高中物理-变压器教学设计学情分析教材分析课后反思

课标分析

高中物理是普通高中科学学习领域的一门基础课程，与九年义务教育物理或科学课程相

衔接，旨在进一步提高学生的科学素养。在高中阶段，物理课程的主要目的侧重于培养全

体高中学生的科学素养。

选修系列3-2课程模块侧重于电磁学知识，重点内容如下：电磁感应现象展示了不同运

动形式之间的联系，为电能的大规模应用奠定了物理学的基础；交变电流是生活和生产中最

常用到的电流；传感器则是生活和生产中各种测量、控制所不可缺少的元器件。本模块安排

了几个科学探究活动。使学生在经历科学探究的过程中，领悟物理学研究的思想与方法。

第四章《远距离输电》是交流电知识的延伸和拓展，是前面所学电磁学知识的进一步发

展和应用。其知识内容与生产和生活有着密切联系，教学中应让学生较为深入的认识物理学

在技术中的应用及其对社会、经济发展的影响。课标对第二节变压器的要求是：通过实验,

探究变压器电压与匝数的关系。所以，在知识与技能方面，教学中应直在使学生了解变压器

的工作原理，掌握变压器的电压、电流与匝数的关系式。所以教学中更要注重学生的自主学

习和探究性学习，体现科学探究中“猜想与假设”这一要素。通过探究变压器电压与匝数的

关系，学会用定量和定性的方法收集数据，认识科学收集数据的重要性，并会对实验所观察

到的现象或收集到的实验数据进行处理。

本章3个部分的知识对学生而言虽然新奇，但总体要求层次并不高，因此除“科学探究

一一变压器电压与匝数的关系“外，一般都是“点到”为止。

学情分析

学生通过前面《电磁感应》整章的学习，已经对磁生电以及涡旋电流有了基本的掌握,

在《交流电》前两节的学习，对交流电的特点也比较清楚，已经基本具备了学习变压器这

一节内容的必备知识。

1、大多数学生对变压器原线圈两端的电压与原线圈产生的电动势大小关系这一知识点

比较欠缺，在教学中需作出补充提示。

2、探究实验环节，实验电路连接的设计对学生比较容易，但怎样设计表格、科学分析

数据需要教师的引导，逐步完成猜想、比较、验证，通过对实验误差及损耗的分析，从而得

到理想变压器的模型并得到理想变压器的变压规律。

对部分动手操作能力弱的学生，需要在实验电路的设计、万用电表的使用环节，给予单

独指导。

3、变压器的作用神奇，变压装置在生活中很常见，应激发学生学习主动性，利用课余

时间，带着自己的问题，搜集资料了解变压器。

4、木节课是变压器教学的第一课时，只讨论了变压器有一个副线圈的情况，课下可以给

学生留下三个思考题，既可以帮助学生巩固本节课的知识，同时为第二课时的教学做好铺垫。

思考讨论：

（I.）如果在铁芯上再绕制几个副线圈，那么原副线圈两端的电压、通过原副线圈的电流与

原副线圈的匝数将满足什么条件？

（2.）如果副线圈多接几个并联的用电器，原副线圈两端的电压是否发生改变？原副线圈中

通过的电流是否发生改变？原副线圈中的输入、输出功率又会怎样变化？并分析它们之间的

决定关系。

（3.）如何测量高压线上的交流电压？

课堂例题

例1、一台理想变压器原线圈的匝数为4400匝，与220V的电源相连，当副线圈接入额定电压

为36V的灯泡时,能够正常发光.则变压器副线圈的匝数为（）

A、36匝B、72匝C、720匝D、1440匝

例2、如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额

定电压为220V,额定功率为22W；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡

正常发光。若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则（）

A.U=110V,1=0.2AB.U=11O72V,1=0.2A

C.U=110V,1=0.05AD.U=11O72V,1=0.2亚A

当堂检测

1.关于理想变压器的工作原理,以下说法正确的是（

A.通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变

B.穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等

C.穿过副线圈的磁通量变化使得副线圈产生感应电动势

D.原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈

2.理想变压器的原线圈的匝数为110匝，副线圈匝数为660匝，若原线圈接在6V的电池

上，则副线圈两端电压（）.

