高中物理-變壓器教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思 (二)

教學(xué)設(shè)計(jì)

按照物理學(xué)科核心素養(yǎng)要求：物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然

科學(xué)，它重視實(shí)驗(yàn)和觀察，重視理論聯(lián)系實(shí)際。實(shí)驗(yàn)的操作，現(xiàn)象的

觀察，可以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)思維，樹(shù)立“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的

唯一標(biāo)準(zhǔn)”的科學(xué)探究觀念,通過(guò)將所學(xué)知識(shí)與日常生活所見(jiàn)、所想、

所用緊密聯(lián)系在一起，更能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任。本節(jié)課

以變壓器的工作原理為載體，將實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與理論知識(shí)很好地結(jié)合起來(lái)。

教學(xué)目標(biāo)

1.物理觀念：知道變壓器的構(gòu)造，理解變壓器的工作原理。

2.科學(xué)思維與科學(xué)探究：通過(guò)猜想、實(shí)驗(yàn)，理解理想變壓器的

原、副線圈中電壓與匝數(shù)關(guān)系，電流與匝數(shù)關(guān)系。

3.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣和熱情，使他們了

解變壓器在生活中的應(yīng)用。在自主實(shí)驗(yàn)和逐步探究的學(xué)習(xí)過(guò)程中，培

養(yǎng)細(xì)心觀察、勤于思考和相互交流的學(xué)習(xí)習(xí)慣和合作精神。

重點(diǎn)難點(diǎn)

1.重點(diǎn)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究得到變壓器原副線圈電壓和匝數(shù)的關(guān)系；

2.難點(diǎn)：理想變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系的分析推導(dǎo)。

教具準(zhǔn)備

學(xué)生電源、可拆變壓器、多用電表（交流電壓檔）、導(dǎo)線若干、

開(kāi)關(guān)。

【教學(xué)過(guò)程】

一、創(chuàng)設(shè)情境，興趣導(dǎo)入

1.小游戲：使用一節(jié)L5V的干電池，接在一個(gè)升壓變壓器原線

圈，幾個(gè)手拉手學(xué)生的串聯(lián)接在副線圈，閉合開(kāi)關(guān)一瞬間，學(xué)生有明

顯的感受到觸電。（讓學(xué)生對(duì)電池電壓升高的原因產(chǎn)生了興趣）

2.多媒體展示變壓器的種類(lèi)和式樣（讓學(xué)生對(duì)實(shí)際變壓器有感

性認(rèn)識(shí)）；

3.學(xué)生分小組觀察可拆變壓器的構(gòu)造，并

對(duì)這些構(gòu)造的設(shè)計(jì)提出自己的看法和疑惑,

然后教師集中匯總，并解釋從而明確變壓器

的構(gòu)造和幾個(gè)概念（物理觀念）：

原線圈一一與電源相連，輸入電壓Un線圈

匝數(shù)為m

副線圈一一與用電器相連，輸出電壓區(qū),線圈匝數(shù)為出

提出問(wèn)題：變壓器是如何變壓的呢？有什么規(guī)律？

這就是我們今天要探究的課題。閱讀課本，引導(dǎo)學(xué)生從理論和實(shí)驗(yàn)兩

方面著手。（科學(xué)思維與科學(xué)探究）

二、實(shí)驗(yàn)探究變壓器的變壓規(guī)律(科學(xué)思維與科學(xué)探究)

1.引導(dǎo)學(xué)生討論探究的方案

猜想假設(shè):變壓器線圈兩端的電壓可能與原、副線圈的匝數(shù)有關(guān).

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：小組討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：

(1)實(shí)驗(yàn)電路：

(2)操作方法：控制變量法.

(3)實(shí)驗(yàn)步驟：

A.按實(shí)驗(yàn)電路連接實(shí)驗(yàn)器材；

B.保持原線圈的匝數(shù)不變，增加或減少副線圈的匝數(shù)，測(cè)量副

線圈兩端的電壓；

C.保持副線圈的匝數(shù)不變，增加或減少原線圈的匝數(shù)，測(cè)量副

線圈兩端的電壓；

D.分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論.

注意事項(xiàng):

(1)輸入電壓不超過(guò)12V.

(2)手不能接觸裸露的導(dǎo)線、接線柱.

(3)電壓表先用最大量程試測(cè)，然后再選用適當(dāng)擋位進(jìn)行測(cè)量.

