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變壓器教案

編輯: 路逍遙 關鍵詞: 高二 來源: 記憶方法網
選修3-2第五章第4節《變壓器》設計
一、本節教材分析
變壓器是交變電路中常見的一種電器設備,也是遠距離輸送交流電不可缺少的裝置.在講解變壓器的原理時,要積極引導學生從電磁感應的角度說明:原線圈上加交流電壓產生交流電流,鐵芯中產生交變磁通量,副線圈中產生交變電動勢,副線圈相當于交流電源對外界負載供電.要向學生強調,從能量轉換的角度看,變壓器是把電能通過磁場能轉換成電能的裝置,經過轉換后一般電壓、電流都發生了變化.有的學生認為變壓器鐵芯是帶電的.針對這種錯誤認識,可讓學生根據電磁感應原理,經過獨立思考了解到變壓器鐵芯并不帶電,鐵芯內部有磁場(鐵芯外部磁場很弱).
變壓器在生產和生活中有十分廣泛的應用.課本中介紹了一些,中可根據實際情況向學生進行介紹,或看掛圖、照片、實物或參觀,以開闊學生眼界,增加實際知識.
二、教學目標
1、知識目標
(1)知道變壓器的構造.
(2)理解互感現象,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.
2、能力目標
(1)用電磁感應去理解變壓的工作原理,培養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)
3、情感態度與價值觀
(1)使學生體會到能量守恒定律是普遍適用的.
(2)培養學生實事求是的科學態度.
三、教學重點、難點
重點:變壓器工作原理及工作規律.
難點:1.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關系.
  3.掌握公式中各物理量所表示對象的含義.
四、學情分析:學生已經掌握了電磁感應現象的大致規律,了解了電感現象,為本節的學習打下了理論基礎?勺孕蓄A習課本,了解相關原理。同時變壓器的作用神奇,變壓裝置在生活中很常見,應激發學生學習主動性,利用課余時間,帶著自己的問題,搜集資料了解變壓器
五、教學方法
實驗探究、演繹推理、學案導學
六、課前準備
可拆變壓器、交流電壓表、交流電流表、燈泡、自耦變壓器、調壓器、導線等.
七、課時安排
1 課時
八、教學過程
(一)預習檢查、總結疑惑
檢查落實了學生的預習情況并了解了學生的疑惑,使教學具有了針對性。
(二)情景導入、展示目標。
[師]在實際應用中,常常需要改變交流的電壓.大型發電機發出的交流,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.這節課我們學習變壓器的有關知識.
(三)合作探究、精講點撥。
1.變壓器原理
[師]出示可拆變壓器,引導學生觀察,變壓器主要由哪幾部分構成?
[生]變壓器是由閉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.
[師]畫出變壓器的結構示意圖和符號,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?
[生]電壓表有示數且示數不同.
[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生的?請同學們從電磁感應的角度去思考.
[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,在副線圈中就產生交變電流,它也在鐵芯中產生交變的磁通量,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生的.
[師]物理上把原副線圈中由于有交變電流而發生的互相感應現象,叫做互感現象.互感現象是變壓器工作的基礎.
[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生互感現象,但原副線圈所激發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?
[師]與線圈中磁通量變化率及線圈匝數成正比.
師生共同活動:
實驗探究得出理想變壓器得變比關系
推導理想變壓器的變壓比公式.
設原線圈的匝數為N1,副線圈的匝數為N2,穿過鐵芯的磁通量為Φ,則原副線圈中產生的感應電動勢分別為
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

[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?
[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
[師]若理想變壓器只有一個副線圈,則原副線圈中的電流I1與I2有什么關系?
[生]據P出=U2I2,P入=U1I1及P出=P入得:
U2I2=U1I1
則:
[師]繞制原副線圈的導線粗細一樣嗎?
[生]粗細不一樣.高壓線圈匝數多而通過的電流小,用較細的導線;低壓線圈匝數少而通過的電流大,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?
[生1]自耦變壓器只有一個線圈,滑動頭位置變化時,輸出電壓會連續發生變化.
[生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.
[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.它的原線圈并聯在高壓電路中,副線圈上接入交流電壓表,根據電壓表測得的電壓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.它的原線圈串聯在被測電路中,副線圈上接入交流電流表.根據電流表測得的電流I2和變流比,可以算出被測電路中的電流.
(四)反思總結,當堂檢測。
本節課主要學習了以下內容:
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.日常生活和生產中使用各種類型的變壓器,但它們遵循同樣的原理.
(五)發導學案、布置預習。
九、板書設計

十、教學反思

回顧變壓器這節課,收獲頗多,有很多成功的地方,和可以總結的經驗,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,教學目標,方法,都有很大的變化,在準備的過程中逐步的提高了對新教材本質的把握,用新的方法來組織教學,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畫配說解說詞的方式,在我的引導下,學生自己給動畫配說了解說詞,通過學生對動畫的理解,解說的過程,加深了對變壓器工作原理的理解,達到了探究的目的,提高了學生的學習興趣,豐富了課堂的教學方法和手段。
此外,通過這次上課,讓我在課堂的安排上更加條理清楚,符合學生的認知水平和規律,讓學生在接受知識時水到渠成,由以前的給于式教學轉變為啟發式教學,讓學生主動地去研究,提高學生的學習動機,各環節的過渡自然,層層深入,逐步遞進,學習有層次感。這次上課使我更加注重基本功的培養,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中的重要性,受益匪淺。
不足:下面說說本節課上存在的不滿意的地方。 用新課改的教學模式和素質教育的要求來衡量這節課,本節課存在著一個師生互動較少的問題,還是教師占主導的地位,啟發學生不夠,學生的討論還應該在增加一些,教師要學會放手,要有能放能收,收放自如的能力。比如在研究變壓器的電學量之間關系的時候,應該多給學生一些時間,讓學生在充分的談論下自己得出結論,讓學生自己得出的結論印象最深刻。而此環節處理的過于簡單,教師說的太多,給學生的時間過少,需要改進。

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