高中物理-變壓器教學(xué)設(shè)計學(xué)情分析教材分析課后反思

課標(biāo)分析

高中物理是普通高中科學(xué)學(xué)習(xí)領(lǐng)域的一門基礎(chǔ)課程，與九年義務(wù)教育物理或科學(xué)課程相

銜接，旨在進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。在高中階段，物理課程的主要目的側(cè)重于培養(yǎng)全

體高中學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

選修系列3-2課程模塊側(cè)重于電磁學(xué)知識，重點內(nèi)容如下：電磁感應(yīng)現(xiàn)象展示了不同運(yùn)

動形式之間的聯(lián)系，為電能的大規(guī)模應(yīng)用奠定了物理學(xué)的基礎(chǔ)；交變電流是生活和生產(chǎn)中最

常用到的電流；傳感器則是生活和生產(chǎn)中各種測量、控制所不可缺少的元器件。本模塊安排

了幾個科學(xué)探究活動。使學(xué)生在經(jīng)歷科學(xué)探究的過程中，領(lǐng)悟物理學(xué)研究的思想與方法。

第四章《遠(yuǎn)距離輸電》是交流電知識的延伸和拓展，是前面所學(xué)電磁學(xué)知識的進(jìn)一步發(fā)

展和應(yīng)用。其知識內(nèi)容與生產(chǎn)和生活有著密切聯(lián)系，教學(xué)中應(yīng)讓學(xué)生較為深入的認(rèn)識物理學(xué)

在技術(shù)中的應(yīng)用及其對社會、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響。課標(biāo)對第二節(jié)變壓器的要求是：通過實驗,

探究變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系。所以，在知識與技能方面，教學(xué)中應(yīng)直在使學(xué)生了解變壓器

的工作原理，掌握變壓器的電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系式。所以教學(xué)中更要注重學(xué)生的自主學(xué)

習(xí)和探究性學(xué)習(xí)，體現(xiàn)科學(xué)探究中“猜想與假設(shè)”這一要素。通過探究變壓器電壓與匝數(shù)的

關(guān)系，學(xué)會用定量和定性的方法收集數(shù)據(jù)，認(rèn)識科學(xué)收集數(shù)據(jù)的重要性，并會對實驗所觀察

到的現(xiàn)象或收集到的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

本章3個部分的知識對學(xué)生而言雖然新奇，但總體要求層次并不高，因此除“科學(xué)探究

一一變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系“外，一般都是“點到”為止。

學(xué)情分析

學(xué)生通過前面《電磁感應(yīng)》整章的學(xué)習(xí)，已經(jīng)對磁生電以及渦旋電流有了基本的掌握,

在《交流電》前兩節(jié)的學(xué)習(xí)，對交流電的特點也比較清楚，已經(jīng)基本具備了學(xué)習(xí)變壓器這

一節(jié)內(nèi)容的必備知識。

1、大多數(shù)學(xué)生對變壓器原線圈兩端的電壓與原線圈產(chǎn)生的電動勢大小關(guān)系這一知識點

比較欠缺，在教學(xué)中需作出補(bǔ)充提示。

2、探究實驗環(huán)節(jié)，實驗電路連接的設(shè)計對學(xué)生比較容易，但怎樣設(shè)計表格、科學(xué)分析

數(shù)據(jù)需要教師的引導(dǎo)，逐步完成猜想、比較、驗證，通過對實驗誤差及損耗的分析，從而得

到理想變壓器的模型并得到理想變壓器的變壓規(guī)律。

對部分動手操作能力弱的學(xué)生，需要在實驗電路的設(shè)計、萬用電表的使用環(huán)節(jié)，給予單

獨指導(dǎo)。

3、變壓器的作用神奇，變壓裝置在生活中很常見，應(yīng)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，利用課余

