2024-2025學(xué)年高中物理 第二章 交變電流 第06節(jié) 變壓器教學(xué)實錄1 粵教版選修3-2

2024-2025學(xué)年高中物理第二章交變電流第06節(jié)變壓器教學(xué)實錄1粵教版選修3-2主備人備課成員設(shè)計思路本節(jié)課以“變壓器”為主題，結(jié)合粵教版選修3-2物理教材，通過實驗演示和理論講解相結(jié)合的方式，讓學(xué)生深入了解變壓器的原理和工作原理。課程設(shè)計注重啟發(fā)式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生主動探究，培養(yǎng)學(xué)生運用物理知識解決實際問題的能力。教學(xué)內(nèi)容與課本緊密關(guān)聯(lián)，注重實用性，旨在幫助學(xué)生掌握變壓器的基本知識和應(yīng)用。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究、科學(xué)思維和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的核心素養(yǎng)。通過實驗探究變壓器原理，學(xué)生能夠提高觀察、分析、推理等科學(xué)探究能力；在分析變壓器工作原理過程中，鍛煉邏輯思維和抽象思維能力；同時，通過學(xué)習(xí)變壓器在實際生活中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度和責(zé)任意識，認(rèn)識到物理知識對技術(shù)發(fā)展的推動作用。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點，

①變壓器的工作原理，包括電磁感應(yīng)現(xiàn)象在變壓器中的應(yīng)用，以及電壓、電流和匝數(shù)之間的關(guān)系；

②變壓器的構(gòu)造及其各部分的作用，如鐵芯、線圈和絕緣材料等；

③變壓器的分類和應(yīng)用，包括升壓變壓器和降壓變壓器，以及它們在不同領(lǐng)域的具體應(yīng)用。

2.教學(xué)難點，

①理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象在變壓器中的具體作用，包括磁通量的變化和感應(yīng)電動勢的產(chǎn)生；

②掌握變壓器中電壓、電流與匝數(shù)之間的反比關(guān)系，并能應(yīng)用于實際問題的分析和計算；

③理解變壓器的能量損耗和效率問題，包括銅損和鐵損，以及如何提高變壓器的效率；

④分析變壓器在實際應(yīng)用中的安全性和穩(wěn)定性問題，如絕緣性能和過載保護(hù)等。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有粵教版選修3-2物理教材，以便于課堂學(xué)習(xí)。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與變壓器相關(guān)的圖片、電路圖、工作原理動畫等多媒體資源，幫助學(xué)生直觀理解。

3.實驗器材：準(zhǔn)備變壓器、電源、電流表、電壓表等實驗器材，確保實驗的順利進(jìn)行。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，以便學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)；在實驗操作臺布置實驗器材，確保實驗區(qū)域安全有序。教學(xué)過程1.導(dǎo)入新課

（老師）同學(xué)們，上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，了解了線圈在磁場中運動時會產(chǎn)生感應(yīng)電流。今天，我們將繼續(xù)探索電磁感應(yīng)的奧秘，學(xué)習(xí)一種重要的應(yīng)用——變壓器。

（學(xué)生）好的，老師。

2.變壓器原理探究

（老師）首先，我們來探究變壓器的工作原理。請同學(xué)們打開教材，找到關(guān)于變壓器原理的部分。根據(jù)課本，變壓器主要由鐵芯和線圈組成，鐵芯是磁性材料，線圈則繞在鐵芯上。

（學(xué)生）了解了，變壓器通過電磁感應(yīng)現(xiàn)象來改變電壓。

（老師）非常好。那么，變壓器是如何改變電壓的呢？請同學(xué)們思考一下，并嘗試用課本上的公式來解釋。

（學(xué)生）變壓器中的原線圈接通交流電源，產(chǎn)生變化的磁場，這個磁場穿過鐵芯，在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而實現(xiàn)電壓的改變。

