物理選修1-1人教新課標3.4變壓器

1、表3-1 主題單元設(shè)計模板主題單元標題變壓器、電能的輸送作者姓名所屬單位聯(lián)系地址聯(lián)系電話電子郵箱郵政編碼學(xué)科領(lǐng)域 （在內(nèi)打 表示主屬學(xué)科，打 + 表示相關(guān)學(xué)科） 思想品德 音樂 化學(xué) 信息技術(shù) 勞動與技術(shù) 語文 美術(shù) 生物 科學(xué) 數(shù)學(xué) 外語 歷史 社區(qū)服務(wù) 體育 物理 地理 社會實踐 其他（請列出）：適用年級高二所需時間1課時（每周 3課時，共 2課時）主題單元概述 (簡述單元在課程中的地位和作用、單元的組成情況，解釋專題的劃分和專題之間的關(guān)系，主要的學(xué)習(xí)方式和預(yù)期的學(xué)習(xí)成果，字數(shù)300-500)本主題單元內(nèi)容是交變電流一章的后半部分，是交變電流知識的實際應(yīng)用，是電磁感應(yīng)知識在生產(chǎn)生活中的具體

2、運用，是科學(xué)知識來源于生活又反哺于生活的具體體現(xiàn)。我把這一部分內(nèi)容設(shè)計成了兩個專題來組織學(xué)習(xí)活動。專題一：變壓器 學(xué)生通過親自動手拆卸變壓器模型，并應(yīng)用變壓器進行電路電壓的增減等活動掌握變壓器的構(gòu)造、變壓原理、變壓關(guān)系。專題二：電能的輸送 學(xué)生通過社會實踐活動，考察街道上的生活變壓器和工廠中的生產(chǎn)變壓器，并通過網(wǎng)絡(luò)了解遠距離輸電的方式方法，在頭腦中形成輸電電路圖。這兩個專題的確定是源于教材，且覆蓋了教材的全部要求，但是又不拘泥于教材，進行了適當?shù)耐卣购脱由?，為前面知識的鞏固做了很好的應(yīng)用，并通過社會實踐活動鍛煉了學(xué)生的活動能力。主題學(xué)習(xí)目標 (描述該主題學(xué)習(xí)所要達到的主要目標)知識與技能：1、

3、知道變壓器的構(gòu)造及各部分名稱2、理解互感現(xiàn)象在變壓器的工作中的應(yīng)用3、理解理想變壓器的原、副線圈中電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系，能應(yīng)用它分析解決基本問題4、理解理想變壓器的輸出功率等于輸入功率能用變壓器的功率關(guān)系解決簡單的變壓器的電流關(guān)系問題5、了解遠距離輸電的原理知道輸電的過程 6、知道輸電導(dǎo)線上的功率損失和電壓損失的幾種表達形式并知道如何減少功率和電壓損失. 理解高壓輸電的原因.7、理解遠距離輸電過程中各部分間的電壓關(guān)系、功率關(guān)系，會對簡單的遠距離輸電線路進行定量計算。過程與方法：1、通過學(xué)生動手拆卸變壓器知道變壓器的構(gòu)造，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動手能力和語言表達能力。2、通過學(xué)生探究變壓器的工作

4、原理和變壓關(guān)系的實驗，讓學(xué)生掌握探究物理問題的一般思路，在實驗中還要培養(yǎng)學(xué)生正確讀數(shù)的能力3、從變壓器工作規(guī)律得出過程中培養(yǎng)學(xué)生處理實驗數(shù)據(jù)及總結(jié)概括能力4、從理想變壓器概念引入使學(xué)生了解物理模型建立的基礎(chǔ)和建立的意義5、通過遠距離輸電原理分析，具體計算，使學(xué)生學(xué)會分析解決實際問題的兩種基本方法：理論分析、計算推理。情感態(tài)度與價值觀：1、使學(xué)生能在實驗基礎(chǔ)上建立規(guī)律，體驗物理學(xué)的實踐美2、培養(yǎng)學(xué)生尊重事實，實事求是的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度3、通過對我國遠距離輸電掛圖展示，結(jié)合我國行政村村村通電報導(dǎo)及個別違法分子偷盜電線造成嚴重后果的現(xiàn)象的介紹，教育學(xué)生愛護公共設(shè)施，做一個合格公民4、教育學(xué)生節(jié)約用