2.學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)一一控制變量法(科學(xué)探究)

保持原線圈電壓和匝數(shù)不變，改變副線圈匝數(shù)，研究副線圈匝數(shù)

對(duì)副線圈電壓的影響；

保持原線圈電壓和副線圈匝數(shù)不變，改變?cè)€圈匝數(shù)，研究原線

圈匝數(shù)對(duì)副線圈電壓的影響。

3.記錄數(shù)據(jù)

(1)保持原線圈電壓U1和匝數(shù)nl不變，改變副線圈匝數(shù)n2,

研究n2對(duì)副線圈電壓U2的影響：記錄nl=,Ul=

次數(shù)123???

2)

n2

U2

(2)保持原線圈電壓U1和副線圈匝數(shù)n2不變，改變?cè)€圈匝

數(shù)nl,研究nl對(duì)副線圈電壓U2的影響：記錄n2=,U1二—

次數(shù)123???

nl

4.引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)，并歸納出：原線圈電壓和匝數(shù)不變時(shí)，

副線圈匝數(shù)越多，口越大。原線圈電壓和副線圈匝數(shù)不變時(shí)，原線圈

匝數(shù)越少，副線圈電壓越高。在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，原副線圈電壓比跟

原副線圈的匝數(shù)比成正比。

在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，原、副線圈的電壓之比等于原、副線圈的匝

數(shù)之比，即芻=生.

引導(dǎo)學(xué)生思考，實(shí)驗(yàn)誤差產(chǎn)生的原因，給學(xué)

生演示變壓器的熱效應(yīng)，理解它的能量損耗，然3

后回顧變壓器構(gòu)造，讓學(xué)生理解構(gòu)造的設(shè)置

三、師生理論推導(dǎo)(科學(xué)思維)

1.理想變壓器模型的建立(物理觀念)

在變壓器的電磁感應(yīng)過(guò)程中，電能和磁能的相互轉(zhuǎn)化是最主要的

因素，而伴隨而來(lái)的損耗是一些次要因素。為了研究的方便，我們突

出主要因素，忽略次要因素。這是科學(xué)研究的一種常用方法。那么我

們可以把實(shí)際的變壓器抽象成理想變壓器一一一個(gè)沒(méi)有能量損耗的

理想變壓器。即PFP2。

理想變壓器：沒(méi)有能量損失的變壓器叫做理想變壓器.

(1)無(wú)漏磁現(xiàn)象；

(2)線圈電阻不計(jì);

(3)鐵芯不發(fā)熱.

2.理論探求變壓器原副線圈的電壓和匝數(shù)的關(guān)系。

在忽略能量損失的條件下，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行如下推導(dǎo)：

①因無(wú)漏磁，通過(guò)原、副線圈的磁通量及其變化率都相等，即

①尸①2，△①尸△①2?

②原、副線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別為

Ei=n](△①1/△t),E2=n2(△①2/△t).

③因原、副線圈沒(méi)有電阻，原副線圈兩端電壓與電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系分

別為U產(chǎn)Ei,

④由此可得出原副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系為Ui/5=n"

n2.

3.升壓變壓器和降壓變壓器

若則〃稱(chēng)為降壓變壓器；

若〃1＜生，貝稱(chēng)為升壓變壓器.

4.互感器

(1)用途：把高電壓變成低電壓，或把大電流變成小電流.

⑵分類(lèi)：電壓互感器、電流互感器.

電壓互感器電流互感器

4.學(xué)生自主推導(dǎo)理想變壓器原副線圈電流與匝數(shù)的關(guān)系

理想變壓器輸入的電功率等于輸出的電功率，即巳邛2

UJFU2I2三巴

所以，理想變壓器的原副線圈的電流跟他們的匝數(shù)成反比。

由這一關(guān)系，可知若是高壓線圈匝數(shù)多，但電流小，可用較細(xì)的

導(dǎo)線，可以節(jié)省材料；若是低壓線圈匝數(shù)少但是電流大，就要用較粗

的導(dǎo)線。所以，我們可以從導(dǎo)線的粗細(xì)來(lái)判斷其匝數(shù)的多少，進(jìn)而判

斷使升壓變壓器還是降壓變壓器。

四、實(shí)際應(yīng)用

鉗式電流表、電警棍，汽油機(jī)點(diǎn)火裝置

五、系統(tǒng)歸納，總結(jié)全課

在本節(jié)課學(xué)習(xí)中，我們學(xué)到了哪些知識(shí)？使用了哪些思想方法?

