2024-2025學(xué)年高中物理 第二章 交變電流 6 變壓器教案 教科版選修3-2

2024-2025學(xué)年高中物理第二章交變電流6變壓器教案教科版選修3-2學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具教學(xué)內(nèi)容2024-2025學(xué)年高中物理第二章交變電流6變壓器教案，依據(jù)教科版選修3-2教材內(nèi)容，主要涵蓋以下知識(shí)點(diǎn)：

1.變壓器的基本原理與結(jié)構(gòu)；

2.理想變壓器的電壓、電流關(guān)系；

3.變壓器的變壓比、變流比；

4.變壓器的效率與損耗；

5.變壓器的種類與應(yīng)用；

6.實(shí)際變壓器與理想變壓器的區(qū)別；

7.變壓器在交變電流電路中的作用與重要性。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析1.物理觀念：理解交變電流中變壓器的基本原理，形成對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的深入認(rèn)識(shí)；

2.科學(xué)思維：運(yùn)用物理公式和原理分析變壓器的電壓、電流關(guān)系，提高邏輯推理和數(shù)學(xué)運(yùn)算能力；

3.實(shí)踐探究：通過實(shí)驗(yàn)探究，觀察變壓器的工作過程，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和觀察能力；

4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：了解變壓器在生活中的廣泛應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣，培養(yǎng)其社會(huì)責(zé)任感。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

-核心內(nèi)容：變壓器的基本原理、電壓電流關(guān)系、變壓比和變流比。

-舉例解釋：通過理想變壓器的模型，講解電壓與匝數(shù)成正比、電流與匝數(shù)成反比的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)變壓比和變流比的概念及其計(jì)算方法。

2.教學(xué)難點(diǎn)

-難點(diǎn)內(nèi)容：實(shí)際變壓器與理想變壓器的區(qū)別、變壓器的效率計(jì)算、變壓器在電路中的作用。

-舉例解釋：難點(diǎn)在于理解實(shí)際變壓器存在損耗和漏磁現(xiàn)象，導(dǎo)致效率不等于100%。需通過實(shí)例分析，幫助學(xué)生理解變壓器在電路中提高或降低電壓的實(shí)際應(yīng)用，以及如何計(jì)算變壓器的效率。此外，解釋變壓器對(duì)電路中其他元件的影響，如電感、電容等。教學(xué)資源1.硬件資源：

-變壓器模型或?qū)嵨?/p>

-電流表、電壓表

-多媒體演示設(shè)備

-實(shí)驗(yàn)器材（導(dǎo)線、電阻、電容器等）

2.軟件資源：

-PPT演示文稿

-物理仿真軟件

-教學(xué)視頻資料

3.課程平臺(tái)：

-學(xué)校課堂

-課堂互動(dòng)軟件

4.信息化資源：

-電子教材

-在線教案與習(xí)題庫

-教育資源共享平臺(tái)

5.教學(xué)手段：

-講授與討論

-實(shí)驗(yàn)操作

-視頻分析

-互動(dòng)問答

-小組合作學(xué)習(xí)

-課后在線自測與反饋教學(xué)過程1.導(dǎo)入新課

同學(xué)們，我們在上一章學(xué)習(xí)了交變電流的基礎(chǔ)知識(shí)，今天我們將要學(xué)習(xí)一個(gè)新的內(nèi)容——變壓器。變壓器在我們的生活中有著廣泛的應(yīng)用，它究竟是如何工作的呢？它有哪些特點(diǎn)和作用？帶著這些問題，我們開始今天的學(xué)習(xí)。

2.基本概念與原理

首先，我們來了解變壓器的基本原理。請同學(xué)們翻到教材第二章第六節(jié)，我們可以看到，變壓器是利用電磁感應(yīng)原理，實(shí)現(xiàn)交流電壓的升高或降低的裝置。它主要由兩個(gè)線圈（原、副線圈）和鐵芯組成。當(dāng)交變電流通過原線圈時(shí)，會(huì)在副線圈中產(chǎn)生電磁感應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)電壓的變換。

3.電壓電流關(guān)系與變壓比

變壓比=原線圈電壓/副線圈電壓=原線圈匝數(shù)/副線圈匝數(shù)

