高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册3 变压器教案设计

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册3 变压器教案设计，共4页。教案主要包含了教学目标，教学重难点，教学准备，教学方法，教学过程等内容，欢迎下载使用。

【教学目标】
（一）知识与技能
1．知道变压器的构造，了解变压器的工作原理。
2．理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题。
3．了解变压器在生活中的应用。
（二）过程与方法
经历实验探究过程，发现变压器的工作规律。
（三）情感、态度与价值观
1．激发学生对科学的兴趣和热情，进行科学态度、科学方法的教育
【教学重难点】
1．重点：理想变压器原副线圈电压、电流与匝数的关系；
2．难点：理想变压器电压、电流与匝数关系的分析推导。
【教学准备】
课件、可拆变压器、6W日光灯管、万用表、交流毫安表、锯条、小灯泡、定值电阻、漆包线、学生电源、9V干电池
【教学方法】
实验探究、思考讨论
【教学过程】
一、创设情境，激趣导入
1．演示实验：一节9V电池能点亮日光灯管么？
先展示一节干电池不能点亮日光灯管，中间连接一个装置后，用钢锯条作为开关，学生能够观察到灯管连续闪烁。
引发学生思考：这个装置起到了什么作用？（改变电压）
展示生活中一些常见的变压器图片（手机充电器、变电站、笔记本电脑适配器等），很多地方都要改变电压。我们把这些能够改变电压的装置称为：变压器。
二、了解变压器的结构
引导学生观察可拆变压器的构造，知道下列物理名称：
线圈：一个线圈跟电源连接，叫原线圈，另一个线圈跟负载连接，叫副线圈。
铁芯：由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。
展示变压器的结构示意图和画出符号，如下图所示：
三、变压器的工作原理
为什么凭借两个线圈，一根铁芯就可以改变电压呢？这样的结构其背后的科学原理是什么呢？
电流可以“看见”，如日光灯管，电流也可以“听见”，如音箱。用两个线圈互感传递《革命人永远是年轻》歌曲，学生思考为什么副线圈能够唱歌？
学生回答思考：互感现象。
将钢锯条开关拿走，换成普通开关，为何小灯泡只闪了一下？学生观察日光灯管的发光情况，比较思考。
（钢锯条开关在拖动过程中接触不良，使得原线圈电流不断变化，进而产生了互感现象）
小结：变压器的工作原理——互感。（解释了两个线圈结构设计的原因）
提问：通过互感现象，电能从原线圈传递到副线圈，铁芯又起到什么作用呢？
学生体验：将无线传声的两个线圈，插入铁芯，比较音乐声音的大小变化。
体会：磁化和聚磁。
四、探究电压与匝数的关系
演示实验：给原线圈接入手机音乐，扩音器通过音频线连接漆包线，将漆包线缠绕在副线圈上，不断增加缠绕，体验扩音器的音乐声音变化。引导学生思考输出电压和那些因素有关。
学生提出猜想：原线圈匝数、副线圈匝数、原线圈加载电压。
指出：由于日常生活中往往是将220V的电压转化成其它的值，所以我们今天探究的内容，将原线圈的电压控制成2V的交流电。
设计方案进行探究（科学方法：对于多变量，采用控制变量法）
（1）输入电压一定，原线圈匝数不变，改变副线圈匝数。与成正比
（2）输入电压一定，副线圈匝数不变，改变原线圈匝数。与成反比
注意：检查电路，准确无误后接通学生电源，提醒学生注意实验安全。
记录数据，分析得出探究结果后用准确的语言或数学公式表述出来。
U1=2V
Ｎ１＝
Ｎ1＝
Ｎ２＝
分析：通过表格和图像发现、
将它们综合一下，便有：或，引导学生思考K的单位，猜想K的值表示什么？
K=U1
结论：（在误差允许的范围内）
理论推导：学生根据法拉第电磁感应定律推导电压和匝数的关系。
提出问题：对于一个升压变压器，电压被升高了，那么电流呢？
学生提出猜想。
设计方案进行探究（副线圈加入负载，利用交流电流表比较原副线圈的电流）
结论：升压变压器，电流反而降低了，在误差允许的范围内有：
提出问题：为什么会这样呢？
小结：能量守恒，即
理想变压器
实际的变压器，存在线圈电阻、漏磁和涡流生热等现象，因此变压器的效率不可能达到百分之一百。
小结：没有能量损失的变压器叫做理想变压器。，只适用于理想变压器。实际上变压器的工作效率都很高，在一般的计算中，可以把实际变压器视为理想变压器。
观察汽车点火装置，将物理联系生活，呼应本课的开始实验。
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2
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U2
N2
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U2
N1