变压器主题单元设计模板.doc

表3-1 主题单元设计模板
主题单元标题
变压器
作者姓名
王越
所属单位
山东省临沂第三中学
联系地址
临沂第三中学物理组
联系电话
13853958759
电子邮箱
wangyue307@
邮政编码
276000

学科领域 （在内打 √ 表示主属学科，打 + 表示相关学科）
思想品德
音乐
化学
信息技术
劳动与技术
语文
美术
生物
科学

数学
外语
历史
社区服务
体育
√ 物理
地理
社会实践
其他（请列出）：
适用年级
高二
所需时间
2课时（每周 3课时，共 2课时）
主题单元概述 (简述单元在课程中的地位和作用、单元的组成情况，解释专题的划分和专题之间的关系，主要的学习方式和预期的学习成果，字数300-500)
本主题单元在交变电流的后半部分，是交变电流的一个实际应用，而且对电磁感应的知识有所应用，可以说是一个综合汇总应用的部分，对巩固前面的知识很有帮助。另外本主题单元与生活密切相关也是物理知识在生活中的应用。
在本主题单元中，我把内容设计成了两个专题来组织学习活动。专题一：变压器 学生通过看视频，动手拆卸变压器应用变压器等活动掌握变压器的构造、变压原理、变压关系。专题二：电能的输送 通过学生自主学习上网搜寻资料等方式让学生了解如何更经济有效的将电能输送到用户处，并在头脑中形成输电电路图。
这两个专题的确定是源于教材，且覆盖了教材的全部要求，但是又不拘泥于教材，进行了适当的拓展和延伸，为前面知识的巩固做了很好的应用。
主题学习目标 (描述该主题学习所要达到的主要目标)
知识与技能：
1、知道变压器的构造．知道变压器是用来改变交流电压的装置．
2、理解互感现象，理解变压器的工作原理．
3、理解理想变压器的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它分析解决基本问题．
4、理解变压器的输入功率等于输出功率．能用变压器的功率关系解决简单的变压器的电流关系问题．
5、知道输电的过程．了解远距离输电的原理．
6、知道什么是输电导线上的功率和电压损失和如何减少功率和电压损失. 理解为什么远距离输电要用高压.
7、理解远距离输电过程中各个物理量的概念及相互关系，会对简单的远距离输电线路进行定量计算。