變流比=原線圈電流/副線圈電流=副線圈匝數(shù)/原線圈匝數(shù)

請同學(xué)們結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證這個(gè)關(guān)系。

4.理想變壓器與實(shí)際變壓器的區(qū)別

理想變壓器是指沒有損耗和漏磁現(xiàn)象的變壓器，其效率為100%。然而，實(shí)際變壓器由于存在銅損、鐵損等損耗，效率不可能達(dá)到100%。此外，實(shí)際變壓器還存在漏磁現(xiàn)象，導(dǎo)致變壓器的性能受到影響。

為了更好地理解這一點(diǎn)，我們來看一下這個(gè)視頻。視頻中展示了理想變壓器和實(shí)際變壓器的區(qū)別，以及它們在實(shí)際應(yīng)用中的影響。

5.變壓器的效率與損耗

變壓器的效率是指輸出功率與輸入功率的比值。我們可以通過以下公式計(jì)算變壓器的效率：

效率=輸出功率/輸入功率×100%

變壓器的損耗主要包括銅損和鐵損。銅損是指原、副線圈電阻產(chǎn)生的熱量，與電流的平方成正比；鐵損是指鐵芯在交變磁場中產(chǎn)生的熱量，與電壓的平方成正比。

請同學(xué)們思考一下，如何提高變壓器的效率？

6.變壓器的應(yīng)用

變壓器在電力系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。它可以將發(fā)電廠產(chǎn)生的電壓升高，以便長距離輸電；在用電端，變壓器可以將電壓降低，供用戶使用。此外，變壓器還廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備、家用電器等領(lǐng)域。

下面，我們通過一個(gè)實(shí)例來了解變壓器在實(shí)際電路中的應(yīng)用。請同學(xué)們分組討論，分析這個(gè)電路圖，并說明變壓器的作用。

7.總結(jié)與拓展

課后，請同學(xué)們完成以下作業(yè)：

1.復(fù)習(xí)今天所學(xué)內(nèi)容，整理筆記；

2.完成課后習(xí)題，鞏固知識(shí)點(diǎn)；

3.思考變壓器在生活中的應(yīng)用，并撰寫一篇小論文。

今天的課就到這里，同學(xué)們有什么問題，可以隨時(shí)向我提問。下節(jié)課，我們將學(xué)習(xí)另一個(gè)重要的內(nèi)容——電動(dòng)機(jī)。敬請期待！知識(shí)點(diǎn)梳理1.變壓器的基本概念與原理

-變壓器是利用電磁感應(yīng)原理，實(shí)現(xiàn)交流電壓的升高或降低的裝置。

-變壓器主要由原線圈、副線圈和鐵芯組成。

-原線圈中交變電流產(chǎn)生的磁場，會(huì)在副線圈中產(chǎn)生電磁感應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)電壓的變換。

2.電壓電流關(guān)系與變壓比

-變壓比=原線圈電壓/副線圈電壓=原線圈匝數(shù)/副線圈匝數(shù)

-變流比=原線圈電流/副線圈電流=副線圈匝數(shù)/原線圈匝數(shù)

-電壓與匝數(shù)成正比，電流與匝數(shù)成反比。

3.理想變壓器與實(shí)際變壓器的區(qū)別

-理想變壓器沒有損耗和漏磁現(xiàn)象，效率為100%。

-實(shí)際變壓器存在銅損、鐵損等損耗，效率低于100%。

-實(shí)際變壓器存在漏磁現(xiàn)象，影響變壓器性能。

4.變壓器的效率與損耗

-效率=輸出功率/輸入功率×100%

-銅損與電流的平方成正比，鐵損與電壓的平方成正比。

-提高變壓器效率的方法：選用高質(zhì)量的線圈和鐵芯材料，優(yōu)化變壓器設(shè)計(jì)，降低損耗。

5.變壓器的應(yīng)用

-在電力系統(tǒng)中，變壓器用于電壓的升高和降低，以滿足輸電和用電需求。

-變壓器廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備、家用電器等領(lǐng)域。

-變壓器在電路中可起到隔離、安全保護(hù)等作用。

6.變壓器的工作原理與電路分析

-變壓器工作原理：原線圈中交變電流產(chǎn)生的磁場，在副線圈中產(chǎn)生電磁感應(yīng)。

-電路分析：根據(jù)變壓器的電壓電流關(guān)系，分析電路中各元件的電壓和電流變化。

7.實(shí)際變壓器參數(shù)計(jì)算與應(yīng)用實(shí)例

-根據(jù)實(shí)際變壓器的參數(shù)，計(jì)算變壓器的變壓比、變流比和效率。

-分析實(shí)際電路中的應(yīng)用實(shí)例，如電源適配器、手機(jī)充電器等。

8.變壓器的種類與特點(diǎn)