5、電，養(yǎng)成勤儉節(jié)約的好習(xí)慣對應(yīng)課標1了解變壓器的構(gòu)造，理解變壓器的工作原理。2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。3知道遠距離輸電過程，知道降低輸電損耗的兩個途徑。了解電網(wǎng)供電的優(yōu)點和意義。 主題單元問題設(shè)計1、生活離不開電，但用電器的額定電壓各不相同，如何讓額定電壓與電源電壓不相同的用電器正常工作？2、結(jié)合我國國情和實際生產(chǎn)能力，合理規(guī)劃電能的遠距離輸送？專題劃分專題一：變壓器 （ 1 課時） 專題二：電能的輸送 （ 1 課時）專題一變壓器所需課時1專題一概述 (介紹本專題在整個單元中的作用，以及本專題的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)活動和學(xué)習(xí)成果)學(xué)生已經(jīng)掌握

6、了電磁感應(yīng)知識和交流電的產(chǎn)生和規(guī)律，本專題的學(xué)習(xí)讓學(xué)生認識到通過互感能夠改變交流電的電壓，這種儀器就是變壓器。學(xué)生通過看視頻，動手拆卸變壓器應(yīng)用變壓器等活動掌握變壓器的構(gòu)造、變壓原理、變壓關(guān)系。具體活動有六個內(nèi)容：1、看視頻認識各種變壓器。2、通過拆卸手頭的學(xué)生認識變壓器。3、學(xué)生通過實驗明確變壓器的工作原理（先接直流電，再用交流電）.4、通過分組討論明確變壓器的電壓、電流、功率的關(guān)系。5、通過鞏固練習(xí)評價學(xué)生的學(xué)習(xí)。6、通過課外上網(wǎng)搜搜常見變壓器種類認識自耦變壓器、互感器本專題學(xué)習(xí)目標 （描述本專題學(xué)習(xí)所要達到的主要目標）1.了解變壓器的構(gòu)造及工作原理。2.掌握理想變壓器的電壓、電流與匝數(shù)間

7、關(guān)系。3.掌握理想變壓器工作規(guī)律并能運用解決實際問題。本專題問題設(shè)計1、我們國家民用統(tǒng)一供電均為220V，那么如何使這些額定電壓不是220V的電器設(shè)備正常工作的呢？ 2、學(xué)生觀察變壓器，思考原副線圈不相通，那么在給原線圈接交變電壓U1后，副線圈電壓U2是怎樣產(chǎn)生的？(互感與自感)3、若給原線圈接直流電壓U1，副線圈電壓U2= ？4、原副線圈的的電壓、電流間可能滿足何規(guī)律？5、有沒有只用一組線圈來實現(xiàn)變壓的變壓器？變壓器的種類有哪些？所需教學(xué)材料和資源(在此列出學(xué)習(xí)過程中所需的各種支持資源)信息化資源網(wǎng)絡(luò)上的變壓器圖片常規(guī)資源教學(xué)用變壓器、小燈泡、直流電源、交流電源、導(dǎo)線教學(xué)支撐環(huán)境物理實驗室、

8、多媒體學(xué)習(xí)活動設(shè)計（描述本專題的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)活動）課時一活動一引導(dǎo)學(xué)生觀察可拆變壓器的構(gòu)造，并通過示意圖明確下列概念:原線圈-與電壓相連，輸入電壓U1,線圈匝數(shù)為n1副線圈-與用電器相連，輸出電壓U2,線圈匝數(shù)為n2鐵芯-有何特點（閉合）活動二變壓器的原理變壓器是如何實現(xiàn)變壓的哪？設(shè)計演示實驗問題：按上圖所示連接好電路，1、接通4V直流電源，觀察燈泡是否發(fā)光。2、接通4V交流電源，觀察燈泡是否發(fā)光。引導(dǎo)學(xué)生從電磁感應(yīng)的角度去分析問題。當原線圈中通直流時，直流電流產(chǎn)生恒定的磁場，鐵芯中的磁通量不變。恒定的磁場在副線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，故燈泡不發(fā)光。當原線圈中同交變電流時，變化的電流產(chǎn)生變化的

9、磁場，鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量，變化的磁場在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，燈泡中有了感應(yīng)電流，故燈泡發(fā)光。從能量的角度看，變壓器是把電能通過磁場能再轉(zhuǎn)化成電能的裝置。提出變壓器的原理是互感現(xiàn)象。變壓器只能實現(xiàn)交變電流的電壓、電流的變化?；顒尤骄坷硐胱儔浩髯儔阂?guī)律變壓器可以實現(xiàn)電壓的變換，那么變壓器原副線圈兩端的電壓與什么因素有關(guān)系呢？引導(dǎo)學(xué)生有法拉第電磁感應(yīng)定律公式猜測：可能與線圈的匝數(shù)有關(guān)。下面我們通過實驗來探究。探究目的：探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系實驗器材：可拆變壓器，學(xué)生電源，多用電表，導(dǎo)線若干實驗步驟：（1）引導(dǎo)學(xué)生畫出實驗電路圖，設(shè)計實驗操作步驟，實驗數(shù)據(jù)記入表格。（分組討論，并

