(教学设计)第3章 素养提升课 变压器的应用2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册(粤教版2019)

(教学设计)第3章素养提升课变压器的应用2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册(粤教版2019)科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）(教学设计)第3章素养提升课变压器的应用2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册(粤教版2019)教学内容本节课的教学内容来自于2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册（粤教版2019），第3章素养提升课变压器的应用。本节课主要内容包括：

1.变压器的原理：介绍变压器的工作原理，包括原线圈、副线圈以及磁通量的变化。

2.变压器的种类：讲解不同种类的变压器，如交流变压器、直流变压器、升压变压器、降压变压器等。

3.变压器的计算：教授如何计算变压器的匝数比，以及如何根据需要选择合适的变压器。

4.变压器的应用：介绍变压器在实际生活中的应用，如电力系统、电子设备等。

5.变压器的优缺点：分析变压器的优点，如体积小、重量轻、效率高等，以及缺点，如损耗大、频率限制等。核心素养目标本节课的核心素养目标包括：

1.物理观念：使学生理解变压器的工作原理，建立正确的物理观念，能够将理论知识与实际应用相结合。

2.科学思维：培养学生运用科学思维方法分析问题、解决问题的能力，如通过计算匝数比来选择合适的变压器。

3.实验与探究：培养学生进行实验与探究的能力，如通过实验观察变压器的工作过程，进一步理解其原理。

4.科学态度与价值观：培养学生对物理学的热爱和兴趣，培养他们追求真理、勇于探索的科学态度和价值观。学情分析本节课的授课对象为高中物理选修第二册的学生，他们已经掌握了基本的物理知识和一定的数学计算能力。在学习变压器这一章节时，学生需要将已有的知识与实际应用相结合，理解并掌握变压器的工作原理及其在生活中的应用。

在学习层次上，学生已经具备了一定的知识基础，能够理解并应用物理公式。但在实际操作和实验方面，部分学生可能还存在不足。因此，在教学过程中，需要关注学生的个体差异，针对不同层次的学生进行有针对性的教学。

在行为习惯方面，大部分学生学习态度端正，积极参与课堂讨论。但也有部分学生对物理学习兴趣不足，容易产生消极情绪。针对这一情况，教师应注重激发学生的学习兴趣，创设有趣的物理现象和实验，让他们在实践中感受物理的魅力。

对于课程学习的影响，学生对变压器的理解和掌握程度将直接影响到后续课程的学习。因此，在教学过程中，要关注学生的知识掌握情况，及时进行反馈和引导，提高他们的学习效果。同时，通过培养学生的实验与探究能力，使他们能够将理论知识运用到实际问题中，提高解决问题的能力。教学方法与策略1.选择适合教学目标和学习者特点的教学方法：在本节课中，将采用讲授法为主，结合案例研究、项目导向学习等教学方法。通过讲解变压器的工作原理和应用实例，使学生掌握相关知识。同时，引导学生进行小组讨论，分享彼此的学习心得和经验，提高他们的合作能力。

2.设计具体的教学活动：为了促进学生参与和互动，将组织以下教学活动：

a.实验演示：安排一次变压器的实验演示，让学生亲身体验变压器的工作过程，加深对知识的理解。

b.角色扮演：让学生扮演变压器的原线圈和副线圈，通过实际操作模拟变压器的工作原理，提高学生的实践能力。

c.小组讨论：引导学生针对变压器的应用实例展开小组讨论，分享彼此的观点和思考，培养学生的批判性思维和沟通技巧。

3.确定教学媒体使用：在教学过程中，将利用多媒体课件、实验设备、视频等教学媒体。通过生动形象的课件展示变压器的工作原理和应用实例，帮助学生直观地理解知识。同时，利用实验设备和视频，让学生亲身体验变压器的工作过程，提高他们的实践能力。教学过程课堂导入：

大家好，今天我们要学习的是关于变压器的应用，这是高中物理选择性必修第二册的一个重点章节。在现实生活中，变压器扮演着非常重要的角色，比如在电力系统中，变压器能够将高压电转换为低压电，以供我们日常使用。那么，变压器是如何工作的呢？它的原理又是什么呢？让我们一起探索一下。

新课内容讲解：

首先，让我们来了解一下变压器的基本原理。变压器主要由原线圈、副线圈和铁芯组成。当交流电流通过原线圈时，会产生交变磁场，这个磁场会穿过铁芯，影响到副线圈中的电流。根据法拉第电磁感应定律，副线圈中的电流会因为原线圈中的磁场变化而产生电动势，从而实现电压的升降。

现在，让我们来进行一个实验，亲自观察变压器的工作过程。我们将使用一个简易的变压器装置，通过实际操作，观察电压的变化，进一步理解变压器的原理。

实验结束后，我们来进行小组讨论。请每个小组分享一下你们的观察结果，以及对于变压器工作原理的理解。同时，大家可以讨论一下，变压器在实际生活中有哪些应用，以及它们的工作原理是什么。

最后，我将给大家介绍一下如何计算变压器的匝数比，以及如何根据需要选择合适的变压器。这是我们在实际应用中必须要掌握的知识点。

课堂小结：

课后作业：

请大家课后完成教材上的相关练习题，加深对变压器知识的理解。同时，大家可以思考一下，还有哪些其他的电器设备也是基于电磁原理工作的？它们的工作原理是什么？下节课我们将一起来探讨这个问题。拓展与延伸1.阅读材料：