時間，帶著自己的問題，搜集資料了解變壓器。

4、木節(jié)課是變壓器教學(xué)的第一課時，只討論了變壓器有一個副線圈的情況，課下可以給

學(xué)生留下三個思考題，既可以幫助學(xué)生鞏固本節(jié)課的知識，同時為第二課時的教學(xué)做好鋪墊。

思考討論：

（I.）如果在鐵芯上再繞制幾個副線圈，那么原副線圈兩端的電壓、通過原副線圈的電流與

原副線圈的匝數(shù)將滿足什么條件？

（2.）如果副線圈多接幾個并聯(lián)的用電器，原副線圈兩端的電壓是否發(fā)生改變？原副線圈中

通過的電流是否發(fā)生改變？原副線圈中的輸入、輸出功率又會怎樣變化？并分析它們之間的

決定關(guān)系。

（3.）如何測量高壓線上的交流電壓？

課堂例題

例1、一臺理想變壓器原線圈的匝數(shù)為4400匝，與220V的電源相連，當(dāng)副線圈接入額定電壓

為36V的燈泡時,能夠正常發(fā)光.則變壓器副線圈的匝數(shù)為（）

A、36匝B、72匝C、720匝D、1440匝

例2、如圖，一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1：2；副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額

定電壓為220V,額定功率為22W；原線圈電路中接有電壓表和電流表?，F(xiàn)閉合開關(guān)，燈泡

正常發(fā)光。若用U和I分別表示此時電壓表和電流表的讀數(shù)，則（）

A.U=110V,1=0.2AB.U=11O72V,1=0.2A

C.U=110V,1=0.05AD.U=11O72V,1=0.2亞A

當(dāng)堂檢測

1.關(guān)于理想變壓器的工作原理,以下說法正確的是（

A.通有正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁通量不變

B.穿過原、副線圈的磁通量在任何時候都不相等

C.穿過副線圈的磁通量變化使得副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢

D.原線圈中的電流通過鐵芯流到了副線圈

2.理想變壓器的原線圈的匝數(shù)為110匝，副線圈匝數(shù)為660匝，若原線圈接在6V的電池

上，則副線圈兩端電壓（）.

A.0VB.6VC.1VD.36V

3.一個理想變壓器，原線圈和副線圈的匝數(shù)分別為m和m,正常工作時輸入和輸出的電壓、

電流、功率分別為U1和U2,L和12,巴和P2,己知Ih>n2,貝IJ（）

A.Ui>U2,P1VP2B.P尸P2,IiVLC.I1VI29lh>U2D.Pi>Pz,L>12

4.如下圖所示，一理想變壓器原線圈匝數(shù)m=H00匝，副線圈匝數(shù)的=220匝，交流電源

的電壓〃=22oVisiiiloomV,電殂K=44Q,電壓表、電流表為理想電表，則下列說法正

確的是（）

A.

A.交流電的頻率為50Hz

B.電流表Ai的示數(shù)為0.2A

C.電流表A2的示數(shù)為A

D.電壓表的示數(shù)為44V

《變壓器》聽評記錄

一.聽課記錄

1、新課導(dǎo)入：通過充電電池、充電器聯(lián)系生活實際，并展示生活中的隨處可見的變壓器圖

片，引入新課，引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

2、觀察實物，了解變壓器構(gòu)造：通過學(xué)生新手拆卸變壓器，親身體會主要結(jié)構(gòu)，及各部分

構(gòu)造之間彼此絕緣。

3、通過教師演示小燈泡亮暗實驗，讓學(xué)生感知變壓器的變壓作用，自然地將學(xué)生的思維引

導(dǎo)到對變壓器原理的探究討論中。引導(dǎo)學(xué)生討論思考兩個問題，從而突破變壓器工作原理這

個難點。

4、通過手機(jī)充電器、顯像管等生活實際創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計分組實驗，探究變壓

