2024-2025学年高中物理 第二章 交变电流 第06节 变压器教学实录1 粤教版选修3-2

2024-2025学年高中物理第二章交变电流第06节变压器教学实录1粤教版选修3-2主备人备课成员设计思路本节课以“变压器”为主题，结合粤教版选修3-2物理教材，通过实验演示和理论讲解相结合的方式，让学生深入了解变压器的原理和工作原理。课程设计注重启发式教学，引导学生主动探究，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。教学内容与课本紧密关联，注重实用性，旨在帮助学生掌握变压器的基本知识和应用。核心素养目标分析本节课旨在培养学生科学探究、科学思维和科学态度与责任的核心素养。通过实验探究变压器原理，学生能够提高观察、分析、推理等科学探究能力；在分析变压器工作原理过程中，锻炼逻辑思维和抽象思维能力；同时，通过学习变压器在实际生活中的应用，培养学生科学态度和责任意识，认识到物理知识对技术发展的推动作用。教学难点与重点1.教学重点，

①变压器的工作原理，包括电磁感应现象在变压器中的应用，以及电压、电流和匝数之间的关系；

②变压器的构造及其各部分的作用，如铁芯、线圈和绝缘材料等；

③变压器的分类和应用，包括升压变压器和降压变压器，以及它们在不同领域的具体应用。

2.教学难点，

①理解电磁感应现象在变压器中的具体作用，包括磁通量的变化和感应电动势的产生；

②掌握变压器中电压、电流与匝数之间的反比关系，并能应用于实际问题的分析和计算；

③理解变压器的能量损耗和效率问题，包括铜损和铁损，以及如何提高变压器的效率；

④分析变压器在实际应用中的安全性和稳定性问题，如绝缘性能和过载保护等。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源准备1.教材：确保每位学生都有粤教版选修3-2物理教材，以便于课堂学习。