A.0VB.6VC.1VD.36V

3.一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为m和m,正常工作时输入和输出的电压、

电流、功率分别为U1和U2,L和12,巴和P2,己知Ih>n2,贝IJ（）

A.Ui>U2,P1VP2B.P尸P2,IiVLC.I1VI29lh>U2D.Pi>Pz,L>12

4.如下图所示，一理想变压器原线圈匝数m=H00匝，副线圈匝数的=220匝，交流电源

的电压〃=22oVisiiiloomV,电殂K=44Q,电压表、电流表为理想电表，则下列说法正

确的是（）

A.

A.交流电的频率为50Hz

B.电流表Ai的示数为0.2A

C.电流表A2的示数为A

D.电压表的示数为44V

《变压器》听评记录

一.听课记录

1、新课导入：通过充电电池、充电器联系生活实际，并展示生活中的随处可见的变压器图

片，引入新课，引起学生学习兴趣。

2、观察实物，了解变压器构造：通过学生新手拆卸变压器，亲身体会主要结构，及各部分

构造之间彼此绝缘。

3、通过教师演示小灯泡亮暗实验，让学生感知变压器的变压作用，自然地将学生的思维引

导到对变压器原理的探究讨论中。引导学生讨论思考两个问题，从而突破变压器工作原理这

个难点。

4、通过手机充电器、显像管等生活实际创设问题情境，引导学生设计分组实验，探究变压

器原副线圈电压与匝数的关系。

学生先设计电路,明确电路连接。教师指导学生选择万用表的合适档位,准备数据记录表格，

采集数据。在实验、观察、记录、分析的基础上，引导学生科学分析数据，并体会到抽象理

想模型一一理想变压器的过程。

5、引导学生推导理想变压器的基本关系：变压规律和变流规律，并联系实际理解物理量的

决定关系。

6、知识应用：通过小实验前后呼应、典型例题，巩固对变压器基本规律的理解。

二.综合评议

本节课的亮点：

1、教师注重学生学习能力的培养。在本节课中充分体现了学生是主体的作用，教师在课堂

上只是对话的组织者、引导者、指导者。特别是本节课对变压器工作原理的教学中，通过让

学习室讨论交流和分析思考，让学生自己得出结论。

2、本节课的学生探究分组实验也是一个亮点。在教师的指导下，引领学生来一步一步完成

实验操作，在实验数据的分析处理的过程中，教给学生科学的分析方法，最后抽象出理想变

压器这个理想模型。该设计符合学生的认知规律，培养了学生的科学素养和能力。

3、学生参与了课堂教学的每一个环节，积极的思考和交流，分析问题、解决问题的能力得

到了培养。

语义性知识主要靠感知，程序性知识主要靠思维，策略性知识主要靠指导和渗透，操作

性知识主要靠实践。木节课较好的实现了课标的要求，提高了学生的学习效率。

建议：

教学中还要坚决贯彻学生为主体，老师为主导的策略，多调动学生思考、总结规律。另

外，介绍性的知识可以布置为作业或是课后研究，使课堂教学的效率更高，重点更加突出。

还有在课堂教学中的语言运用要更加科学规范严谨，语速要稍微慢些，教学节奏要急缓适当,

让学生在学习知识时更加轻松自如。

物理组

教材分析

教材是落实课程标准、实现教学目标的重要载体，鲁科版教材的特点之一是''具有基础

性、丰富性和开放性〃。即学习内容是基础而丰富的，呈现形式是丰富而开放的。本节教材

配有小实验，思考与讨论，简明扼要的文字说明，贴近生活的图片生动而形象。生产、生活

实际的素材是物理建模的基础，是重要和鲜活的教学资源。

《变压器》这节内容承上启下，它是电磁感应知识与交变电流概念的综合应用课。变压

器是交变电路中常见的电路设备，又是远距离输电必不可少的装置。学习变压器，不仅能够

从能的转化和传递的角度进一步强化对电磁感应的认识，还为学习远距离电能输送奠定了基

础。本节教材容量大且物理模型的构建较抽象，教学内容与生产、生活实际联系密切，具有

比较突出的研究性学习的特点。

实际教学中，变压器计划用两课时完成新课的教学。第一课时为新授课，引导学生认识