器原副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系。

學(xué)生先設(shè)計電路,明確電路連接。教師指導(dǎo)學(xué)生選擇萬用表的合適檔位,準(zhǔn)備數(shù)據(jù)記錄表格，

采集數(shù)據(jù)。在實驗、觀察、記錄、分析的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)分析數(shù)據(jù)，并體會到抽象理

想模型一一理想變壓器的過程。

5、引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)理想變壓器的基本關(guān)系：變壓規(guī)律和變流規(guī)律，并聯(lián)系實際理解物理量的

決定關(guān)系。

6、知識應(yīng)用：通過小實驗前后呼應(yīng)、典型例題，鞏固對變壓器基本規(guī)律的理解。

二.綜合評議

本節(jié)課的亮點：

1、教師注重學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。在本節(jié)課中充分體現(xiàn)了學(xué)生是主體的作用，教師在課堂

上只是對話的組織者、引導(dǎo)者、指導(dǎo)者。特別是本節(jié)課對變壓器工作原理的教學(xué)中，通過讓

學(xué)習(xí)室討論交流和分析思考，讓學(xué)生自己得出結(jié)論。

2、本節(jié)課的學(xué)生探究分組實驗也是一個亮點。在教師的指導(dǎo)下，引領(lǐng)學(xué)生來一步一步完成

實驗操作，在實驗數(shù)據(jù)的分析處理的過程中，教給學(xué)生科學(xué)的分析方法，最后抽象出理想變

壓器這個理想模型。該設(shè)計符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和能力。

3、學(xué)生參與了課堂教學(xué)的每一個環(huán)節(jié)，積極的思考和交流，分析問題、解決問題的能力得

到了培養(yǎng)。

語義性知識主要靠感知，程序性知識主要靠思維，策略性知識主要靠指導(dǎo)和滲透，操作

性知識主要靠實踐。木節(jié)課較好的實現(xiàn)了課標(biāo)的要求，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

建議：

教學(xué)中還要堅決貫徹學(xué)生為主體，老師為主導(dǎo)的策略，多調(diào)動學(xué)生思考、總結(jié)規(guī)律。另

外，介紹性的知識可以布置為作業(yè)或是課后研究，使課堂教學(xué)的效率更高，重點更加突出。

還有在課堂教學(xué)中的語言運(yùn)用要更加科學(xué)規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)，語速要稍微慢些，教學(xué)節(jié)奏要急緩適當(dāng),

讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識時更加輕松自如。

物理組

教材分析

教材是落實課程標(biāo)準(zhǔn)、實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的重要載體，魯科版教材的特點之一是''具有基礎(chǔ)

性、豐富性和開放性〃。即學(xué)習(xí)內(nèi)容是基礎(chǔ)而豐富的，呈現(xiàn)形式是豐富而開放的。本節(jié)教材

配有小實驗，思考與討論，簡明扼要的文字說明，貼近生活的圖片生動而形象。生產(chǎn)、生活

實際的素材是物理建模的基礎(chǔ)，是重要和鮮活的教學(xué)資源。

《變壓器》這節(jié)內(nèi)容承上啟下，它是電磁感應(yīng)知識與交變電流概念的綜合應(yīng)用課。變壓

器是交變電路中常見的電路設(shè)備，又是遠(yuǎn)距離輸電必不可少的裝置。學(xué)習(xí)變壓器，不僅能夠

從能的轉(zhuǎn)化和傳遞的角度進(jìn)一步強(qiáng)化對電磁感應(yīng)的認(rèn)識，還為學(xué)習(xí)遠(yuǎn)距離電能輸送奠定了基

礎(chǔ)。本節(jié)教材容量大且物理模型的構(gòu)建較抽象，教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)、生活實際聯(lián)系密切，具有

比較突出的研究性學(xué)習(xí)的特點。

實際教學(xué)中，變壓器計劃用兩課時完成新課的教學(xué)。第一課時為新授課，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識

