2024-2025学年高中物理 第四章 远距离输电 第2节 变压器教案2 鲁科版选修3-2

2024-2025学年高中物理第四章远距离输电第2节变压器教案2鲁科版选修3-2学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容分析本节课的主要教学内容为鲁科版选修3-2第四章远距离输电第2节“变压器”。教学内容围绕变压器的原理、构造、种类以及在实际中的应用展开。具体包括：变压器的原理——电磁感应，变压器的构造——初级线圈、次级线圈、铁芯，变压器的种类——升压变压器、降压变压器，以及变压器在实际中的应用——远距离输电。

教学内容与学生已有知识的联系在于，学生在之前的学习中掌握了电磁感应的基本原理，了解了电感、线圈等相关概念。在此基础上，本节课将引导学生将这些知识应用于变压器的工作原理分析，并进一步理解变压器在远距离输电中的作用，从而加深对电磁现象及其应用的理解。核心素养目标本节课旨在培养学生的物理学科核心素养，包括科学探究、物理观念、科学思维和科学态度与责任。通过学习变压器原理及其在远距离输电中的应用，使学生能够：

1.提升科学探究能力：通过实验和观察，探究变压器的工作原理，培养学生实验操作、数据分析及问题解决的能力。

2.形成物理观念：理解电磁感应现象在变压器中的应用，深化电磁学的物理观念。

3.培养科学思维：运用科学方法分析变压器构造和性能，提高学生的逻辑思维和批判性思维能力。

4.树立科学态度与责任：认识变压器在远距离输电中的重要性，激发学生对物理学科的兴趣，培养其社会责任感和环保意识。重点难点及解决办法重点：变压器的工作原理，变压器在远距离输电中的应用。

难点：理解变压器的构造与性能之间的关系，掌握变压器的效率计算。

解决办法及突破策略：

1.利用互动式教学，通过实物展示和动画模拟，直观呈现变压器的工作原理，帮助学生形象理解。

2.设计小组讨论环节，让学生探讨变压器构造与性能之间的关系，引导学生自主发现并理解关键概念。

3.创设问题情境，结合实际案例，引导学生运用公式计算变压器的效率，培养学生解决问题的能力。

4.通过课后作业和拓展阅读，巩固学生对变压器知识的掌握，提高学生的知识运用能力。

5.针对学习困难的学生，提供个性化辅导，帮助他们克服难点，确保全体学生能够掌握本节课的重点内容。教学资源1.硬件资源：变压器实物模型、多媒体教学设备、实验器材（包括电流表、电压表、线圈、铁芯等）。

2.软件资源：教学PPT、教学视频、仿真实验软件。

3.课程平台：校园网络教学平台、电子书包平台。

4.信息化资源：电子教案、在线试题库、教学动画、电子图书。

5.教学手段：讲授法、讨论法、实验法、案例分析法、互动式教学、小组合作学习。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过校园网络教学平台，发布变压器工作原理的预习资料，明确预习目标和要求。

-设计预习问题：围绕变压器的工作原理和应用，设计具有启发性和探究性的问题，如“变压器如何实现电压的升高或降低？”

-监控预习进度：通过平台数据和学生反馈，跟踪学生的预习情况，确保预习效果。

学生活动：

-自主阅读预习资料：按照要求，阅读预习资料，了解变压器的基本概念和原理。

-思考预习问题：对预习问题进行独立思考，记录下自己的理解和疑问。

-提交预习成果：通过平台提交预习笔记和问题。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：培养学生独立思考能力。

-信息技术手段：利用在线平台进行资源共享和进度监控。

作用与目的：

-为课堂学习变压器原理和应用打下基础。

-培养学生的自主学习能力和探究精神。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过展示变压器的实物模型，引出本节课的主题。

-讲解知识点：详细讲解变压器的工作原理、构造和效率计算，结合实物模型和案例。

-组织课堂活动：设计小组讨论和实验，让学生观察变压器的工作过程，进行数据分析。

-解答疑问：针对学生的疑问，及时进行解答和指导。

学生活动：

-听讲并思考：认真听讲，对变压器的原理和计算方法进行思考。

-参与课堂活动：在小组讨论中积极发言，参与实验操作，观察变压器性能。

-提问与讨论：对不理解的问题提出疑问，参与课堂讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：系统讲解变压器知识。

