(教學設計)第3章 3 變壓器2023-2024學年新教材高中物理選擇性必修第二冊(教科版2019)

(教學設計)第3章3變壓器2023-2024學年新教材高中物理選擇性必修第二冊(教科版2019)課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、教學內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學內(nèi)容是變壓器的相關知識。教學內(nèi)容與學生已有知識的聯(lián)系：學生在之前的學習中已經(jīng)掌握了電磁感應現(xiàn)象和電磁場的基本概念，本節(jié)課將進一步引導學生深入研究變壓器的原理和特點。

具體的教學內(nèi)容包括：

1.變壓器的基本原理：向變壓器初級線圈輸入交流電，通過電磁感應原理，次級線圈中產(chǎn)生交流電。

2.變壓器的構(gòu)造：鐵芯、初級線圈、次級線圈。

3.變壓器的主要特性：電壓比、電流比、變壓比、效率。

4.變壓器的應用：電力系統(tǒng)中的電壓變換、電子設備中的信號變換等。二、核心素養(yǎng)目標本節(jié)課旨在培養(yǎng)學生的物理核心素養(yǎng)，主要包括：

1.科學探究能力：通過觀察和實驗，讓學生掌握變壓器的基本原理和特性，培養(yǎng)學生的實驗操作能力和問題解決能力。

2.科學思維能力：引導學生運用邏輯思維和批判性思維，分析變壓器的工作原理和應用，提高學生的科學思維水平。

3.科學創(chuàng)新能力：激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，鼓勵學生提出新的觀點和解決方案，培養(yǎng)學生的科學創(chuàng)新能力。

4.科學交流能力：通過小組討論和報告，提高學生的溝通能力和團隊合作精神，培養(yǎng)學生的科學交流能力。三、重點難點及解決辦法重點：

1.變壓器的基本原理：學生需要理解電磁感應現(xiàn)象在變壓器中的具體應用。

2.變壓器的構(gòu)造：學生需要了解鐵芯、初級線圈、次級線圈等部件的作用和相互關系。

3.變壓器的特性：學生需要掌握電壓比、電流比、變壓比和效率等概念，并能運用到實際問題中。

難點：

1.電磁感應的動態(tài)過程：學生可能難以直觀理解變化的磁場如何產(chǎn)生電流。

2.變壓器的能效計算：學生可能對能量轉(zhuǎn)換效率的計算感到困惑。

解決辦法：

1.利用實驗和動畫演示，讓學生通過直觀的方式感受電磁感應的動態(tài)過程。

2.通過實際案例計算，讓學生參與其中，加深對變壓器能效計算的理解。

3.設計互動討論環(huán)節(jié)，鼓勵學生提問和解答，以小組合作的方式共同解決難題。四、教學資源準備1.教材：確保每位學生都有《2023-2024學年新教材高中物理選擇性必修第二冊》(教科版2019)以便于學習和復習。

2.輔助材料：收集相關的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，以直觀展示變壓器的工作原理和特性。

3.實驗器材：準備實驗所需的變壓器模型、電線、電壓表、電流表等器材，確保其完整性和安全性。

4.教室布置：根據(jù)教學需要，提前布置教室環(huán)境，設置分組討論區(qū)和實驗操作臺，以便于學生進行實驗和討論。五、教學過程1.導入新課

同學們，大家好！我們今天要學習的是關于變壓器的內(nèi)容。變壓器是物理學中的一個重要概念，它在我們的日常生活中有著廣泛的應用。通過學習變壓器，我們可以了解電磁感應的原理，并掌握變壓器的基本特性和應用?，F(xiàn)在，讓我們一起來探索變壓器的奧秘吧！

2.講解變壓器的基本原理

首先，讓我們來了解一下變壓器的基本原理。變壓器是利用電磁感應現(xiàn)象來實現(xiàn)電壓的變換的。當交流電通過初級線圈時，產(chǎn)生的磁場會在次級線圈中感應出電動勢，從而實現(xiàn)電壓的變換。這個過程中，鐵芯起到了關鍵的作用，它能夠增強磁場的強度，使得電壓變換更加明顯。

3.展示變壓器的構(gòu)造

4.探究變壓器的特性

現(xiàn)在，讓我們來探究一下變壓器的特性。變壓器的主要特性包括電壓比、電流比、變壓比和效率。電壓比是指次級線圈電壓與初級線圈電壓的比值，它反映了變壓器對電壓的變換能力。電流比是指次級線圈電流與初級線圈電流的比值，它與變壓器的匝數(shù)比有關。變壓比則是電壓比的另一種表述方式，它能夠幫助我們更好地理解變壓器的工作原理。效率是變壓器能量轉(zhuǎn)換的重要指標，它反映了變壓器的能效水平。

