(教学设计)第3章 素养培优课6 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(教科版2019)

(教学设计)第3章素养培优课6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(教科版2019)学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容本节课的教学内容来自2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册(教科版2019)的“第3章素养培优课6变压器的应用”。本节课主要介绍了变压器的基本原理、构造及其在日常生活和工业中的应用。具体内容包括：

1.变压器的基本原理：电磁感应现象，原线圈和副线圈的电压、电流关系。

2.变压器的构造：铁芯、原线圈、副线圈等组成部分及其作用。

3.变压器的种类：交流变压器、直流变压器、自耦变压器等。

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。

5.变压器的优缺点：提高电压和降低电压的优点，能量损耗和效率问题。核心素养目标本节课的核心素养目标为：通过学习变压器的基本原理、构造及其应用，培养学生的物理学科核心素养，包括科学思维、科学探究、科学态度与价值观。具体包括：

1.科学思维：引导学生运用电磁感应原理，分析变压器的工作过程，培养学生的逻辑思维和抽象思维能力。

2.科学探究：通过观察变压器的构造和实验现象，培养学生的观察能力、实验能力和问题解决能力。

3.科学态度与价值观：通过学习变压器在日常生活和工业中的应用，使学生认识到物理知识在实际生活中的重要性，培养学生的责任感和使命感。重点难点及解决办法重点：

1.变压器的基本原理：电磁感应现象及其在变压器中的应用。

2.变压器的构造：铁芯、原线圈、副线圈等组成部分及其作用。

3.变压器的种类：交流变压器、直流变压器、自耦变压器等。

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。

难点：

1.电磁感应现象在变压器中的应用：理解原线圈和副线圈之间的电压、电流关系。

2.变压器构造的理解：铁芯的作用、原线圈和副线圈的相互关系。

3.变压器的工作原理：如何实现电压的升高和降低。

解决办法：

1.通过实验演示，让学生直观地观察到电磁感应现象，加深对变压器原理的理解。

2.使用模型或图示，讲解变压器的构造，帮助学生形象地理解各部分的作用和相互关系。

3.采用案例分析法，结合实际应用场景，让学生了解变压器的工作原理和应用价值。

4.分组讨论与合作探究，引导学生主动思考、解决问题，提高学生的实践能力和问题解决能力。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：通过讲解变压器的基本原理、构造及其应用，让学生掌握相关知识。

2.讨论法：组织学生分组讨论变压器的种类和作用，促进学生之间的交流与合作。

3.实验法：安排学生进行变压器实验，观察电磁感应现象，增强学生对变压器原理的理解。

教学手段：

1.多媒体设备：利用PPT、视频等资料，生动展示变压器的工作原理和应用场景。

2.教学软件：运用模拟实验软件，让学生互动操作，进一步了解变压器的构造和原理。

3.网络资源：引入相关网络资源，拓展学生的知识视野，提高学生的学习兴趣。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对变压器的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道变压器是什么吗？它与我们的生活有什么关系？”

展示一些关于变压器的图片或视频片段，让学生初步感受变压器的魅力或特点。

简短介绍变压器的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.变压器基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解变压器的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解变压器的定义，包括其主要组成元素或结构。

详细介绍变压器的组成部分或功能，使用图表或示意图帮助学生理解。

3.变压器案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解变压器的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的变压器案例进行分析。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解变压器的多样性或复杂性。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用变压器解决实际问题。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与变压器相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对变压器的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调变压器的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括变压器的基本概念、组成部分、案例分析等。

强调变压器在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用变压器。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于变压器的短文或报告，以巩固学习效果。教学资源拓展1.拓展资源：

（1）科普文章：介绍变压器的工作原理、构造及其在电力系统中的应用，帮助学生更深入地了解变压器的相关知识。

（2）视频资源：播放有关变压器的实验现象、工作过程的视频，让学生直观地感受变压器的工作原理。

（3）实际案例：提供一些实际的变压器应用案例，让学生了解变压器在现实生活中的重要作用。

（4）科普书籍：推荐一些关于电磁学、电力系统等方面的科普书籍，拓展学生的知识面。

2.拓展建议：

（1）让学生课后查阅相关科普文章，加深对变压器的理解，并撰写读后感。

（2）组织学生进行实地考察，如参观变电站或电器制造厂，让学生亲身体验变压器的工作过程。

（3）开展小组研究项目，让学生针对某个变压器应用案例进行深入研究，提出改进方案。

（4）鼓励学生利用网络资源，了解变压器领域的前沿动态，如新技术、新应用等。

（5）引导学生思考变压器在能源节约、环保等方面的意义，培养学生的社会责任感。

（6）组织学生开展变压器设计比赛，鼓励创新，提高学生的动手能力和创新能力。内容逻辑关系①重点知识点：

1.变压器的基本原理：电磁感应现象，原线圈和副线圈的电压、电流关系。

2.变压器的构造：铁芯、原线圈、副线圈等组成部分及其作用。

3.变压器的种类：交流变压器、直流变压器、自耦变压器等。

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。

5.变压器的优缺点：提高电压和降低电压的优点，能量损耗和效率问题。

②板书设计：

1.变压器原理：

-电磁感应

-原线圈→副线圈

-电压、电流关系

2.变压器构造：

-铁芯：传导磁通

-原线圈：产生电磁场

-副线圈：感应电动势

3.变压器应用：

-电力系统：电压变换

-电子设备：信号变换

4.变压器优缺点：

-优点：升压/降压、能量传输

-缺点：能量损耗、效率限制

③教学逻辑：

1.引入：通过提问和图片/视频展示，激发学生对变压器的兴趣。

2.基础知识：讲解变压器的原理和构造，让学生理解变压器的基本概念。

3.案例分析：分析实际应用案例，让学生了解变压器的具体作用。

4.小组讨论：分组讨论变压器的应用和创新想法，培养学生的合作能力和问题解决能力。

5.展示与点评：学生展示讨论成果，教师点评并总结，加深对变压器的理解。

6.小结：回顾本节课的主要内容，强调变压器的重要性和意义。

7.拓展资源：提供相关科普文章、视频资源等，鼓励学生进行课后拓展学习。典型例题讲解1.例题一：变压器的输入功率和输出功率

题目：一个理想变压器的输入电压为220V，输出电压为110V，求输入功率和输出功率。

解答：根据变压器的功率公式，输入功率等于输出功率。由于是理想变压器，没有能量损耗，所以输入功率和输出功率相等。

2.例题二：变压器的效率

题目：一个实际变压器的输入电压为220V，输出电压为110V，输入功率为1000W，输出功率为900W，求变压器的效率。

解答：变压器的效率等于输出功率除以输入功率。根据题目给出的数据，变压器的效率为900W/1000W=0.9，即90%。

3.例题三：变压器的匝数比

题目：一个变压器的原线圈匝数为1000圈，副线圈匝数为200圈，求原线圈和副线圈的匝数比。

解答：匝数比等于原线圈匝数除以副线圈匝数。根据题目给出的数据，匝数比为1000/200=5/1。

4.例题四：变压器的电压变换

题目：一个变压器的原线圈电压为2