(教学设计)第3章 3 变压器2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册(教科版2019)

(教学设计)第3章3变压器2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册(教科版2019)课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容分析本节课的主要教学内容是变压器的相关知识。教学内容与学生已有知识的联系：学生在之前的学习中已经掌握了电磁感应现象和电磁场的基本概念，本节课将进一步引导学生深入研究变压器的原理和特点。

具体的教学内容包括：

1.变压器的基本原理：向变压器初级线圈输入交流电，通过电磁感应原理，次级线圈中产生交流电。

2.变压器的构造：铁芯、初级线圈、次级线圈。

3.变压器的主要特性：电压比、电流比、变压比、效率。

4.变压器的应用：电力系统中的电压变换、电子设备中的信号变换等。二、核心素养目标本节课旨在培养学生的物理核心素养，主要包括：

1.科学探究能力：通过观察和实验，让学生掌握变压器的基本原理和特性，培养学生的实验操作能力和问题解决能力。

2.科学思维能力：引导学生运用逻辑思维和批判性思维，分析变压器的工作原理和应用，提高学生的科学思维水平。

3.科学创新能力：激发学生的创新意识，鼓励学生提出新的观点和解决方案，培养学生的科学创新能力。

4.科学交流能力：通过小组讨论和报告，提高学生的沟通能力和团队合作精神，培养学生的科学交流能力。三、重点难点及解决办法重点：

1.变压器的基本原理：学生需要理解电磁感应现象在变压器中的具体应用。

2.变压器的构造：学生需要了解铁芯、初级线圈、次级线圈等部件的作用和相互关系。

3.变压器的特性：学生需要掌握电压比、电流比、变压比和效率等概念，并能运用到实际问题中。

难点：

1.电磁感应的动态过程：学生可能难以直观理解变化的磁场如何产生电流。

2.变压器的能效计算：学生可能对能量转换效率的计算感到困惑。

解决办法：

1.利用实验和动画演示，让学生通过直观的方式感受电磁感应的动态过程。

2.通过实际案例计算，让学生参与其中，加深对变压器能效计算的理解。

3.设计互动讨论环节，鼓励学生提问和解答，以小组合作的方式共同解决难题。四、教学资源准备1.教材：确保每位学生都有《2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册》(教科版2019)以便于学习和复习。

2.辅助材料：收集相关的图片、图表、视频等多媒体资源，以直观展示变压器的工作原理和特性。

3.实验器材：准备实验所需的变压器模型、电线、电压表、电流表等器材，确保其完整性和安全性。

4.教室布置：根据教学需要，提前布置教室环境，设置分组讨论区和实验操作台，以便于学生进行实验和讨论。五、教学过程1.导入新课

同学们，大家好！我们今天要学习的是关于变压器的内容。变压器是物理学中的一个重要概念，它在我们的日常生活中有着广泛的应用。通过学习变压器，我们可以了解电磁感应的原理，并掌握变压器的基本特性和应用。现在，让我们一起来探索变压器的奥秘吧！

2.讲解变压器的基本原理

首先，让我们来了解一下变压器的基本原理。变压器是利用电磁感应现象来实现电压的变换的。当交流电通过初级线圈时，产生的磁场会在次级线圈中感应出电动势，从而实现电压的变换。这个过程中，铁芯起到了关键的作用，它能够增强磁场的强度，使得电压变换更加明显。

3.展示变压器的构造

4.探究变压器的特性

现在，让我们来探究一下变压器的特性。变压器的主要特性包括电压比、电流比、变压比和效率。电压比是指次级线圈电压与初级线圈电压的比值，它反映了变压器对电压的变换能力。电流比是指次级线圈电流与初级线圈电流的比值，它与变压器的匝数比有关。变压比则是电压比的另一种表述方式，它能够帮助我们更好地理解变压器的工作原理。效率是变压器能量转换的重要指标，它反映了变压器的能效水平。