-按照鐵芯材料，變壓器可分為硅鋼片變壓器、鐵氧體變壓器等。

-按照結(jié)構(gòu)，變壓器可分為封閉式變壓器、開啟式變壓器等。

-不同類型的變壓器具有不同的特點(diǎn)和應(yīng)用場合。板書設(shè)計(jì)1.標(biāo)題：變壓器原理與應(yīng)用

-交變電流

-變壓器基本原理

-電壓電流關(guān)系與變壓比

-理想變壓器與實(shí)際變壓器

-變壓器效率與損耗

-變壓器應(yīng)用實(shí)例

2.副標(biāo)題：電磁感應(yīng)的魅力

-變壓器的構(gòu)造與工作原理

-原線圈、副線圈、鐵芯

-電磁感應(yīng)：↑↓電壓

-變壓比與變流比

-變壓比=原線圈匝數(shù)/副線圈匝數(shù)

-變流比=副線圈匝數(shù)/原線圈匝數(shù)

-理想與實(shí)際的差異

-理想變壓器：無損耗、效率100%

-實(shí)際變壓器：銅損、鐵損、漏磁

-變壓器效率

-效率=輸出功率/輸入功率

-提高效率：減少損耗、優(yōu)化設(shè)計(jì)

-變壓器的應(yīng)用

-電力系統(tǒng)：升壓、降壓

-電子設(shè)備：電源適配器、充電器

3.板書結(jié)構(gòu)

-采用層級(jí)式結(jié)構(gòu)，由總到分，突出重點(diǎn)

-使用不同顏色粉筆，區(qū)分不同知識(shí)點(diǎn)

-適當(dāng)使用圖示，如變壓器結(jié)構(gòu)、電路圖等

4.藝術(shù)性與趣味性

-使用簡筆畫，展示變壓器結(jié)構(gòu)和工作原理

-設(shè)置互動(dòng)環(huán)節(jié)，邀請學(xué)生上黑板參與板書

-設(shè)計(jì)有趣的例題，激發(fā)學(xué)生思考與興趣作業(yè)布置與反饋1.作業(yè)布置

（1）完成課后習(xí)題：

-第二章第六節(jié)習(xí)題1、2、3、4、5、6、7；

-結(jié)合變壓器的基本原理、電壓電流關(guān)系、變壓比、變流比等知識(shí)點(diǎn)，分析并解答題目。

（2）實(shí)驗(yàn)報(bào)告：

-觀察并記錄實(shí)驗(yàn)中變壓器的工作過程，包括原、副線圈的電壓和電流變化；

-分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證電壓電流關(guān)系和變壓比、變流比。

（3）思考題：

-思考實(shí)際變壓器與理想變壓器的區(qū)別，以及它們在實(shí)際應(yīng)用中的影響；

-探討提高變壓器效率的方法和途徑。

（4）拓展閱讀：

-閱讀有關(guān)變壓器發(fā)展歷程、新型變壓器技術(shù)的文章，了解變壓器在電力系統(tǒng)和電子設(shè)備中的重要作用。

2.作業(yè)反饋

（1）批改作業(yè)：

-對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行認(rèn)真批改，關(guān)注每個(gè)學(xué)生的掌握情況；

