變壓器 單元整體教學設計 高二下學期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊

單元基本信息學科物理學校年級高三設計者課程標準模塊選擇性必修第二冊第三章第三節(jié)、第四節(jié)使用教材版本人教版（2019）選擇性必修第二冊單元名稱電能輸送與變壓器單元課時數(shù)3一、單元學習主題分析主題名稱電能輸送與變壓器主題概述本單元內(nèi)容選自選擇性必修第二冊第三章的第三節(jié)與第四節(jié)，這兩節(jié)的內(nèi)容是關于變壓器及其生活中的應用，是電磁感應原理應用在生產(chǎn)生活中的典型事例。內(nèi)容上聯(lián)系緊密，結構上前后呼應，故將此兩節(jié)內(nèi)容作為一個單元進行教學。本單元教學內(nèi)容包括變壓器的構造、原理、原線圈與副線圈之間電流、電壓、功率之間的關系、變壓器的分類、應用、電能輸送相關物理量計算及其減少損耗的方法。普通高中物理課程標準要求學生通過實驗，探究并了解變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關系，知道遠距離輸電時通常采用高壓輸電的原因。本單元內(nèi)容與生活聯(lián)系緊密，變壓器是生活中常見的一種儀器，不同用電器所需電壓不同，都需要通過變壓器進行調(diào)節(jié)，學生在這方面已經(jīng)有了一定的生活經(jīng)驗，但是卻從未主動思考過其中蘊含的原理。根據(jù)本單元內(nèi)容的特點可以通過創(chuàng)建合理、真實的物理情境引導學生進行探索式學習，滿足學生終身學習的需求。主題學情分析高中物理的變壓器章節(jié)涉及多個復雜的概念和原理，對學生的知識基礎和理解能力都提出了較高要求。經(jīng)過學情分析，我們可以得出以下結論：1.學生知識基礎：大多數(shù)學生在進入變壓器章節(jié)學習之前，已經(jīng)掌握了基礎的電磁學知識，如電流、電壓、電阻的關系以及電磁感應現(xiàn)象。這為變壓器的學習奠定了堅實的基礎。2.理解能力：變壓器的工作原理對于部分學生來說是一個挑戰(zhàn)。盡管大多數(shù)學生能夠理解電磁感應的基本原理，但在應用到變壓器上時，還是顯得有些吃力。教師需要采用多種教學方法，如直觀演示和案例分析，幫助學生加深對變壓器工作原理的理解。3.實驗操作能力：在實驗操作中，學生的表現(xiàn)各有差異。一部分學生能夠迅速掌握實驗步驟，準確記錄數(shù)據(jù)并進行分析；而另一部分學生則需要更多的指導和幫助。這要求教師在實驗前做好充分的準備，確保每位學生都能從中受益。4.問題解決能力：通過案例分析和問題解決練習，學生的問題解決能力得到了一定的提升。他們開始學會將理論知識應用于實際問題中，如使用變壓器解決電壓不匹配的問題。但在面對復雜問題時，部分學生仍顯得手足無措，需要更多的指導和練習。5.學習態(tài)度：大多數(shù)學生對學習變壓器持有積極的態(tài)度，他們愿意投入時間和精力去理解和掌握相關知識。但也有少數(shù)學生對學習變壓器感到畏難和厭倦，這需要教師及時關注并采取有效措施加以引導。綜上所述，高中物理變壓器章節(jié)的教學應注重學生的知識基礎、理解能力、實驗操作能力、問題解決能力和學習態(tài)度等方面的培養(yǎng)和提高。同時，教師也需要根據(jù)學生的實際情況調(diào)整教學策略和方法，確保每位學生都能從中受益。開放性學習環(huán)境本單元關于變壓器的教學可以通過探究實驗讓學生進行實驗設計、實驗操作、實驗數(shù)據(jù)處理，分析實驗誤差產(chǎn)生原因，并分析得出實驗結論。二、單元學習目標設計單元學習目標1.