2.辅助材料：准备与变压器相关的图片、电路图、工作原理动画等多媒体资源，帮助学生直观理解。

3.实验器材：准备变压器、电源、电流表、电压表等实验器材，确保实验的顺利进行。

4.教室布置：设置分组讨论区，以便学生进行合作学习；在实验操作台布置实验器材，确保实验区域安全有序。教学过程1.导入新课

（老师）同学们，上一节课我们学习了电磁感应现象，了解了线圈在磁场中运动时会产生感应电流。今天，我们将继续探索电磁感应的奥秘，学习一种重要的应用——变压器。

（学生）好的，老师。

2.变压器原理探究

（老师）首先，我们来探究变压器的工作原理。请同学们打开教材，找到关于变压器原理的部分。根据课本，变压器主要由铁芯和线圈组成，铁芯是磁性材料，线圈则绕在铁芯上。

（学生）了解了，变压器通过电磁感应现象来改变电压。

（老师）非常好。那么，变压器是如何改变电压的呢？请同学们思考一下，并尝试用课本上的公式来解释。

（学生）变压器中的原线圈接通交流电源，产生变化的磁场，这个磁场穿过铁芯，在副线圈中产生感应电动势，从而实现电压的改变。

（老师）非常好，同学们已经能够用自己的话解释变压器的工作原理了。接下来，我们可以通过实验来验证这个原理。

3.实验演示

（老师）现在，请同学们跟随我进行变压器实验。首先，我会演示如何连接实验器材，包括变压器、电源、电流表和电压表。

（学生）好的，老师。

（老师）实验开始前，请确保所有实验器材都连接正确，并且安全。我会先打开电源，观察原线圈的电压和电流，然后调整变压器的位置，观察副线圈的电压和电流变化。

（学生）明白了，老师。

（老师）通过实验，我们可以观察到，当原线圈电压一定时，副线圈的电压与原线圈的匝数成正比；当副线圈电压一定时，原线圈的电流与副线圈的匝数成反比。

4.变压器应用

（老师）变压器在实际生活中有着广泛的应用。请同学们结合教材，列举出变压器在电力系统、家用电器、通信设备等方面的应用。

（学生）比如，电力系统中使用升压变压器将高压输电，家用电器中使用的降压变压器，以及通信设备中的信号变压器等。

（老师）很好，同学们已经能够将所学知识应用于实际生活。接下来，我们讨论一下变压器在实际应用中需要注意的问题。

5.变压器注意事项

（老师）变压器在实际应用中需要注意以下几点：

（1）绝缘性能要良好，以防止漏电和短路现象；

（2）变压器的容量要适中，过大或过小都会影响其工作效率；

（3）变压器的散热性能要好，以防止因温度过高而损坏；

（4）变压器的安装位置要合理，便于维护和检修。

（学生）了解了，老师。

6.总结与作业

（老师）今天，我们学习了变压器的原理、应用和注意事项。请同学们回顾一下本节课的主要内容，并完成以下作业：

（1）总结变压器的工作原理；

（2）列举出变压器在生活中的应用；

（3）分析变压器在实际应用中需要注意的问题。

（学生）好的，老师。学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.理解与掌握变压器基本原理

学生通过本节课的学习，能够深入理解变压器的工作原理，包括电磁感应现象、电压与匝数的关系、能量转换等核心知识点。学生能够熟练运用相关公式和概念，分析变压器的实际工作情况。

2.提升科学探究能力

在实验探究和讨论过程中，学生学会了如何设计实验、观察现象、分析数据，并得出结论。这种科学探究能力是物理学科的核心素养之一，对于培养学生的创新意识和解决问题的能力具有重要意义。

3.增强应用意识

学生通过学习变压器在生活中的应用，如电力系统、家用电器、通信设备等，增强了将物理知识应用于实际生活的意识。这种应用意识有助于激发学生的学习兴趣，提高学习动力。

4.提高计算与推理能力

在学习变压器电压、电流与匝数关系的过程中，学生需要运用数学知识进行计算和推理。通过本节课的学习，学生的计算和推理能力得到有效提升。

5.培养团队合作精神

本节课采用分组讨论和实验操作的方式，使学生学会与他人合作，共同完成任务。这种团队合作精神对于学生未来的学习和工作具有积极的影响。

6.拓宽知识面

通过学习变压器，学生了解了电磁感应现象在不同领域的应用，如电力、通信、医学等。这有助于拓宽学生的知识面，培养跨学科思维。

7.增强安全意识

在学习变压器注意事项时，学生了解到变压器在使用过程中需要注意的安全问题，如绝缘性能、容量、散热等。这有助于提高学生的安全意识，预防潜在的安全隐患。

8.提高自主学习能力

学生在课堂学习过程中，通过自主探究、讨论和总结，提高了自主学习能力。这种能力对于学生今后的学习和工作具有重要作用。

9.培养良好的学习习惯

本节课的教学过程中，学生遵循了教师引导、自主探究、合作交流的学习模式。这种学习模式有助于培养学生良好的学习习惯，为今后的学习奠定基础。

10.提高物理学科素养

通过本节课的学习，学生在物理学科素养方面得到了全面提升，包括观察、分析、推理、实验、应用等能力。这些素养对于学生今后的学习和工作具有深远的影响。教学反思这节课下来，我觉得收获颇丰，但也意识到自己在教学过程中存在一些不足之处，下面我想和大家分享一下我的教学反思。

首先，我觉得课堂气氛的营造很重要。今天课堂上，我注意到学生们对于变压器的原理和应用都表现出浓厚的兴趣，这让我很高兴。但在课堂上，我发现有些学生还是显得比较被动，参与度不够高。我想，这可能是因为我没有充分调动他们的积极性。在今后的教学中，我打算采用更多互动式教学方法，比如小组讨论、角色扮演等，来激发学生的学习热情。

其次，对于实验环节，我觉得我们做得还不够细致。在实验演示过程中，我发现有些学生对于实验器材的使用和操作不够熟练，甚至出现了一些安全隐患。这说明我在实验前的准备工作还不够充分，没有给学生提供足够的实验指导。今后，我会在实验前详细讲解实验步骤和注意事项，确保每位学生都能安全、准确地完成实验。

再来说说课堂节奏的把握。今天的课堂节奏相对较快，有些学生可能跟得上，但也有一些学生显得有些吃力。我意识到，在今后的教学中，我要更加注重课堂节奏的调整，确保每个学生都能跟上教学进度。

另外，我在教学过程中发现，有些学生对物理概念的理解还不够深入。比如，在讲解变压器电压与匝数关系时，有的学生还是一头雾水。这让我意识到，我在讲解概念时需要更加清晰、简洁，同时结合实际生活中的例子，帮助学生更好地理解。