-指出學(xué)生在解題過程中存在的問題，如計(jì)算錯(cuò)誤、原理理解不清等。

（2）反饋建議：

-針對(duì)不同學(xué)生的問題，給出針對(duì)性的改進(jìn)建議；

-對(duì)于普遍存在的問題，課堂上進(jìn)行統(tǒng)一講解和指導(dǎo)；

-鼓勵(lì)學(xué)生在課后主動(dòng)提問，及時(shí)解決疑問。

（3）評(píng)價(jià)與鼓勵(lì)：

-對(duì)學(xué)生的努力和進(jìn)步給予肯定和鼓勵(lì)，提高學(xué)生的自信心；

-激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)他們積極參與課堂討論和實(shí)驗(yàn)操作。重點(diǎn)題型整理題型一：計(jì)算變壓器的變壓比和變流比

題目：一個(gè)變壓器的原線圈匝數(shù)為100圈，副線圈匝數(shù)為50圈，原線圈電壓為220V，求副線圈電壓和變壓比、變流比。

答案：副線圈電壓=110V，變壓比=220V/110V=2，變流比=1/2。

題型二：分析實(shí)際變壓器的效率

題目：一個(gè)實(shí)際變壓器的輸入功率為1000W，輸出功率為900W，求該變壓器的效率。

答案：效率=輸出功率/輸入功率×100%=900W/1000W×100%=90%。

題型三：計(jì)算變壓器的損耗

題目：一個(gè)變壓器的原線圈電阻為0.5Ω，副線圈電阻為0.3Ω，原線圈電流為2A，求原、副線圈的銅損。

答案：原線圈銅損=I2R=22×0.5Ω=2W，副線圈銅損=I2R=22×0.3Ω=1.2W。

題型四：分析變壓器在電路中的作用

題目：請分析下列電路中，變壓器的作用是什么？

電路圖：（圖示一個(gè)變壓器接入電路，升高或降低電壓）

答案：變壓器在該電路中的作用是升高（或降低）電壓，以滿足后續(xù)電路元件的工作電壓需求。

題型五：設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的變壓器電路

題目：請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡單的變壓器電路，實(shí)現(xiàn)將220V電壓降低到12V。

答案：

-原線圈匝數(shù)：N1=220V/12V≈18.3（取整數(shù)，方便計(jì)算，取18匝）

-副線圈匝數(shù)：N2=1（為了方便計(jì)算，取1匝）

-電路圖：（圖示一個(gè)具有18匝原線圈和1匝副線圈的變壓器電路）

2.詳細(xì)補(bǔ)充和說明

-題型一：通過計(jì)算變壓比和變流比，使學(xué)生深入理解變壓器電壓和電流的變化規(guī)律。

-題型二：分析實(shí)際變壓器的效率，讓學(xué)生了解變壓器在實(shí)際應(yīng)用中的能量損耗。

-題型三：計(jì)算變壓器的損耗，使學(xué)生掌握變壓器銅損的計(jì)算方法，了解影響變壓器效率的因素。

-題型四：分析變壓器在電路中的作用，讓學(xué)生理解變壓器在實(shí)際電路中的應(yīng)用價(jià)值。

-題型五：設(shè)計(jì)變壓器電路，鍛煉學(xué)生的實(shí)際操作能力，將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中。教學(xué)反思與總結(jié)首先，關(guān)于教學(xué)方法和策略，我發(fā)現(xiàn)通過引入生活實(shí)例和實(shí)際操作，能夠有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的參與度。例如，在講解變壓器的應(yīng)用時(shí)，我展示了各種變壓器在實(shí)際生活中的應(yīng)用場景，讓學(xué)生更好地理解變壓器的價(jià)值和重要性。同時(shí)，通過組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，他們能夠親自觀察變壓器的工作原理，從而更加深入地理解相關(guān)知識(shí)。

然而，在教學(xué)過程中也存在一些問題。我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在理解變壓器的工作原理和計(jì)算變壓比、變流比等方面存在困難。為了解決這些問題，我計(jì)劃在下節(jié)課中更加詳細(xì)地解釋這些概念，并提供更多的實(shí)例來幫助學(xué)生理解。同時(shí)，我還會(huì)增加一些互動(dòng)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生積極參與討論和提問，以提高他們的學(xué)習(xí)效果。

在教學(xué)總結(jié)方面，我對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行了評(píng)估。我發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生對(duì)變壓器的基本原理和應(yīng)用場景有了較好的理解，并能夠進(jìn)行簡單的計(jì)算。然而，部分學(xué)生在理解變壓器的效率和工作原理方面還有待提高