-《变压器设计与应用》：详细介绍了变压器的设计原理、各种类型变压器的应用以及变压器在电力系统中的作用。

-《电磁感应现象》：深入剖析了电磁感应定律及其在各种电气设备中的应用，包括变压器、发电机等。

2.课后自主学习和探究：

-研究不同种类的变压器（如交流变压器、直流变压器、升压变压器、降压变压器等），了解它们的工作原理及其在实际应用中的优缺点。

-探究变压器在电力系统中的作用，了解电力系统中变压器的重要性和地位。

-分析变压器在现代社会中的广泛应用，如电力系统、电子设备等，了解变压器在日常生活和工作中的重要性。

-深入研究变压器的效率、损耗等性能指标，探讨如何提高变压器的性能和降低损耗。

-思考电磁原理在其他电器设备中的应用，如电动机、发电机、电磁炉等，探究这些设备的工作原理及其与变压器的异同。反思改进措施特色与创新：

1.实验演示：通过实际操作，让学生亲身体验变压器的工作过程，提高了学生的实践能力和兴趣。

2.角色扮演：让学生扮演变压器的原线圈和副线圈，通过实际操作模拟变压器的工作原理，提高了学生的实践能力和团队合作能力。

3.小组讨论：引导学生针对变压器的应用实例展开小组讨论，分享彼此的观点和思考，培养了学生的批判性思维和沟通技巧。

存在主要问题：

1.教学管理：在实验过程中，部分学生对实验设备的操作不熟悉，导致实验结果不准确。

2.教学方法：在讲解变压器原理时，发现部分学生对理论知识的理解不够深入，需要更多的实例和实际操作来辅助理解。

3.教学评价：评价学生的学习效果时，发现部分学生对变压器的理解和掌握程度不够，需要更多的反馈和指导。

改进措施：

1.教学管理：在实验前，加强学生的实验操作培训，确保他们熟悉实验设备的操作，提高实验结果的准确性。

2.教学方法：在讲解变压器原理时，结合更多的实例和实际操作，帮助学生深入理解理论知识。

3.教学评价：通过课堂提问、小组讨论、课后作业等多种方式，及时获取学生的学习反馈，针对学生的不足进行有针对性的指导。

4.增加课后辅导：对于学习有困难的学生，提供课后辅导机会，帮助他们巩固知识点，提高学习效果。

5.引导学生进行课后自主学习和探究：提供相关的拓展阅读材料，鼓励学生思考变压器在日常生活和工作中的应用，培养他们的自主学习能力和思考能力。典型例题讲解例题1：

题目：一个理想变压器的原线圈匝数为1000圈，副线圈匝数为2000圈。若原线圈接入交流电压220V，求副线圈的输出电压。

解答：

根据变压器的匝数比公式：

$$\frac{U_1}{U_2}=\frac{n_1}{n_2}$$

代入原线圈和副线圈的匝数：

$$\frac{220V}{U_2}=\frac{1000}{2000}$$

解得：

$$U_2=\frac{220V\times2000}{1000}=440V$$

例题2：

题目：一个变压器的原线圈匝数为1000圈，副线圈匝数为2000圈。若原线圈接入交流电压220V，副线圈输出电流为2A，求原线圈的输入电流。

解答：

根据变压器的电流比公式：

$$\frac{I_1}{I_2}=\frac{n_2}{n_1}$$

代入原线圈和副线圈的匝数：

$$\frac{I_1}{2A}=\frac{2000}{1000}$$

解得：

$$I_1=4A$$

例题3：

题目：一个升压变压器的原线圈匝数为1000圈，副线圈匝数为2000圈。若原线圈接入交流电压220V，副线圈输出电压为440V，求原线圈的输入电压。

解答：

根据变压器的电压比公式：

$$\frac{U_1}{U_2}=\frac{n_1}{n_2}$$

代入原线圈和副线圈的匝数及输出电压：

$$\frac{U_1}{440V}=\frac{1000}{2000}$$

解得：

$$U_1=220V$$

例题4：

题目：一个降压变压器的原线圈匝数为1000圈，副线圈匝数为2000圈。若原线圈接入交流电压220V，副线圈输出电压为110V，求原线圈的输入电压。

解答：

根据变压器的电压比公式：

$$\frac{U_1}{U_2}=\frac{n_1}{n_2}$$

代入原线圈和副线圈的匝数及输出电压：

$$\frac{U_1}{110V}=\frac{1000}{2000}$$

解得：

$$U_1=220V$$

例题5：

题目：一个变压器的原线圈匝数为1000圈，副线圈匝数为2000圈。若原线圈接入交流电压220V，副线圈输出电压为110V，求原线圈的输入电压。

解答：

根据变压器的电压比公式：

$$\frac{U_1}{U_2}=\frac{n_1}{n_2}$$

代入原线圈和副线圈的匝数及输出电压：

$$\frac{U_1}{110V}=\frac{1000}{2000}$$

解得：

$$U_1=220V$$课堂课堂评价：

作业评价：

对学生的作业进行认真批改和点评，及时反馈学生的学习效果。在批改作业时，注意学生的解题思路是否清晰，计算是否准确，对于错误的地方，给出具体的修改建议。在点评时，鼓励学生继续努力，并提出他们对学习的内容和方法的建议，以促进学生的学习动力和效果。

小组讨论评价：

在小组讨论中，观察学生的参与程度和合作能力。对于积极参与讨论、分享观点的学生，给予肯定和鼓励。对于参与度不高、被动接受的学生，鼓励他们更多地参与到讨论中，提出自己的观点和问题，以提高他们的团队合作能力和批判性思维能力。

课外拓展评价：

对于完成课外拓展阅读的学生