10、展示）（2）確定實驗方案，并組織學(xué)生實施。1。原線圈接低壓交流電源6V，保持原線圈匝數(shù)n1不變，分別取副線圈匝數(shù)n2=n1，n1，2 n1，用多用電表交流電壓檔分別測出副線圈兩端的電壓，記入表格。2。原線圈接低壓交流電源6V，保持副線圈匝數(shù)n2不變，分別取原線圈匝數(shù)n1=n2，n2，2 n2，用多用電表交流電壓檔分別測出副線圈兩端的電壓，記入表格。U16V實驗次數(shù)123456原線圈匝數(shù)n1n1n1n1n2n2n2副線圈匝數(shù)n2n1n12 n1n2n22 n2副線圈輸出電壓U2結(jié)論（3）學(xué)生實驗時，教師巡回指導(dǎo)，并提出問題。 實驗中你能聽到什么聲音？用手觸摸實驗后的變壓器的線圈和鐵芯，感覺到發(fā)熱

11、嗎？(4)小組展示實驗結(jié)果，并得出結(jié)論電壓與匝數(shù)的關(guān)系 （5）引導(dǎo)學(xué)生分析，數(shù)據(jù)誤差大，實驗中你能聽到什么聲音（嗡嗡聲）？用手觸摸實驗后的變壓器的線圈和鐵芯，感覺到發(fā)熱嗎？原副線圈有電阻，通電時要發(fā)熱，鐵芯在反復(fù)磁化是也發(fā)熱，同時引起硅鋼片的震動而產(chǎn)生嗡嗡聲。這些都要損耗電能。除此外，還有漏磁引起的損耗。實驗演示：使可拆變壓器的鐵芯有不閉合到閉合，觀察接在副線圈的小燈泡的亮度變化？(小燈泡的亮度由暗到亮變化)原因分析：鐵芯不閉合，原線圈產(chǎn)生的磁場的磁通量只有一小部分穿過副線圈，大部分漏失在外。有了閉合的線圈，由于鐵芯被磁化，絕大部分磁感線集中在鐵芯內(nèi)部，穿過副線圈，大大增強了變壓器傳輸電能的作

12、用。可見有了閉合的鐵芯，漏失的磁通量大大減少，但仍會有小部分磁通量漏失在周圍空間。說明：實際變壓器為了減少電能損耗，采用的方法？（展示變壓器）線圈用銅線，鐵芯閉合，采用彼此絕緣的硅鋼片疊成鐵芯?；顒铀睦硐胱儔浩鳛榱搜芯繂栴}的方便，提出理想變壓器模型，（完全沒有能量損耗）理想變壓器應(yīng)具備的條件：原副線圈沒有電阻，無磁通量的漏失，鐵芯不發(fā)熱。提出問題：問題1：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？答：因為理想變壓器沒有能量損失，所以P出=P入問題2：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(guān)系？據(jù)P出=U2I2，P入=U1I1及P出=P入得：U2I2=U1I

13、1 則：實例分析1、在實際中，我們使用的各種用電器的電壓可能各不相同，投影展示：MP3、手機充電器、節(jié)能燈、電視機顯像管 （說明所需電壓不同）為解決此問題，我們需要引入變壓器。（讓學(xué)生體會到變壓器作用的實際意義）2、投影展示變壓器的種類 和樣式（讓學(xué)生對實際變壓器有感性認識）3、視頻互感器原理，及鉗式電流表的使用方法。（實際中如何測量大電壓、大電流）活動五課堂小結(jié)，針對練習(xí)教學(xué)評價（列舉本專題中要評價的學(xué)習(xí)要素和所使用的評價工具或方法）1、 動手能力-通過拆卸手頭的學(xué)生認識變壓器。評價方法：現(xiàn)場評價2、 電路的連接和實驗的進行-學(xué)生通過實驗明確變壓器的工作原理（先接直流電，再用交流電）.評價方

14、法：現(xiàn)場評價3、 通過分組討論明確變壓器的電壓、電流、功率的關(guān)系。評價方法：自評，互評4、 通過鞏固練習(xí)評價學(xué)生的學(xué)習(xí)。評價方法：對照范例專題二電能的輸送所需課時1專題二概述 (介紹本專題在整個單元中的作用，以及本專題的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)活動和學(xué)習(xí)成果)在之前的學(xué)習(xí)中學(xué)生已經(jīng)掌握了電磁感應(yīng)互感，交流電的產(chǎn)生和描述，變壓器的工作原理等，本專題的學(xué)習(xí)讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)上網(wǎng)搜尋資料等方式讓學(xué)生了解如何更經(jīng)濟有效的將電能輸送到用戶處，并在頭腦中形成輸電電路圖。具體活動有4個內(nèi)容：1、看視頻及問題的提出明確要通過變壓器進行遠距離輸電。2、通過學(xué)習(xí)間的討論探討明確為何要高壓送電。3學(xué)生通過電網(wǎng)的了解能辯證

