3.3 变压器 教学评大单元分课时教学设计 -2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

3.3变压器教学评大单元分课时教学设计-2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册学校授课教师课时授课班级授课地点教具课程基本信息1.课程名称：3.3变压器

2.教学年级和班级：高二年级

3.授课时间：2024-2025学年高二下学期

4.教学时数：1课时核心素养目标分析教学难点与重点1.教学重点：

-重点理解变压器的原理，即输入与输出端电压、电流、功率的关系。

-掌握变压器的匝数比公式，并能够运用公式解决实际问题。

-理解变压器在工作中的能量损失，包括铁损和铜损。

2.教学难点：

-变压器铁芯中磁通量的变化和电磁感应现象的联系，理解磁通量变化的周期性。

-理解变压器原、副线圈的电压、电流与匝数比的关系，以及如何通过公式计算实际工作状态。

-变压器在实际应用中，由于损耗导致的效率问题，如何根据效率公式计算变压器的效率。

-理解变压器的工作特性，包括输入、输出功率的匹配，以及变压器的频率特性。例如，学生可能难以理解为何变压器的效率与负载电流有关，以及在不同负载情况下如何计算变压器的输出功率。教学资源-软硬件资源：多媒体教学设备（投影仪、电脑）、变压器实物模型或图片、电流表、电压表、万用表

-课程平台：学校内部教学资源库、物理教学平台

-信息化资源：变压器原理动画、变压器的应用案例视频、在线互动问答平台

-教学手段：PPT演示、实物展示、小组讨论、实验操作、课堂提问教学过程设计（一）导入环节（5分钟）

1.创设情境：通过展示生活中常见的变压器图片或视频，如电力变压器、电视变压器等，引导学生思考变压器的应用和原理。

2.提出问题：提问学生是否了解变压器的作用，以及变压器是如何改变电压的？

3.学生回答：邀请学生分享他们对变压器的了解，教师总结并引出本节课的主题。

（二）讲授新课（20分钟）

1.变压器的原理（5分钟）

-讲解变压器的基本结构，包括铁芯、原线圈、副线圈等。

-通过动画演示变压器的磁通量变化和电磁感应现象，让学生理解变压器的工作原理。

-强调变压器原、副线圈的电压、电流与匝数比的关系，引入匝数比公式。

2.变压器的能量损失（5分钟）

-讲解变压器在运行过程中产生的铁损和铜损。

-介绍变压器效率的概念，并给出效率公式。

3.变压器的应用（5分钟）

-分析变压器在电力系统、家用电器等领域的应用。

-通过实例说明变压器在实际应用中的重要性。

（三）巩固练习（10分钟）

1.练习1（5分钟）

-学生独立完成变压器原、副线圈电压、电流与匝数比的计算题。

-教师巡视指导，解答学生疑问。

2.练习2（5分钟）

-学生讨论变压器在实际应用中的能量损失问题，如何提高变压器效率。

-教师总结讨论结果，强调提高变压器效率的方法。

（四）课堂提问（5分钟）

1.提问1（2分钟）

-提问：变压器的工作原理是什么？

-学生回答，教师点评。

2.提问2（3分钟）

-提问：变压器在实际应用中如何提高效率？

-学生回答，教师点评。

（五）师生互动环节（5分钟）

1.小组讨论（3分钟）

-将学生分成小组，讨论以下问题：

-变压器在电力系统中的作用。

-变压器在家用电器中的应用。

-教师巡视指导，鼓励学生积极参与讨论。

2.学生展示（2分钟）

-各小组派代表展示讨论成果，教师点评。

（六）总结与拓展（5分钟）

1.总结（2分钟）

-教师总结本节课所学内容，强调变压器的原理、应用和效率。

-回顾课堂提问环节，巩固学生对知识的掌握。

2.拓展（3分钟）

-提问：如何设计一个高效的变压器？

-学生回答，教师点评。

本节课用时共计45分钟。学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.理解变压器基本原理：通过本节课的学习，学生能够理解变压器的基本工作原理，包括电磁感应、磁通量变化等概念，并能运用这些原理解释变压器在实际生活中的应用。