变压器的结构、工作原理，完成探究实验并学会科学分析数据、讨论误差原因，从而得到理

想变压器的电压、电流规律，并初步引导学生结合实际理解理想变压器原副线圈电压、电流、

功率的关系，了解几种常见的变压器。第二课时为巩固习题课，引导学生通过巩固练习掌握

变压器的物理量之间的定量关系以及决定关系。

一、本节课是变压器教学的第一课时。教学的重点是理解变压器的工作原理，探究变压

器线圈两端电压与匝数的关系。“变压器”一课的教学围绕“什么是变压器？”“变压器副线

圈为什么有电压？”“变压器怎样将原线圈的电能传输给副线圈？”“变压器为什么能改变电

压？”“变压器副线圈上的电压大小与什么因素有关？定量关系是怎样的?”等问题为线索展

开教学过程。

二、教材要求学生定性了解变压器原理，介绍构造时讲清楚线圈缠在塑料线轴上再套入

涂有绝缘漆的闭合铁芯，铁芯与线轴之间并不通电，让学生知道原副线圈间并无电路相通的

事实。进而让学生明确副线圈两端产生电压是两个线圈通过铁芯发生的互感现象。关于互感

过程，教材中没有做详细的论述，考虑到学生的知识情况，教学中不必作过于详尽的讨论。

三、人教版和鲁科版教材对“变压器”一节的教学均安排了学生实验，“科学探究一

变压器电压与匝数的关系”，而且建议控制变量得出变压器的变压规律。做好探究性实验是

本节课突破教学难点和重点的关键。为了培养学生根据实验研究物理规律的能力，建议实验

中引导学生做好四个环节。

第一步，根据变压器的结构和工作原理，猜想在输入电压一定时，变压器的输出端电压

是由什么决定的？为了调动学生的探究积极性，可以联系家用电路的供电实际来提出问题。

第二步，根据猜想来设计电路连接，请学生动脑思考，怎样连接电路可以改变原副线圈

匝数来测定相应的输出电压。

第三步，指导学生动手实验并科学分析实验数据。

第四步，引领学生分析实验误差或可能存在的损耗，抽象出理想化模型一一理想变压器。

4.2变压器

［教学目标工

（-）知识与技能

1、知道变压器的构造.知道变压器是用来改变交流电压的装置.

2、理解互感现象，理解变压器的工作原理.

3、掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题.

4、理解理想变压器的原、副线圈中电压、电流与质数的关系，能应用它分析解决基本

问题.

5、理解变压器的输入功率等于输出功率.能用变压器的功率关系解决简单的变压器的

电流关系问题.

6、知道课本中介绍的几种常见的变压器.

（二）过程与方法

1、通过观察演示实验，培养学生物理观察能力和正确读数的习惯.

2、从变压器工作规律得出过程中培养学生处理实验数据及总结概括能力.

3、从理想变压器概念引入使学生了解物理模型建立的基础和建立的意义。

（三）情感、态度与价值观

1、通过原副线圈的匝数与绕线线径关系中体会物理学中的和谐、统一美。

2、让学生充分体会能量守恒定律的普遍性及辩证统一思想.

3、培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度.

［教学重点］变压器工作原理及工作规律.

［教学难点］（1）理解副线圈两端的电压为交变电压.

（2）推导变压器原、副线圈电流与匝数关系.

（3）掌握公式中各物理量所表示对象的含义.

（4）变压器铁芯是否带电即如何将电能从原线圈传输到副线圈.

［教学器材%变压器、电源、小电炮、开关、电压表等导线等

［教学方法］:讲授、讨论，类比、归纳法

［教学过程］

（一）引入新课

在我们使用的各种用电器中，所需的电源电压各不相同，而日常照明电路的电压是220V,

那么如何解决这一问题呢？

需改变电压，以适应各种不同电压的需要一一变压器

（二）进行新课

能够改变交流电压的设备叫变压器.

一、变压器

（一）变压器构造

教师利用课件展示画变压器实物图、示意图及其在电路图中的符号（见图D，要求学

生搞清图中所用字母和符号的意义.