（老師）非常好，同學(xué)們已經(jīng)能夠用自己的話解釋變壓器的工作原理了。接下來，我們可以通過實驗來驗證這個原理。

3.實驗演示

（老師）現(xiàn)在，請同學(xué)們跟隨我進(jìn)行變壓器實驗。首先，我會演示如何連接實驗器材，包括變壓器、電源、電流表和電壓表。

（學(xué)生）好的，老師。

（老師）實驗開始前，請確保所有實驗器材都連接正確，并且安全。我會先打開電源，觀察原線圈的電壓和電流，然后調(diào)整變壓器的位置，觀察副線圈的電壓和電流變化。

（學(xué)生）明白了，老師。

（老師）通過實驗，我們可以觀察到，當(dāng)原線圈電壓一定時，副線圈的電壓與原線圈的匝數(shù)成正比；當(dāng)副線圈電壓一定時，原線圈的電流與副線圈的匝數(shù)成反比。

4.變壓器應(yīng)用

（老師）變壓器在實際生活中有著廣泛的應(yīng)用。請同學(xué)們結(jié)合教材，列舉出變壓器在電力系統(tǒng)、家用電器、通信設(shè)備等方面的應(yīng)用。

（學(xué)生）比如，電力系統(tǒng)中使用升壓變壓器將高壓輸電，家用電器中使用的降壓變壓器，以及通信設(shè)備中的信號變壓器等。

（老師）很好，同學(xué)們已經(jīng)能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識應(yīng)用于實際生活。接下來，我們討論一下變壓器在實際應(yīng)用中需要注意的問題。

5.變壓器注意事項

（老師）變壓器在實際應(yīng)用中需要注意以下幾點：

（1）絕緣性能要良好，以防止漏電和短路現(xiàn)象；

（2）變壓器的容量要適中，過大或過小都會影響其工作效率；

（3）變壓器的散熱性能要好，以防止因溫度過高而損壞；

（4）變壓器的安裝位置要合理，便于維護(hù)和檢修。

（學(xué)生）了解了，老師。

6.總結(jié)與作業(yè)

（老師）今天，我們學(xué)習(xí)了變壓器的原理、應(yīng)用和注意事項。請同學(xué)們回顧一下本節(jié)課的主要內(nèi)容，并完成以下作業(yè)：

（1）總結(jié)變壓器的工作原理；

（2）列舉出變壓器在生活中的應(yīng)用；

（3）分析變壓器在實際應(yīng)用中需要注意的問題。

（學(xué)生）好的，老師。學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.理解與掌握變壓器基本原理

學(xué)生通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，能夠深入理解變壓器的工作原理，包括電磁感應(yīng)現(xiàn)象、電壓與匝數(shù)的關(guān)系、能量轉(zhuǎn)換等核心知識點。學(xué)生能夠熟練運用相關(guān)公式和概念，分析變壓器的實際工作情況。

2.提升科學(xué)探究能力

在實驗探究和討論過程中，學(xué)生學(xué)會了如何設(shè)計實驗、觀察現(xiàn)象、分析數(shù)據(jù)，并得出結(jié)論。這種科學(xué)探究能力是物理學(xué)科的核心素養(yǎng)之一，對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和解決問題的能力具有重要意義。

3.增強應(yīng)用意識

學(xué)生通過學(xué)習(xí)變壓器在生活中的應(yīng)用，如電力系統(tǒng)、家用電器、通信設(shè)備等，增強了將物理知識應(yīng)用于實際生活的意識。這種應(yīng)用意識有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)動力。

4.提高計算與推理能力

在學(xué)習(xí)變壓器電壓、電流與匝數(shù)關(guān)系的過程中，學(xué)生需要運用數(shù)學(xué)知識進(jìn)行計算和推理。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生的計算和推理能力得到有效提升。

5.培養(yǎng)團(tuán)隊合作精神

本節(jié)課采用分組討論和實驗操作的方式，使學(xué)生學(xué)會與他人合作，共同完成任務(wù)。這種團(tuán)隊合作精神對于學(xué)生未來的學(xué)習(xí)和工作具有積極的影響。

6.拓寬知識面

通過學(xué)習(xí)變壓器，學(xué)生了解了電磁感應(yīng)現(xiàn)象在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，如電力、通信、醫(yī)學(xué)等。這有助于拓寬學(xué)生的知識面，培養(yǎng)跨學(xué)科思維。