过程与方法：
1、通过学生动手拆卸变压器知道变压器的构造的实验，培养学生的观察能力、动手能力和语言表达能力。
2、通过学生探究变压器的工作原理和变压关系的实验，让学生掌握探究物理问题的一般思路，在实验中还要培养学生正确读数的能力．
3、从变压器工作规律得出过程中培养学生处理实验数据及总结概括能力．
4、从理想变压器概念引入使学生了解物理模型建立的基础和建立的意义．
5、培养学生的阅读和自学能力．
6、通过例题板演培养学生的知识应用能力和规范解题的能力．
7、通过远距离输电原理分析，具体计算，使学生学会分析解决实际问题的两种基本方法：理论分析、计算推理。
情感态度与价值观：
1、使学生能在实验基础上建立规律，体验物理学的实践美．
2、让学生充分体会能量守恒定律的普遍性及辩证统一思想．
3、培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度
4、通过对我国远距离输电挂图展示，结合我国行政村村村通电报导及个别违法分子偷盗电线造成严重后果的现象的介绍，教育学生爱护公共设施，做一个合格公民．
5、教育学生节约用电，养成勤俭节约的好习惯．
对应课标
1．了解变压器的构造，理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．知道远距离输电过程，知道降低输电损耗的两个途径。了解电网供电的优点和意义。 
主题单元问题设计
1、如何让额定电压与电源电压不相同的电器正常工作？
2、怎样合理规划电能的远距离输送？
专题划分
专题一：变压器 （ 1 课时）
专题二：电能的输送 （1 课时）
专题一
变压器
所需课时
1
专题一概述 (介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果)
在之前的学习中学生已经掌握了电磁感应—互感，交流电的产生和描述，本专题的学习让学生认识到通过互感能够改变交流电的电压，这种仪器就是—变压器。学生通过看视频，动手拆卸变压器应用变压器等活动掌握变压器的构造、变压原理、变压关系。
具体活动有六个内容：1、看视频认识各种变压器。2、通过拆卸手头的学生认识变压器。3、学生通过实验明确变压器的工作原理（先接直流电，再用交流电）.4、通过分组讨论明确变压器的电压、电流、功率的关系。5、通过巩固练习评价学生的学习。6、通过课外上网搜搜常见变压器种类认识自耦变压器、互感器
本专题学习目标 （描述本专题学习所要达到的主要目标）
1.了解变压器的构造及工作原理。
2.掌握理想变压器的电压、电流与匝数间关系。
3.掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题。
本专题问题设计
1、我们国家民用统一供电均为220V，那么如何使这些额定电压不是220V的电器设备正常工作的呢？
2、变压器副线圈和原线圈电路是否相通？
3、变压器原副线圈不相通，那么在给原线圈接交变电压U1后，副线圈电压U2是怎样产生的？
4、若给原线圈接直流电压U1，副线圈电压U2= ？
5、原副线圈的的电压、电流间可能满足何规律？
6、有没有只用一组线圈来实现变压的变压器？
所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源)
信息化资源
网络上的变压器图片
常规资源
教学用变压器、小灯泡、直流电源、交流电源、导线
教学支撑环境
物理实验室、多媒体
其 他
记录的笔、纸
学习活动设计（描述本专题的学习过程和学习活动）
课时一
活动一：
1、让学生观察一组用电器的额定电压的数据表格，
2、提出问题：但我们国家民用统一供电均为220V，那么如何使这些额定电压不是220V的电器设备正常工作的呢？
3、学生通过自己的生活经验及课前知识预习明白：变压器就是改变交流电压的设备
4、学生明确本节课的学习目标
活动二：
1、学生先通过看视频认识各种变压器，
2、问题：同学们你们知道变压器的内部结构吗？（引起学生的好奇心）
3、学生通过拆卸手头的学生变压器来认识变压器的构造：
原线圈、 副线圈、 铁芯
活动三：
1、问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？
2、学生通过观看构造知道并不相通
3、那么变压器是如何将电从原线圈传给副线圈的？
4、学生进行大胆的猜想，
5、同学交流，汇总猜想，师生评论
6、学生分组实验验证（先接直流电，再用交流电）
7、学生展示自己的成果，明确变压器的工作原理
8、教师总结点评
活动四：
1、通过教师的点拨学生明确：理想变压器的磁通量全部集中在铁心内，变压器没有能量损失，输入功率等于输出功率。
2、问题：理想变压器的变压关系，变流关系如何？
3、学生通过实验探究变压器的变压关系：电流关系。
4．展示结果：
理想变压器电压跟匝数的关系：
U1/U2= n1/n2
理想变压器电流跟匝数的关系
I1/I2= n2/n1 （适用于只有一个副线圈的变压器）
说明：原副线圈电流和匝数成反比的关系只适用于原副线圈各有一个的情况，一旦有多个副线圈时，反比关系即不适用了，可根据输入功率与输出功率相等的关系推导出：U1I1= U2I2+ U3I3+U4I4+……再根据U2=U1 U3=U1 U4= U4……可得出：
n1I1=n2I2+ n3I3+ n4I4+……
5．教师点拨注意事项
（1）当变压器原副线圈匝数比()确定以后,其输出电压U2是由输入电压U1决定的(即U2=U1)但若副线圈上没有负载 , 副线圈电流为零输出功率为零 , 则输入 功率为零,原线圈电流也为零,只有副线圈接入一定负载,有了一定的电流,即有了一定的输出功率，原线圈上才有了相应的电流（I1=I2），同时有了相等的输入功率，（P入=P出）所以说：变压器上的电压是由原线圈决定的，而电流和功率是由副线圈上的负载来决定的。
活动五：
1、学生阅读课本的“科学漫步”认识互感器
活动六：
典例精析及学生达标练习：
活动七：
学生进行课堂小结及反思

教学评价
（列举本专题中要评价的学习要素和所使用的评价工具或方法）
1、 动手能力---通过拆卸手头的学生认识变压器。评价方法：现场评价
2、 电路的连接和实验的进行----学生通过实验明确变压器的工作原理（先接直流电，再用交流电）.评价方法：现场评价
3、 通过分组讨论明确变压器的电压、电流、功率的关系。评价方法：自评，互评
4、 通过巩固练习评价学生的学习。评价方法：对照范例