-实验活动法：通过实验加深对变压器原理的理解。

-合作学习法：通过小组合作，促进学生之间的交流。

作用与目的：

-加深对变压器知识点的理解和记忆。

-培养学生的实验操作能力和团队合作能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：根据课堂内容，布置关于变压器效率计算的作业。

-提供拓展资源：向学生推荐相关的电子图书和视频，供深入学习。

-反馈作业情况：及时批改作业，提供反馈，指导学生改进。

学生活动：

-完成作业：认真完成作业，巩固变压器效率计算方法。

-拓展学习：利用拓展资源，进一步探索变压器的应用和最新研究。

-反思总结：对自己的学习过程进行反思，提出改进措施。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：鼓励学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：指导学生进行自我评价和总结。

作用与目的：

-巩固学生对变压器知识的应用。

-拓宽学生的知识视野，培养其自主学习和自我反思的能力。教学资源拓展1.拓展资源：

-与变压器相关的经典物理学书籍，如《电磁学》、《电动力学》等，这些书籍中包含了变压器原理的深入阐述及其在电力系统中的应用。

-介绍变压器发展历史的科普文章或视频，帮助学生了解变压器技术的发展脉络。

-变压器在实际工程中的应用案例，如高压输电线路、变电站建设等，可通过工程图纸、技术报告等形式提供。

-变压器制作的实验指导书或手册，指导学生了解变压器的制作过程和注意事项。

-有关电磁兼容性和变压器噪声控制的研究文献，探讨变压器在现代电力系统中的环保和节能问题。

2.拓展建议：

-鼓励学生阅读经典物理学书籍，深入理解电磁感应和变压器的工作原理。

-组织学生观看科普视频，了解变压器技术的发展历程，增强学生对技术进步的认识。

-引导学生分析实际工程案例，理解变压器在远距离输电中的关键作用，培养学生的工程意识和实际问题解决能力。

-支持学生参与实验制作，亲自动手制作简易变压器，加深对变压器构造和原理的理解。

-建议学生查阅相关研究文献，了解变压器在电磁兼容性和环保方面的研究进展，提高学生的科学素养和社会责任感。课后作业1.计算题：升压变压器在输入端接入一个交流电压U1，输出端电压为U2，已知变压器的匝数比为n1:n2。求输出端电压U2与输入端电压U1的关系。

答案：根据变压器的电压变换公式，U2/U1=n2/n1，所以输出端电压U2=U1*(n2/n1)。

2.计算题：一个降压变压器，次级线圈匝数是初级线圈的五倍，次级线圈的电压为220V。求初级线圈的电压。

答案：由于次级线圈电压是初级线圈电压的五倍，初级线圈电压为220V*5=1100V。

3.应用题：假设一个变压器将电压从220V升高到11000V，用于远距离输电。若输送的功率为100MW，求输电线路的电流。

答案：根据功率公式P=UI，其中U为电压，I为电流。将功率P=100MW=100,000,000W，电压U=11000V代入公式，得到电流I=P/U=100,000,000/11000≈9091A。

4.分析题：解释变压器在远距离输电中的作用，并说明为什么需要升压变压器。

答案：变压器在远距离输电中的作用是提高输电效率，减少线路损耗。升压变压器可以将输电线路上的电压提高，从而降低线路上的电流，根据功率损耗公式P损=I^2R，降低电流可以显著减少功率损耗。

5.设计题：设计一个简易的变压器，用于将6V的直流电压转换为交流电压。列出所需材料及步骤。

答案：

-所需材料：一个铁芯，两个线圈（初级线圈和次级线圈），绝缘材料，可调电源，电表，导线。

-步骤：

1.将初级线圈绕在铁芯上，匝数为N1。

2.将次级线圈绕在铁芯上，匝数为N2（N2>N1）。

3.使用绝缘材料将线圈绝缘。

4.将可调电源连接到初级线圈，调整电源输出6V直流电压。

5.将次级线圈接入电表，测量输出交流电压。

6.根据需要调整线圈的匝数，直到获得满意的交流电压输出。教学评价与反馈2.小组讨论成果展示：评估学生在小组讨论中的参与程度、讨论成果的展示方式以及他们对变压器原理和应用的解释能力。通过观察学生的合作和沟通技巧，评价他们的团队协作能力。

3.随堂测试：通过随堂测试的方式，检查学生对变压器原理和应用的掌握程度。测试可以包括填空题、简答题和计算题，重点考查学生对变压器工作原理、构造和效率计算的理解。

4.实验表现：评估学生在变压器实验中