變壓器的結(jié)構(gòu)、工作原理，完成探究實驗并學(xué)會科學(xué)分析數(shù)據(jù)、討論誤差原因，從而得到理

想變壓器的電壓、電流規(guī)律，并初步引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實際理解理想變壓器原副線圈電壓、電流、

功率的關(guān)系，了解幾種常見的變壓器。第二課時為鞏固習(xí)題課，引導(dǎo)學(xué)生通過鞏固練習(xí)掌握

變壓器的物理量之間的定量關(guān)系以及決定關(guān)系。

一、本節(jié)課是變壓器教學(xué)的第一課時。教學(xué)的重點是理解變壓器的工作原理，探究變壓

器線圈兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系。“變壓器”一課的教學(xué)圍繞“什么是變壓器？”“變壓器副線

圈為什么有電壓？”“變壓器怎樣將原線圈的電能傳輸給副線圈？”“變壓器為什么能改變電

壓？”“變壓器副線圈上的電壓大小與什么因素有關(guān)？定量關(guān)系是怎樣的?”等問題為線索展

開教學(xué)過程。

二、教材要求學(xué)生定性了解變壓器原理，介紹構(gòu)造時講清楚線圈纏在塑料線軸上再套入

涂有絕緣漆的閉合鐵芯，鐵芯與線軸之間并不通電，讓學(xué)生知道原副線圈間并無電路相通的

事實。進(jìn)而讓學(xué)生明確副線圈兩端產(chǎn)生電壓是兩個線圈通過鐵芯發(fā)生的互感現(xiàn)象。關(guān)于互感

過程，教材中沒有做詳細(xì)的論述，考慮到學(xué)生的知識情況，教學(xué)中不必作過于詳盡的討論。

三、人教版和魯科版教材對“變壓器”一節(jié)的教學(xué)均安排了學(xué)生實驗，“科學(xué)探究一

變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系”，而且建議控制變量得出變壓器的變壓規(guī)律。做好探究性實驗是

本節(jié)課突破教學(xué)難點和重點的關(guān)鍵。為了培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)實驗研究物理規(guī)律的能力，建議實驗

中引導(dǎo)學(xué)生做好四個環(huán)節(jié)。

第一步，根據(jù)變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理，猜想在輸入電壓一定時，變壓器的輸出端電壓

是由什么決定的？為了調(diào)動學(xué)生的探究積極性，可以聯(lián)系家用電路的供電實際來提出問題。

第二步，根據(jù)猜想來設(shè)計電路連接，請學(xué)生動腦思考，怎樣連接電路可以改變原副線圈

匝數(shù)來測定相應(yīng)的輸出電壓。

第三步，指導(dǎo)學(xué)生動手實驗并科學(xué)分析實驗數(shù)據(jù)。

第四步，引領(lǐng)學(xué)生分析實驗誤差或可能存在的損耗，抽象出理想化模型一一理想變壓器。

4.2變壓器

［教學(xué)目標(biāo)工

（-）知識與技能

1、知道變壓器的構(gòu)造.知道變壓器是用來改變交流電壓的裝置.

2、理解互感現(xiàn)象，理解變壓器的工作原理.

3、掌握理想變壓器工作規(guī)律并能運(yùn)用解決實際問題.

4、理解理想變壓器的原、副線圈中電壓、電流與質(zhì)數(shù)的關(guān)系，能應(yīng)用它分析解決基本

問題.

5、理解變壓器的輸入功率等于輸出功率.能用變壓器的功率關(guān)系解決簡單的變壓器的

電流關(guān)系問題.

6、知道課本中介紹的幾種常見的變壓器.

（二）過程與方法

1、通過觀察演示實驗，培養(yǎng)學(xué)生物理觀察能力和正確讀數(shù)的習(xí)慣.

2、從變壓器工作規(guī)律得出過程中培養(yǎng)學(xué)生處理實驗數(shù)據(jù)及總結(jié)概括能力.