7.增強安全意識

在學(xué)習(xí)變壓器注意事項時，學(xué)生了解到變壓器在使用過程中需要注意的安全問題，如絕緣性能、容量、散熱等。這有助于提高學(xué)生的安全意識，預(yù)防潛在的安全隱患。

8.提高自主學(xué)習(xí)能力

學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過程中，通過自主探究、討論和總結(jié)，提高了自主學(xué)習(xí)能力。這種能力對于學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和工作具有重要作用。

9.培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣

本節(jié)課的教學(xué)過程中，學(xué)生遵循了教師引導(dǎo)、自主探究、合作交流的學(xué)習(xí)模式。這種學(xué)習(xí)模式有助于培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，為今后的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

10.提高物理學(xué)科素養(yǎng)

通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生在物理學(xué)科素養(yǎng)方面得到了全面提升，包括觀察、分析、推理、實驗、應(yīng)用等能力。這些素養(yǎng)對于學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和工作具有深遠(yuǎn)的影響。教學(xué)反思這節(jié)課下來，我覺得收獲頗豐，但也意識到自己在教學(xué)過程中存在一些不足之處，下面我想和大家分享一下我的教學(xué)反思。

首先，我覺得課堂氣氛的營造很重要。今天課堂上，我注意到學(xué)生們對于變壓器的原理和應(yīng)用都表現(xiàn)出濃厚的興趣，這讓我很高興。但在課堂上，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生還是顯得比較被動，參與度不夠高。我想，這可能是因為我沒有充分調(diào)動他們的積極性。在今后的教學(xué)中，我打算采用更多互動式教學(xué)方法，比如小組討論、角色扮演等，來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

其次，對于實驗環(huán)節(jié)，我覺得我們做得還不夠細(xì)致。在實驗演示過程中，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生對于實驗器材的使用和操作不夠熟練，甚至出現(xiàn)了一些安全隱患。這說明我在實驗前的準(zhǔn)備工作還不夠充分，沒有給學(xué)生提供足夠的實驗指導(dǎo)。今后，我會在實驗前詳細(xì)講解實驗步驟和注意事項，確保每位學(xué)生都能安全、準(zhǔn)確地完成實驗。

再來說說課堂節(jié)奏的把握。今天的課堂節(jié)奏相對較快，有些學(xué)生可能跟得上，但也有一些學(xué)生顯得有些吃力。我意識到，在今后的教學(xué)中，我要更加注重課堂節(jié)奏的調(diào)整，確保每個學(xué)生都能跟上教學(xué)進(jìn)度。

另外，我在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，有些學(xué)生對物理概念的理解還不夠深入。比如，在講解變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系時，有的學(xué)生還是一頭霧水。這讓我意識到，我在講解概念時需要更加清晰、簡潔，同時結(jié)合實際生活中的例子，幫助學(xué)生更好地理解。

此外，我還發(fā)現(xiàn)自己在課堂上的提問方式需要改進(jìn)。有時候，我的問題過于簡單，沒有很好地引導(dǎo)學(xué)生深入思考；有時候，問題又過于復(fù)雜，讓學(xué)生感到無從下手。在今后的教學(xué)中，我會更加注重提問的層次性和針對性，引導(dǎo)學(xué)生逐步深入探究問題。

最后，我覺得自己在課堂上的反饋不夠及時。有時候，學(xué)生在回答問題時，我可能沒有給予足夠的鼓勵或指導(dǎo)。在今后的教學(xué)中，我會更加關(guān)注學(xué)生的反饋，及時給予鼓勵和指導(dǎo)，幫助他們更好地學(xué)習(xí)和進(jìn)步。板書設(shè)計①變壓器工作原理

①電磁感應(yīng)

②磁通量變化

③感應(yīng)電動勢

②變壓器構(gòu)造

①鐵芯

②線圈

③絕緣材料

③變壓器分類

①升壓變壓器

②降壓變壓器

④變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系

①電壓比

②匝數(shù)比

⑤變壓器電流與匝數(shù)關(guān)系

①電流比

②匝數(shù)比

⑥變壓器應(yīng)用

①電力系統(tǒng)