15、的看待高壓送電.4通過學(xué)習(xí)明確輸電電路圖，并能分析各部分電壓、電流、功率的關(guān)系，解決實際問題本專題學(xué)習(xí)目標 （描述本專題學(xué)習(xí)所要達到的主要目標）1、了解交變電流從變電站到用戶的輸電過程2、知道遠距離輸電時輸電線上的損失與哪些因素有關(guān)，理解高壓輸電的原因。3、知道遠距離輸電線路的基本構(gòu)成，會對簡單的遠距離輸電線路進行定量計算。本專題問題設(shè)計1、輸送電能的基本要求？2、為什么輸電線上有電能損失?3、如何減少電能損失?4、是不是輸電電壓越高越好?5、電能輸送的過程示意圖？所需教學(xué)材料和資源(在此列出學(xué)習(xí)過程中所需的各種支持資源)信息化資源網(wǎng)絡(luò)上的發(fā)電站圖片常規(guī)資源記錄紙、課堂標準答題紙教學(xué)支撐環(huán)境多

16、媒體其 他學(xué)習(xí)活動設(shè)計（描述本專題的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)活動）課時二活動一引入新課 （5分）通過多媒體課件展現(xiàn)三峽大壩發(fā)電廠，以及高壓電網(wǎng)等遠距離輸電的視頻資料，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識的熱情。并提出問題：1、電能是如何輸送的？2、輸送電能的基本要求是什么？在學(xué)生觀看視頻和認真仔細閱讀教材的基礎(chǔ)上得出正確結(jié)論。電能可以通過電網(wǎng)來傳輸，那么電能在由電廠傳輸給用戶過程中要考慮什么問題？可靠、經(jīng)濟、保質(zhì)。這節(jié)課我們以經(jīng)濟為主線學(xué)習(xí)遠距離輸電的知識，活動二：分析歸納降低輸電損耗的兩個途徑（這一環(huán)節(jié)是教學(xué)的重點。我采用把復(fù)雜的問題簡單化、從特殊到一般的物理思想，簡化物理模型。通過分步驟逐步突破的方式。用時

17、約 分鐘）（創(chuàng)設(shè)情境，提出問題，分析結(jié)果，得出結(jié)論） 演示實驗：第一步、利用遠距離輸電演示板，改變輸電線長度，觀察小燈泡亮度變化輸電線越長，燈泡為什么越暗？兩方面：輸電線上確實要有電能損失，另一方面，導(dǎo)線越長損失越大。第二步、老師設(shè)計提出問題，假設(shè)輸電電流為I，輸電線電阻為r： 1、求輸電線上損失的功率P？2、怎樣減小遠距離輸電過程中的電能損失？給學(xué)生一分鐘思考問題的時間，我采用小組推薦學(xué)生代表展示的方法，讓學(xué)生利用多媒體投影展臺展示結(jié)果，并進行講解，比較各組的展示結(jié)果。第三步、分析結(jié)果：P=I2r第四步、得出結(jié)論降低輸電損耗的兩個途徑：一是減小輸電線的電阻；二是減小輸電線的電流。第五步、知識

18、延伸，教師引導(dǎo)，如何減小輸電線的電阻，根據(jù)公式討論，引導(dǎo)學(xué)生分析，各種方法的局限性。（減小L不可行，增加S，會浪費太多的金屬材料，太重、太粗給鋪設(shè)帶來困難。）如何減小輸電線的電流。在保證一定輸送功率的前提下，根據(jù)公式P=UI，引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)電流的表達式I=P/U，得出可以通過提高輸送電壓，降低輸電電流。同時說明提高輸送電壓，降低輸電電流比減小輸電線的電阻在降低輸電線的損耗更經(jīng)濟。活動三：輸電模型（10分）本環(huán)節(jié)既為教學(xué)的重點，又是教學(xué)的難點。我采用教師提出問題，學(xué)生分析、小組討論，教師重點講解的方式進行突破。在學(xué)生學(xué)習(xí)變壓器的基礎(chǔ)上：第一步，要求學(xué)生畫出遠距離輸電的物理模型（發(fā)電廠、升壓變壓器、輸電線、降壓變壓器、用戶）第二步，設(shè)定每部分的U、I、P第三步，引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)各物理量之間的關(guān)系。同時強調(diào)電壓損失與輸電電壓的區(qū)別。活動四 知識遷移和應(yīng)用（用時約10分鐘）利用課后練習(xí)第5題通過