3、從理想變壓器概念引入使學(xué)生了解物理模型建立的基礎(chǔ)和建立的意義。

（三）情感、態(tài)度與價值觀

1、通過原副線圈的匝數(shù)與繞線線徑關(guān)系中體會物理學(xué)中的和諧、統(tǒng)一美。

2、讓學(xué)生充分體會能量守恒定律的普遍性及辯證統(tǒng)一思想.

3、培養(yǎng)學(xué)生尊重事實，實事求是的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度.

［教學(xué)重點］變壓器工作原理及工作規(guī)律.

［教學(xué)難點］（1）理解副線圈兩端的電壓為交變電壓.

（2）推導(dǎo)變壓器原、副線圈電流與匝數(shù)關(guān)系.

（3）掌握公式中各物理量所表示對象的含義.

（4）變壓器鐵芯是否帶電即如何將電能從原線圈傳輸?shù)礁本€圈.

［教學(xué)器材%變壓器、電源、小電炮、開關(guān)、電壓表等導(dǎo)線等

［教學(xué)方法］:講授、討論，類比、歸納法

［教學(xué)過程］

（一）引入新課

在我們使用的各種用電器中，所需的電源電壓各不相同，而日常照明電路的電壓是220V,

那么如何解決這一問題呢？

需改變電壓，以適應(yīng)各種不同電壓的需要一一變壓器

（二）進(jìn)行新課

能夠改變交流電壓的設(shè)備叫變壓器.

一、變壓器

（一）變壓器構(gòu)造

教師利用課件展示畫變壓器實物圖、示意圖及其在電路圖中的符號（見圖D，要求學(xué)

生搞清圖中所用字母和符號的意義.

圖1

閉合鐵芯

原線圈（初級線圈，一次線圈）、匝

副線圈（次級線圈，二次線圈）4匝

斗：輸入電壓

U2：輸出電壓

提問：把兩個沒有導(dǎo)線相連的線圈套在同一個閉合鐵芯上，一個線圈連到交流電源的

兩端，另一個線圈連到小燈泡上。小燈泡可能發(fā)光嗎？說出你的道理。

學(xué)生進(jìn)行實驗操作，并解釋原因。

（二）工作原理-------電磁感應(yīng)原理

原線圈接交流電f在鐵芯中產(chǎn)生變化的磁通量f副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢f副線圈有交

流電

提問：若給原線圈接直流電壓，小燈泡可能發(fā)光嗎？

不能。

變壓器通過閉合鐵芯，利用電磁感應(yīng)實現(xiàn)了：電能一磁場能一電能的轉(zhuǎn)化。

提問：原線圈輸入的電能與副線圈輸出的電能完全相等嗎？請說明原因。

說明：使用閉合鐵芯，使原線圈產(chǎn)生的交變磁場幾乎全部集中在鐵芯中，因而變壓器

工作時能量損失很小.特別是大型變壓器，能量傳輸效率可達(dá)97?99.5%,為了研究問題

的方便，人們常常不考慮其損失，這種變壓器叫做理想變壓器.

（三）理想變壓器一沒有能量損失的變壓器

輸入功率等于輸出功率：P入=?出（1）

用實驗探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系

引導(dǎo)學(xué)生說明電路原理圖，實驗所用儀器，及實驗方法（控制變量法）。

數(shù)據(jù)記錄及處理：

匝數(shù)比1:21:82:1

U1

>

實驗結(jié)論：誤差允許范圍內(nèi)〃

幺=且

U2n2

并聯(lián)系法拉第電磁感應(yīng)定律體會之.