②家用電器

③通信設(shè)備

⑦變壓器注意事項

①絕緣性能

②容量

③散熱性能

④安裝位置課后作業(yè)1.實驗分析題：

題目：進(jìn)行變壓器實驗時，發(fā)現(xiàn)原線圈電壓為220V，副線圈電壓為110V，且副線圈接入的負(fù)載電阻為100Ω。請計算原線圈中的電流和副線圈中的電流。

答案：根據(jù)變壓器的電壓比公式，電壓比等于匝數(shù)比，即：

\[\frac{U_1}{U_2}=\frac{N_1}{N_2}\]

其中，\(U_1\)和\(U_2\)分別是原線圈和副線圈的電壓，\(N_1\)和\(N_2\)分別是原線圈和副線圈的匝數(shù)。

由于電壓比已知，我們可以假設(shè)變壓器的匝數(shù)比與電壓比相同，即\(\frac{N_1}{N_2}=\frac{U_1}{U_2}=2\)。

副線圈電流\(I_2\)可以通過歐姆定律計算：

\[I_2=\frac{U_2}{R}=\frac{110V}{100Ω}=1.1A\]

原線圈電流\(I_1\)與副線圈電流\(I_2\)的關(guān)系為：

\[\frac{I_1}{I_2}=\frac{N_2}{N_1}=\frac{1}{2}\]

所以，原線圈電流\(I_1\)為：

\[I_1=2\timesI_2=2\times1.1A=2.2A\]

2.變壓器效率計算題：

題目：一個理想變壓器，原線圈接入220V的交流電源，副線圈輸出110V的電壓，若原線圈電流為1A，求變壓器的效率。

答案：理想變壓器的效率\(\eta\)可以通過輸出功率與輸入功率的比值來計算：

\[\eta=\frac{P_{out}}{P_{in}}\]

其中，\(P_{out}\)是輸出功率，\(P_{in}\)是輸入功率。

輸出功率\(P_{out}\)為：

\[P_{out}=U_2\timesI_2=110V\timesI_2\]

輸入功率\(P_{in}\)為：

\[P_{in}=U_1\timesI_1=220V\times1A\]

由于是理想變壓器，假設(shè)沒有能量損失，所以輸出功率等于輸入功率，即\(P_{out}=P_{in}\)。

因此，變壓器的效率\(\eta\)為：

\[\eta=\frac{110V\timesI_2}{220V\times1A}=\frac{1}{2}=50\%\]

3.變壓器實際應(yīng)用題：

題目：某地區(qū)家用電器的標(biāo)準(zhǔn)電壓為220V，現(xiàn)有電壓為110V的電源，設(shè)計一個降壓變壓器，使輸出電壓為220V，若輸入電流為5A，求輸出電流。

答案：由于變壓器的匝數(shù)比與電壓比相同，即\(\frac{N_1}{N_2}=\frac{U_1}{U_2}\)，我們可以計算出變壓器的匝數(shù)比：

\[\frac{N_1}{N_2}=\frac{110V}{220V}=\frac{1}{2}\]

輸出電流\(I_2\)與輸入電流\(I_1\)的關(guān)系為：

\[\frac{I_2}{I_1}=\frac{N_1}{N_2}=\frac{1}{2}\]

所以，輸出電流\(I_2\)為：

\[I_2=2\timesI_1=2\times5A=10A\]

4.變壓器損耗分析題：

題目：一個實際變壓器，原線圈接入220V的交流電源，副線圈輸出110V的電壓，若原線圈電流為1A，副線圈電流為0.5A，求變壓器的銅損和鐵損。

答案：銅損\(P_{cu}\)可以通過副線圈電流和電阻的關(guān)系計算：

\[P_{cu}=I_2^2\timesR\]

其中，\(R\)是副線圈的等效電阻，假設(shè)為100Ω。

所以，銅損\(P_{cu}\)為：

\[P_{cu}=(0.5A)^2\times100Ω=