专题二
电能的输送
所需课时
1
专题二概述 (介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果)
在之前的学习中学生已经掌握了电磁感应—互感，交流电的产生和描述，变压器的工作原理等，本专题的学习让学生通过自主学习上网搜寻资料等方式让学生了解如何更经济有效的将电能输送到用户处，并在头脑中形成输电电路图。
具体活动有4个内容：1、看视频及问题的提出明确要通过变压器进行远距离输电。2、通过学习间的讨论探讨明确为何要高压送电。3学生通过电网的了解能辩证的看待高压送电.4通过学习明确输电电路图，并能分析各部分电压、电流、功率的关系，解决实际问题

本专题学习目标 （描述本专题学习所要达到的主要目标）
1、了解交变电流从变电站到用户的输电过程
2、知道远距离输电时输电线上的损失与哪些因素有关，理解高压输电的原因。
3、知道远距离输电线路的基本构成，会对简单的远距离输电线路进行定量计算。
本专题问题设计
1、输送电能的基本要求？
2、为什么输电线上有电能损失?
3、如何减少电能损失?
4、是不是输电电压越高越好?
5、电能输送的过程示意图？
所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源)
信息化资源
自己拍摄的临沂夜景、网络上的发电站图片
常规资源
记录纸、课堂标准答题纸
教学支撑环境
多媒体
其 他

学习活动设计（描述本专题的学习过程和学习活动）

课时二
活动一：
1、让学生观察一组精美的临沂各大广场的夜景图片吸引学生的眼球，感觉电的奇妙。观察并通过分析大型发电站的地理位置，
2、提出问题：电能当然要输到远方要用电的城市去，该如何输送？
3、很多学生凭生活经验及在教师的启发下学生可以回答：是通过架设很高的、很粗的电线输送的．
活动二：
1、 通过一道电能直接通过电线输送的计算题，让学生计算输电线路上的功率损失及用户得到的电能，发现电能损失太大，这样太浪费了，该如何办？
2、 学生展开讨论，寻找解决减小电能的损失的办法
　　提问：为什么远距离输电要用高电压呢？学生思考片刻之后，教师说：这个实际问题就是我们今天要讨论的重点．
分析：由焦耳定律 ，减小发热 ,有以下三种方法：一是减小输电时间 ，二是减小输电线电阻 ，三是减小输电电流 ．
3、问题：哪种方法更有效？
4、学生展开讨论：第一种方法等于停电，没有实用价值；第二种方法从材料、长度、粗细三方面来说都有实际困难．适用的超导材料还没有研究出来．排除了前面两种方法，就只能考虑第三种方法了．从焦耳定律公式可以看出．第三种办法是很有效的：电流减小一半，损失的电能就降为原来的四分之一．
根据公式P=UI ，要使输电电流 减小，而输送功率 不变（足够大），就必须提高输电电压 ．
5、问题：如何获得高电压？到用户处又如何获得低电压？
6、学生分析得出：在发电站都要安装用来升压的变压器，实现高压输电．但是我们用户使用的是低压电，所以在用户附近又要安装降压的变压器．
7、学生汇总并画出输电流程理解（结合教材图）

活动三：
1、学生小组讨论分析电路中各个物理量之间的关系：
功率关系：
电压关系：
电流关系：
2、展示小组成果
3、教师汇总
4、巩固练习
活动四：
1、 提问：是不是输电电压越高越好?
2、 学生质疑，讨论
3、 学生阅读课本或上网搜寻明确：
（1）、电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。
（2）、输电线上的电压损失，除了与输电线的电阻有关，还与感抗和容抗有关。当输电线路电压较高、导线截面积较大时，电抗造成的电压损失比电阻造成的还要大。
（3） 实际输送会综合考虑各种因素，选择合适的输电电压。
活动五：
课堂达标练习
活动六：
课堂小结及反思
教学评价
（列举本专题中要评价的学习要素和所使用的评价工具或方法）
1、 通过分组讨论明确为何要高压输电。评价方法：自评，互评
2、 通过巩固练习评价学生的学习。评价方法：对照范例