（四）理想變壓器的變壓規(guī)律

實驗和理論分析都表明：理想變壓器原副線圈的電壓跟它們的匝數(shù)成正比

G々（2）

沅=兀

由（2）知：升壓變壓器4＞、；降壓變壓器

例1、一臺理想變壓器原線圈的叱數(shù)為4400匝，與220V的電源相連,當(dāng)副線圈接入額定電

壓為36V的燈泡時,能夠正常發(fā)光.則變壓器副線圈的匝數(shù)為（）

A、36匝B、72匝C、720匝I）、1440匝

（五）理想變壓器的變流規(guī)律（理論推導(dǎo)）

由（2）式知IA=I2U2

故11U

故-2

考慮到Q）得到）=也（3）

125

變壓器工作時，原、副線圈中的電流強(qiáng)度與匝數(shù)成反比，因而用細(xì)導(dǎo)線繞的是高壓線

圈.

例2、如圖，一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1：2；副線圈電路中接有燈泡，燈泡的

額定電壓為220V,額定功率為22N；原線圈電路中接有電壓表和電流表?，F(xiàn)閉合開關(guān)，燈泡

正常發(fā)光。若用U和I分別表示此時電壓表和電流表的讀數(shù)，則（）

A.U=110V,1=0.2A

B.U=lloV2V,1=0.2A

C.U=110V,1=0.05A

D.U=110A/2V,1=0.2亞A

（六）自耦變壓器

思考：自耦變壓器的特點？如何區(qū)分原、副線圈？

請想想：本節(jié)課有哪些收獲？并請學(xué)生板書本節(jié)課的小結(jié)。

三、小結(jié)

1.變壓器的結(jié)構(gòu)和符號

變壓器示意圖

2.變壓器的工作原理：電磁感應(yīng)

3.理想變壓器的工作規(guī)律

四、當(dāng)堂檢測

五、布置作業(yè)

?課下作業(yè)：完成學(xué)案

?課下思考：變壓器中的輸入功率與輸出功率、輸入電壓與輸出電壓、輸入電流與輸

出電流之間的決定關(guān)系

效果分析

一.教學(xué)效果分析：

這節(jié)課的學(xué)生探究實驗，采取了老師指導(dǎo)、學(xué)生操作的方法，使學(xué)生體驗了科學(xué)分析數(shù)

據(jù)、得出結(jié)論的過程，也使學(xué)生體會了抽象物理理想模型的過程，不僅使學(xué)生加深了對規(guī)律

的認(rèn)識，而且有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

這節(jié)課的兩個演示實驗為建立概念、研究規(guī)律創(chuàng)設(shè)了直觀形象的教學(xué)情境，既給了學(xué)生

第一手感性資料，又能夠調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。同時，實驗現(xiàn)象也創(chuàng)設(shè)了連貫的問題情境，

整節(jié)課教學(xué)圍繞“什么是變壓器？”“變壓器副線圈為什么有電壓？”“變壓器怎樣將原線圈

的電能傳輸給副線圈？”“變壓器為什么能改變電壓？”“變壓器副線圈上的電壓大小與什么

因素有關(guān)？定量關(guān)系是怎樣的?”等問題為線索展開教學(xué)過程。符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，通過

一定數(shù)量的科學(xué)探究，學(xué)生經(jīng)歷了與科學(xué)研究工作相近或相似的過程.從中獲取知識，體驗

其中的樂趣和曲折，感悟科學(xué)思想，培養(yǎng)了科學(xué)精神。同時，培養(yǎng)了學(xué)生將物理知識應(yīng)用到

社會的意識。

二.評測練習(xí)效果分析：

1、典型例題的設(shè)置旨在讓學(xué)生掌握理想變壓器的變壓規(guī)律和變流規(guī)律。例1考查電壓與

匝數(shù)的正比關(guān)系；例2考查電流與匝數(shù)的反比關(guān)系。

2、練習(xí)1、練習(xí)2考查變壓器工作原理一一電磁感應(yīng)現(xiàn)象，旨在幫助學(xué)生落實變壓器只

能改變變化電壓。學(xué)生答對率高達(dá)80%。

練習(xí)3、練習(xí)4考查變壓器基本