2.掌握变压器公式：学生能够熟练掌握变压器原、副线圈的电压、电流与匝数比的关系，以及如何通过公式计算实际工作状态下的电压、电流和功率。

3.理解能量损失和效率：学生能够理解变压器在工作过程中产生的铁损和铜损，以及如何计算变压器的效率，从而认识到提高变压器效率的重要性。

4.增强实践操作能力：通过实验操作，学生能够实际观察变压器的工作状态，增强了对理论知识的应用能力。

5.提高问题解决能力：学生在学习过程中，通过解决实际问题（如计算变压器在不同负载下的输出功率），提高了分析和解决问题的能力。

6.培养创新思维：在讨论变压器应用和设计高效变压器的问题时，学生能够发挥创新思维，提出自己的见解和设计方案。

7.提升自主学习能力：学生通过自主学习，查阅相关资料，了解变压器的最新研究进展，提高了自主学习能力。

8.增强团队合作意识：在小组讨论和实验操作中，学生学会了与他人合作，共同完成任务，增强了团队合作意识。

9.激发学习兴趣：通过本节课的学习，学生对物理学科产生了浓厚的兴趣，激发了进一步探索物理世界的欲望。

10.培养科学素养：学生通过学习变压器这一物理现象，了解了科学探究的方法，培养了科学素养。课后作业1.实验题：设计一个简单的变压器实验，测量变压器原、副线圈的电压比，并计算匝数比。实验步骤如下：

-准备一个变压器、交流电源、电压表、开关等实验器材。

-将变压器原线圈接入交流电源，副线圈连接电压表。

-闭合开关，记录电压表示数U1和U2。

-根据公式n1:n2=U1:U2，计算变压器的匝数比。

-重复实验，取平均值作为最终结果。

2.计算题：一个变压器的原线圈匝数为200匝，副线圈匝数为100匝，当原线圈接入电压为220V的交流电源时，求副线圈的输出电压。

答案：副线圈的输出电压U2=(n2/n1)*U1=(100/200)*220V=110V

3.应用题：某家用电器使用的是12V的直流电源，现有一只220V的交流电源，需要设计一个变压器来为该家用电器供电。请计算变压器的原、副线圈匝数比。

答案：匝数比n1:n2=U1:U2=220V:12V=55:3

4.分析题：分析变压器在实际应用中的能量损失，并提出提高变压器效率的方法。

答案：变压器的能量损失主要来自铁损和铜损。铁损是由于铁芯磁化过程中的涡流损耗，铜损是由于线圈电阻引起的电流损耗。提高变压器效率的方法包括：选用高导磁率的铁芯材料、减小线圈电阻、优化变压器结构等。

5.设计题：设计一个简易的交流电压表，利用变压器原理，测量家庭电路的电压。

答案：设计步骤如下：

-选择一个变压比为1:10的变压器，将原线圈接入家庭电路。

-将副线圈连接一个电阻分压电路，使输出电压为0-10V。

-使用电压表测量副线圈的输出电压，即可得到家庭电路的电压。课堂小结，当堂检测课堂小结：

1.回顾本节课所学内容，强调变压器的基本原理、工作原理、能量损失和效率等核心知识点。

2.总结变压器在实际生活中的应用，如电力系统、家用电器等。

3.强调变压器原、副线圈的电压、电流与匝数比的关系，以及如何通过公式计算实际工作状态。

4.提醒学生关注变压器在实际应用中的能量损失问题，以及提高变压器效率的方法。

当堂检测：

1.选择题（5分钟）

-问题：变压器的工作原理是？

A.电磁感应

B.磁通量变化

C.电流变化

D.电压变化

-答案：A

2.计算题（10分钟）

-问题：一个变压器的原线圈匝数为250匝，副线圈匝数为50匝，当原线圈接入电压为110V的交流电源时，求副线圈的输出电压。

-答案：副线圈的输出电压U2=(n2/n1)*U1=(50/250)*110V=22V

3.应用题（10分钟）

-问题：某家用电器使用的是9V的直流电源，现有一只220V的交流电源，需要设计一个变压器来为该家用电器供电。请计算变压器的原、副线圈匝数比。

-答案：匝数比n1:n2=U1:U2=220V:9V≈24.44:1

4.分析题（10分钟）

-问题：分析变压器在实际应用中的能量损失，并提出提高变压器效率的方法。

-答案：变压器的能量损失主要来自铁损和铜损。铁损是由于铁芯磁化过程中的涡流损耗，铜损是由于线圈电阻引起的电流损耗。提高变压器效率的方法包括：选用高导磁率的铁芯材料、减小线圈电阻、优化变压器结构等。

5.实验题（10分钟）

-问题：设计一个简单的变压器实验，测量变压器原、副线圈的电压比，并计算匝数比。实验步骤如下：

-准备一个变压器、交流电源、电压表、开关等实验器材。

-将变压器原线圈接入交流电源，副线圈连接电压表。

-闭合开关，记录电压表示数U1和U2。

-根据公式n1:n2=U1:U2，计算变压器的匝数比。

-重复实验，取平均值作为最终结果。

-答案：学生根据实验步骤完成实验，并计算出变压器的匝数比。板书设计①变压器基本原理

-电磁感应

-磁通量变化

-原副线圈电压、电流与匝数比关系

②变压器工作