此外，我还发现自己在课堂上的提问方式需要改进。有时候，我的问题过于简单，没有很好地引导学生深入思考；有时候，问题又过于复杂，让学生感到无从下手。在今后的教学中，我会更加注重提问的层次性和针对性，引导学生逐步深入探究问题。

最后，我觉得自己在课堂上的反馈不够及时。有时候，学生在回答问题时，我可能没有给予足够的鼓励或指导。在今后的教学中，我会更加关注学生的反馈，及时给予鼓励和指导，帮助他们更好地学习和进步。板书设计①变压器工作原理

①电磁感应

②磁通量变化

③感应电动势

②变压器构造

①铁芯

②线圈

③绝缘材料

③变压器分类

①升压变压器

②降压变压器

④变压器电压与匝数关系

①电压比

②匝数比

⑤变压器电流与匝数关系

①电流比

②匝数比

⑥变压器应用

①电力系统

②家用电器

③通信设备

⑦变压器注意事项

①绝缘性能

②容量

③散热性能

④安装位置课后作业1.实验分析题：

题目：进行变压器实验时，发现原线圈电压为220V，副线圈电压为110V，且副线圈接入的负载电阻为100Ω。请计算原线圈中的电流和副线圈中的电流。

答案：根据变压器的电压比公式，电压比等于匝数比，即：

\[\frac{U_1}{U_2}=\frac{N_1}{N_2}\]

其中，\(U_1\)和\(U_2\)分别是原线圈和副线圈的电压，\(N_1\)和\(N_2\)分别是原线圈和副线圈的匝数。

由于电压比已知，我们可以假设变压器的匝数比与电压比相同，即\(\frac{N_1}{N_2}=\frac{U_1}{U_2}=2\)。

副线圈电流\(I_2\)可以通过欧姆定律计算：

\[I_2=\frac{U_2}{R}=\frac{110V}{100Ω}=1.1A\]

原线圈电流\(I_1\)与副线圈电流\(I_2\)的关系为：

\[\frac{I_1}{I_2}=\frac{N_2}{N_1}=\frac{1}{2}\]

所以，原线圈电流\(I_1\)为：

\[I_1=2\timesI_2=2\times1.1A=2.2A\]

2.变压器效率计算题：

题目：一个理想变压器，原线圈接入220V的交流电源，副线圈输出110V的电压，若原线圈电流为1A，求变压器的效率。

答案：理想变压器的效率\(\eta\)可以通过输出功率与输入功率的比值来计算：

\[\eta=\frac{P_{out}}{P_{in}}\]

其中，\(P_{out}\)是输出功率，\(P_{in}\)是输入功率。

输出功率\(P_{out}\)为：

\[P_{out}=U_2\timesI_2=110V\timesI_2\]

输入功率\(P_{in}\)为：

\[P_{in}=U_1\timesI_1=220V\times1A\]

由于是理想变压器，假设没有能量损失，所以输出功率等于输入功率，即\(P_{out}=P_{in}\)。

因此，变压器的效率\(\eta\)为：

\[\eta=\frac{110V\timesI_2}{220V\times1A}=\frac{1}{2}=50\%\]

3.变压器实际应用题：

题目：某地区家用电器的标准电压为220V，现有电压为110V的电源，设计一个降压变压器，使输出电压为220V，若输入电流为5A，求输出电流。

答案：由于变压器的匝数比与电压比相同，即\(\frac{N_1}{N_2}=\frac{U_1}{U_2}\)，我们可以计算出变压器的匝数比：

\[\frac{N_1}{N_2}=\frac{110V}{220V}=\frac{1}{2}\]

输出电流\(I_2\)与输入电流\(I_1\)的关系为：

\[\frac{I_2}{I_1}=\frac{N_1}{N_2}=\frac{1}{2}\]

所以，输出电流\(I_2\)为：

\[I_2=2\timesI_1=2\times5A=10A\]

4.变压器损耗分析题：

题目：一个实际变压器，原线圈接入220V的交流电源，副线圈输出110V的电压，若原线圈电流为1A，副线圈电流为0.5A，求变压器的铜损和铁损。

答案：铜损\(P_{cu}\)可以通过副线圈电流和电阻的关系计算：

\[P_{cu}=I_2^2\timesR\]

其中，\(R\)是副线圈的等效电阻，假设为100Ω。

所以，铜损\(P_{cu}\)为：

\[P_{cu}=(0.5A)^2\times100Ω=