5.應用實例分析

了解了變壓器的特性和應用，我們來看一下一些實際的例子。在電力系統(tǒng)中，變壓器被廣泛應用于電壓的變換，以滿足不同用電設備的需求。例如，家庭中的電壓通常是220伏，而動力電壓則是380伏，通過變壓器的作用，我們可以將電壓變換到所需的水平。此外，在電子設備中，變壓器也起到了重要的角色，例如在手機充電器中，變壓器將高電壓變換成適合手機充電的低電壓。

6.實驗操作和觀察

現(xiàn)在，讓我們來進行實驗，親身體驗變壓器的工作原理。我們將使用變壓器模型進行實驗，觀察電壓的變換過程。首先，我們將初級線圈接入電源，觀察次級線圈中是否產(chǎn)生電壓。然后，我們可以改變初級線圈的匝數(shù)，觀察電壓比的變化。通過實驗操作和觀察，我們可以更加直觀地理解變壓器的工作原理和特性。

7.總結(jié)和復習

8.布置作業(yè)

最后，讓我們來布置一下作業(yè)。請大家回去后，復習一下變壓器的基本原理和特性，并完成課后練習題。同時，也可以思考一下變壓器在日常生活和工業(yè)中的應用，嘗試找一些實例進行分析和研究。六、教學資源拓展一、拓展資源

1.科普文章：電磁感應與變壓器原理

2.視頻資源：電磁感應現(xiàn)象的實驗演示

3.互動網(wǎng)站：探索變壓器的工作原理

4.科普圖書：電磁學入門

5.在線課程：高中物理電磁學模塊

二、拓展建議

1.讓學生閱讀科普文章，加深對電磁感應與變壓器原理的理解。

2.觀看視頻資源，直觀感受電磁感應現(xiàn)象，為課堂學習做好鋪墊。

3.訪問互動網(wǎng)站，自主探索變壓器的工作原理，提高學生的探究能力。

4.推薦學生閱讀科普圖書，培養(yǎng)對電磁學的興趣，拓寬知識視野。

5.鼓勵學生參加在線課程，系統(tǒng)學習電磁學知識，提高學生的自學能力。

拓展作業(yè)：

1.結(jié)合科普文章，撰寫一篇關于電磁感應與變壓器原理的科普作文。

2.選取一個互動網(wǎng)站，以小組形式進行討論，總結(jié)變壓器的工作原理。

3.閱讀科普圖書，繪制電磁學知識結(jié)構(gòu)圖，鞏固所學知識。

4.參加在線課程，完成相關作業(yè)，檢驗自己的電磁學掌握程度。七、板書設計1.變壓器原理：

-電磁感應

-初級線圈、次級線圈

-電壓比、電流比、變壓比

2.變壓器構(gòu)造：

-鐵芯

-初級線圈、次級線圈

-匝數(shù)關系

3.變壓器應用：

-電力系統(tǒng)

-電子設備

-實例分析

板書設計說明：

1.變壓器原理部分，通過列出關鍵詞，簡潔明了地呈現(xiàn)了變壓器的工作原理。

2.變壓器構(gòu)造部分，以圖示和關鍵詞的形式展示了變壓器的構(gòu)造特點。

3.變壓器應用部分，通過實例分析，使學生了解變壓器的實際應用，增強學習的實用性。

藝術性和趣味性說明：

1.在板書設計中，使用不同顏色和符號標注關鍵詞，增加視覺沖擊力，提高學生的關注度。

2.結(jié)合圖示和實例，使板書更具直觀性，有助于學生形象記憶。

3.設計富有創(chuàng)意的板書布局，如采用層次感強的布局方式，展現(xiàn)變壓器的結(jié)構(gòu)特點，激發(fā)學生的學習興趣。八、課堂小結(jié)，當堂檢測1.小結(jié)：

本節(jié)課我們學習了變壓器的基本原理、構(gòu)造、特性和應用。變壓器利用電磁感應現(xiàn)象實現(xiàn)電壓的變換，主要由初級線圈、次級線圈和鐵芯組成。電壓比、電流比、變壓比是變壓器的重要特性，反映了變壓器對電壓的變換能力。變壓器在電力系統(tǒng)和電子設備中有廣泛的應用，例如電壓變換和信號傳輸。通過實驗和實例分析，我們深入了解了變壓器的工作原理和實際應用。

2.當堂檢測：

（1）填空題：

①變壓器是利用________現(xiàn)象實現(xiàn)電壓的變換的。

②變壓器的電壓比是指________與________的比值。

③變壓器的效率是指________與________的比值。

（2）選擇題：

①變壓器的初級線圈和次級線圈之間的關系是________。

A.電壓比相等

B.電流比相等

C.電壓比和電流比都相等

D.電壓比和電流比都不相等

（3）簡答題：

請簡要說明變壓器的工