学生观察.然后把可拆变压器的两个线圈分别与照明电源和小灯泡连接,观察到小灯泡正常发光.用投影显示出单相变压器的结构示意图及电路图,如图1所示.结合图示和实物介绍变压器各部分的名称.‎ 图1‎ ‎  2、变压器的工作原理 师:变压器的工作原理是什么?当变压器的原线圈接上交变电源后,副线圈两端为何会有电压而使灯泡发光呢?请同学们用以前所学的知识解释产生这一现象的原因和过程.‎ 生:把交变电压加在原线圈上,原线圈中的交变电流在铁芯中产生交变的磁通量,这个交变的磁通量不但穿过原线圈,也穿过副线圈,所以也在副线圈中激发感应电动势。如果副线圈两端连着负载,副线圈中就会产生感应电流。互感现象是变压器工作的基础。‎ 师:这时的副线圈就可以作为电源使用,当把用电器接在副线圈两端时,副线圈电路中就出现电流.若从能的转化角度看,变压器是怎样转化和传输能量的?‎ 生:原线圈输入的电能先转化成原副线圈中的交变磁场能,再转化成变压器副线圈输出的电能.‎ 师:那么,为什么说铁芯是变压器的重要组成部分?‎ ‎   演示实验2 使可拆变压器的铁芯由不闭合到闭合,如图2所示,接在副线圈两端的小灯泡亮度从较小到正常发光.‎ 图2‎ ‎   生:若无铁芯或铁芯不闭合时,原线圈中的磁感线只有一小部分贯穿副线圈,大部分漏失在外,有了闭合铁芯,由于铁芯被磁化,绝大部分磁感线集中在铁芯内部,贯穿副线圈,大大增强了变压器传输电能的作用 师:可见,漏失的磁感线不能起到传输电能的作用.有了闭合铁芯后,漏失的磁感线大大减少,但能完全避免漏失吗?‎ 生:不能,仍会有一小部分磁感线漏失在周围空间.‎ 学生实验 :直流电源接在原线圈两端,小灯泡还能亮吗?调节直流电压的大小呢?‎ ‎3、实验探究变压器输出电压和哪些因素有关 ‎⑴、提出问题:变压器输出电压与哪些因素有关?‎ ‎⑵、猜想与假设:‎ ‎①演示实验3 如图3所示,将绝缘导线逐渐绕上铁芯,小灯泡逐渐变亮;将导线逐圈拉出,小灯泡逐渐变暗.让学生观察后分析得出结论.‎ 图3‎ ‎②‎ 演示实验4、调节输入电压的大小和改变原线圈的匝数,观察小灯泡亮度的变化 猜想:变压器的输出电压U2可能与输入电压U1,与原、副线圈的匝数N1,N2有关 ‎⑶、制定计划:‎ ‎①、保持N1和U1不变,研究U2和N2的关系 ‎②、保持N2和U1不变,研究U2和N1的关系 ‎③、保持N1和N2不变,研究U2和U1的关系 ‎⑷、进行实验与收集数据 次数 方法 N1‎ N2‎ U1‎ U2‎ ‎1‎ 控制N1 ,U1相同 ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ 控制N2 ,U1相同 ‎6‎ ‎7‎ 控制N1 ,N2相同 ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎⑸交流讨论,归纳总结:原副线圈上的电压与其匝数成正比,即U1/U2=n1/n2.‎ ‎4、理论上推导出理想变压器U1/U2=n1/n2‎ ‎①因无漏磁,通过原、副线圈的磁通量及其变化率都相等,即 Φ1=Φ2,ΔΦ1=ΔΦ2.‎ ‎  ②原、副线圈产生的感应电动势分别为 ‎1=n1(ΔΦ1/Δt),2=n2(ΔΦ2/Δt).‎ ‎  ③因原、副线圈没有电阻,原副线圈两端电压与电动势的关系分别为 U1=1,U2=2.‎ ‎  ④由此可得出原副线圈的电压与匝数的关系为 U1/U2=n1/n2.‎ 总结:实验和理论推导得出了相同的结论,前提是无漏磁和线圈无电阻 ‎5、引导学生思考:‎ 什么情况下变压器可以用作升压使用?什么情况下变压器可以用作降压使用?‎ 当n1>n2时,U1>U2,作降压变压器使用;‎ 当n1<n2时,U1<U2,作升压变压器使用。‎ 学生实验:体验变压器的升压和降压的原理!‎ 六、课堂小结:‎ ‎⑴、变压器的基本结构及其工作原理 ‎⑵、变压器原、副线圈的匝数与电压的关系
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