图1

闭合铁芯

原线圈（初级线圈，一次线圈）、匝

副线圈（次级线圈，二次线圈）4匝

斗：输入电压

U2：输出电压

提问：把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到交流电源的

两端，另一个线圈连到小灯泡上。小灯泡可能发光吗？说出你的道理。

学生进行实验操作，并解释原因。

（二）工作原理-------电磁感应原理

原线圈接交流电f在铁芯中产生变化的磁通量f副线圈产生感应电动势f副线圈有交

流电

提问：若给原线圈接直流电压，小灯泡可能发光吗？

不能。

变压器通过闭合铁芯，利用电磁感应实现了：电能一磁场能一电能的转化。

提问：原线圈输入的电能与副线圈输出的电能完全相等吗？请说明原因。

说明：使用闭合铁芯，使原线圈产生的交变磁场几乎全部集中在铁芯中，因而变压器

工作时能量损失很小.特别是大型变压器，能量传输效率可达97〜99.5%,为了研究问题

的方便，人们常常不考虑其损失，这种变压器叫做理想变压器.

（三）理想变压器一没有能量损失的变压器

输入功率等于输出功率：P入=?出（1）

用实验探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系

引导学生说明电路原理图，实验所用仪器，及实验方法（控制变量法）。

数据记录及处理：

匝数比1:21:82:1

U1

>

实验结论：误差允许范围内〃

幺=且

U2n2

并联系法拉第电磁感应定律体会之.

（四）理想变压器的变压规律

实验和理论分析都表明：理想变压器原副线圈的电压跟它们的匝数成正比

G々（2）

沅=兀

由（2）知：升压变压器4＞、；降压变压器

例1、一台理想变压器原线圈的叱数为4400匝，与220V的电源相连,当副线圈接入额定电

压为36V的灯泡时,能够正常发光.则变压器副线圈的匝数为（）

A、36匝B、72匝C、720匝I）、1440匝

（五）理想变压器的变流规律（理论推导）

由（2）式知IA=I2U2

故11U

故-2

考虑到Q）得到）=也（3）

125

变压器工作时，原、副线圈中的电流强度与匝数成反比，因而用细导线绕的是高压线

圈.

例2、如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的

额定电压为220V,额定功率为22N；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡

正常发光。若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则（）

A.U=110V,1=0.2A

B.U=lloV2V,1=0.2A

C.U=110V,1=0.05A

D.U=110A/2V,1=0.2亚A

（六）自耦变压器

思考：自耦变压器的特点？如何区分原、副线圈？

请想想：本节课有哪些收获？并请学生板书本节课的小结。

三、小结

1.变压器的结构和符号

变压器示意图

2.变压器的工作原理：电磁感应

3.理想变压器的工作规律

四、当堂检测

五、布置作业

•课下作业：完成学案

•课下思考：变压器中的输入功率与输出功率、输入电压与输出电压、输入电流与输

出电流之间的决定关系

效果分析

一.教学效果分析：

这节课的学生探究实验，采取了老师指导、学生操作的方法，使学生体验了科学分析数

据、得出结论的过程，也使学生体会了抽象物理理想模型的过程，不仅使学生加深了对规律

的认识，而且有助于培养学生的科学素养。

这节课的两个演示实验为建立概念、研究规律创设了直观形象的教学情境，既给了学生

第一手感性资料，又能够调动学生的学习积极性。同时，实验现象也创设了连贯的问题情境，

整节课教学围绕“什么是变压器？”“变压器副线圈为什么有电压？”“变压器怎样将原线圈

的电能传输给副线圈？”“变压器为什么能改变电压？”“变压器副线圈上的电压大小与什么

因素有关？定量关系是怎样的?”等问题为线索展开教学过程。符合学生的认知规律，通过

一定数量的科学探究，学生经历了与科学研究工作相近或相似的过程.从中获取知识，体验

其中的乐趣和曲折，感悟科学思想，培养了科学精神。同时，培养了学生将物理知识应用到

社会的意识。

二.评测练习效果分析：

1、典型例题的设置旨在让学生掌握理想变压器的变压规律和变流规律。例1考查电压与

匝数的正比关系；例2考查电流与匝数的反比关系。

2、练习1、练习2考查变压器工作原理一一电磁感应现象，旨在帮助学生落实变压器只

能改变变化电压。学生答对率高达80%。

练习3、练习4考查变压器基本