5.应用实例分析

了解了变压器的特性和应用，我们来看一下一些实际的例子。在电力系统中，变压器被广泛应用于电压的变换，以满足不同用电设备的需求。例如，家庭中的电压通常是220伏，而动力电压则是380伏，通过变压器的作用，我们可以将电压变换到所需的水平。此外，在电子设备中，变压器也起到了重要的角色，例如在手机充电器中，变压器将高电压变换成适合手机充电的低电压。

6.实验操作和观察

现在，让我们来进行实验，亲身体验变压器的工作原理。我们将使用变压器模型进行实验，观察电压的变换过程。首先，我们将初级线圈接入电源，观察次级线圈中是否产生电压。然后，我们可以改变初级线圈的匝数，观察电压比的变化。通过实验操作和观察，我们可以更加直观地理解变压器的工作原理和特性。

7.总结和复习

8.布置作业

最后，让我们来布置一下作业。请大家回去后，复习一下变压器的基本原理和特性，并完成课后练习题。同时，也可以思考一下变压器在日常生活和工业中的应用，尝试找一些实例进行分析和研究。六、教学资源拓展一、拓展资源

1.科普文章：电磁感应与变压器原理

2.视频资源：电磁感应现象的实验演示

3.互动网站：探索变压器的工作原理

4.科普图书：电磁学入门

5.在线课程：高中物理电磁学模块

二、拓展建议

1.让学生阅读科普文章，加深对电磁感应与变压器原理的理解。

2.观看视频资源，直观感受电磁感应现象，为课堂学习做好铺垫。

3.访问互动网站，自主探索变压器的工作原理，提高学生的探究能力。

4.推荐学生阅读科普图书，培养对电磁学的兴趣，拓宽知识视野。

5.鼓励学生参加在线课程，系统学习电磁学知识，提高学生的自学能力。

拓展作业：

1.结合科普文章，撰写一篇关于电磁感应与变压器原理的科普作文。

2.选取一个互动网站，以小组形式进行讨论，总结变压器的工作原理。

3.阅读科普图书，绘制电磁学知识结构图，巩固所学知识。

4.参加在线课程，完成相关作业，检验自己的电磁学掌握程度。七、板书设计1.变压器原理：

-电磁感应

-初级线圈、次级线圈

-电压比、电流比、变压比

2.变压器构造：

-铁芯

-初级线圈、次级线圈

-匝数关系

3.变压器应用：

-电力系统

-电子设备

-实例分析

板书设计说明：

1.变压器原理部分，通过列出关键词，简洁明了地呈现了变压器的工作原理。

2.变压器构造部分，以图示和关键词的形式展示了变压器的构造特点。

3.变压器应用部分，通过实例分析，使学生了解变压器的实际应用，增强学习的实用性。

艺术性和趣味性说明：

1.在板书设计中，使用不同颜色和符号标注关键词，增加视觉冲击力，提高学生的关注度。

2.结合图示和实例，使板书更具直观性，有助于学生形象记忆。

3.设计富有创意的板书布局，如采用层次感强的布局方式，展现变压器的结构特点，激发学生的学习兴趣。八、课堂小结，当堂检测1.小结：

本节课我们学习了变压器的基本原理、构造、特性和应用。变压器利用电磁感应现象实现电压的变换，主要由初级线圈、次级线圈和铁芯组成。电压比、电流比、变压比是变压器的重要特性，反映了变压器对电压的变换能力。变压器在电力系统和电子设备中有广泛的应用，例如电压变换和信号传输。通过实验和实例分析，我们深入了解了变压器的工作原理和实际应用。

2.当堂检测：

（1）填空题：

①变压器是利用________现象实现电压的变换的。

②变压器的电压比是指________与________的比值。

③变压器的效率是指________与________的比值。

（2）选择题：

①变压器的初级线圈和次级线圈之间的关系是________。

A.电压比相等

B.电流比相等

C.电压比和电流比都相等

D.电压比和电流比都不相等

（3）简答题：

请简要说明变压器的工