知道變壓器的工作原理和理想變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關系，會推導理想變壓器原、副線圈電流與匝數(shù)的關系，會用能量的觀點理解變壓器的工作原理。2.了解提高輸電電壓是降低遠距離輸電損耗的有效途徑，會用相關知識解釋實際的輸電問題。3.理解工程技術要兼顧科學、技術、經(jīng)濟等多種因素，知道電網(wǎng)供電是遠距離輸電的重要發(fā)展。4.經(jīng)歷建立遠距離輸電模型的過程，體會建立理想模型的思維方法。教學重難點1.教學重點：高壓輸電的基本工作原理及降低電能消耗的兩種途徑；變壓器的工作原理和理想變壓器的變壓規(guī)律，會推導理想變壓器原、副線圈電流與匝數(shù)的關系。2.教學難點：高壓輸電的數(shù)學推導過程及各物理量之間的相互關系。三、學習活動活動1：變壓器的結構與原理觀察各種變壓器，他們都是由哪幾部分組成？有什么樣的作用？活動2：變壓器中鐵芯的作用鐵芯是否是變壓器的必要組成部分？它有什么作用？通過實驗進行探究?；顒?：匝數(shù)與電壓之間的關系設計實驗、制定方案，探究理想變壓器原副線圈之間電壓、電流、功率之間的關系，基于證據(jù)得出結論并作出假設，以及對科學探究過程和結果進行交流。活動4：無線充電通過所學，解釋無線充電的原理?；顒?：認識鉗式電流表探究鉗式電流表的工作原理，認識它是電流互感器的一種。四、單元學習評價設計本章主要采用口頭評價、書面評價、兩種評價方式。在課堂教學中的主要以口頭評價為主，對學生在學習過程中對對知識的理解與掌握程度進行了解，及時幫助學生查缺補漏，完善知識體系。在課后作業(yè)中主要以書面評價為主，通過解題在一定程度上能夠了解學生對知識的領悟與不足之處，適當?shù)脑u語可以激勵學生，增強學習物理的自信心。五、單元作業(yè)設計畫出遠距離輸電各部分物理量之間的關系圖。（電流、電壓、功率）若夜間十一點正在學習的小明察覺到燈變亮了，請你結合所學分析原因。計算題1.發(fā)電機的輸出電壓為220V，輸出功率為44kW，每條輸電線的電阻為0.2Ω。(1)此時用戶得到的電壓和電功率各為多少？(2)如果發(fā)電站先用變壓比為1∶10的升壓變壓器將電壓升高，經(jīng)同樣的輸電線路后經(jīng)10∶1的降壓變壓器將電壓降低后供給用戶，則用戶得到的電壓和電功率各是多少？2.如圖所示，某小型水電站發(fā)電機的輸出功率為10kW，輸出電壓為400V，向距離較遠的用戶供電。為了減少電能損失，使用2kV高壓輸電，最后用戶得到220V、9．5kW的電力，求：(1)水電站升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比eq\f(n1,n2)；(2)輸電線路導線電阻R；(3)降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比eq\f(n3,n4)。六、反思性教學改進（一）教學不足之處的分析在最近一次的高中物理變壓器單元教學中，我意識到自己的教學方法存在一些明顯的不足。具體表現(xiàn)在以下幾個方面：缺乏學生參與度：我的教學方式過于單一，主要以講授為主，缺乏與學生的互動。導致學生對課程內(nèi)容的理解不夠深入，且容易走神。實例應用不足：我在授課過程中過于注重理論知識的傳授，而忽視了與實際應用的結合。學生難以將所學知識與實際問題聯(lián)系起來，缺乏解決問題的能力。實驗操作不夠充分：電能輸送是一個涉及實驗操作的重要部分，但在我的教學中，實驗環(huán)節(jié)被嚴重壓縮，導致學生缺乏直觀感受和動手實踐的機會。（二）改進方案針對以上不足之處，我提出以下改進方案：增加學生參與度：采用小組討論、提問互動等多樣化的教學方法，鼓勵學生積極參與課堂，提高他們對