請(qǐng)同學(xué)們總結(jié)歸納。

【教學(xué)反思】（科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）

1.重視問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)和學(xué)生思維動(dòng)機(jī)的激發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生主體

積極參與教學(xué)，主動(dòng)地探究和建構(gòu)知識(shí).讓學(xué)生真正參與到整個(gè)教學(xué)

過(guò)程中，包括實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)的具體操作過(guò)程、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的總結(jié)和

處理、理論推導(dǎo)。

2.教學(xué)中要重視課題的方法教育功能（實(shí)驗(yàn)方法、理想化方法

等）和學(xué)生思維能力、探究能力的培養(yǎng).要力圖將本課題的教學(xué)轉(zhuǎn)變

成為師生共同參與的啟發(fā)式問(wèn)題探究課，在教學(xué)中以實(shí)驗(yàn)為載體展開(kāi)

過(guò)程，以問(wèn)題為線索將課堂教學(xué)組織起來(lái)，通過(guò)積極創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，

力求使實(shí)驗(yàn)與思維有機(jī)結(jié)合，層層遞進(jìn)，使學(xué)生始終處于積極參與探

究的狀態(tài)之中，充分展現(xiàn)物理課教學(xué)的特點(diǎn)和魅力。

3.整個(gè)教學(xué)過(guò)程的完成，需要學(xué)生有科學(xué)的認(rèn)知態(tài)度和認(rèn)知方法。

通過(guò)這節(jié)課，可以很好的培養(yǎng)同學(xué)們的一些科學(xué)素養(yǎng)。

4.最后還可以輔以一定的安全用電教育，日常生活中，我們常常

高壓電線和高壓變壓器就在我們身邊，一些用電器的工作電壓也可能

因?yàn)樾枰儔海瑫?huì)達(dá)到某個(gè)很高的值，通過(guò)學(xué)習(xí)，要樹(shù)立一種安全用

電的意識(shí)。

變壓器學(xué)情分析

1.學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件以及所遵循的基本規(guī)律，

學(xué)會(huì)分析和解釋與電磁感應(yīng)現(xiàn)象有關(guān)的物理現(xiàn)象。還學(xué)習(xí)了交變電

流

的相關(guān)知識(shí)，知道交變電流的產(chǎn)生及特點(diǎn)，知道這種電流與生產(chǎn)生活

密切相關(guān)。變壓器是生活中較常見(jiàn)的一種電氣設(shè)備，與生產(chǎn)生活聯(lián)系

密切，應(yīng)注重課堂與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系。培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐觀察能力，

理論推導(dǎo)能力。因而學(xué)生通過(guò)對(duì)《電磁感應(yīng)》、《交流電》的學(xué)習(xí)，對(duì)

磁生電、渦電流、交流電特點(diǎn)基本掌握，對(duì)《變壓器》一節(jié)所需必備

知識(shí)基本具備，但是對(duì)變壓器的原理及變壓規(guī)律還比較欠缺，這是本

節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)。

2.體現(xiàn)”從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的理念。充分發(fā)揮

多媒體的作用，通過(guò)展示、分析日常生活中應(yīng)用力的分解的現(xiàn)象，讓

學(xué)生獲得豐富的感性認(rèn)識(shí)，激起學(xué)生的認(rèn)知沖突，讓學(xué)生感受物理與

日常生活的密切聯(lián)系，從而培養(yǎng)學(xué)生觀察生活現(xiàn)象的習(xí)慣，用物理語(yǔ)

言解釋生活現(xiàn)象，提高學(xué)生提出問(wèn)題、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

變壓器效果分析

本堂課完整的完成了教學(xué)任務(wù)。整堂課志在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,

并促使其在興趣驅(qū)使下對(duì)物理規(guī)律進(jìn)行深入探討和研究并掌握新學(xué)

知識(shí)。本堂課的實(shí)施基本上達(dá)到了預(yù)期的目的，學(xué)生由情景實(shí)驗(yàn)入手，

表現(xiàn)了極大的學(xué)習(xí)興趣，給整堂課奠定了良好的氛圍基調(diào)。

在課上，黑板的板書(shū)埔以適當(dāng)?shù)亩嗝襟w動(dòng)畫(huà)模擬和三維視頻模擬,

表現(xiàn)了較高的教學(xué)效率，充分解放學(xué)生的形象思維，更快接受物理情

景，從而有更多的精力投入物理問(wèn)題思考。

知識(shí)與鞏固練習(xí)均環(huán)環(huán)緊扣，難度遞增，有代表性，使整堂課雖

氛圍輕松卻知識(shí)緊湊，符合學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)知和理解掌握過(guò)程，體現(xiàn)

了國(guó)家對(duì)于高中教育新課改的指導(dǎo)思想。

課堂上教師在授課方式上的激情投入和引導(dǎo)，也在一定程度感

染了學(xué)生；師生間的互動(dòng)，也使學(xué)生了有學(xué)習(xí)的“主人翁”精神，并

從中提出了創(chuàng)新的思維。

課后學(xué)生反映以及作業(yè)練習(xí)情況均表現(xiàn)出本堂課在知識(shí)的授予

基本上達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)，學(xué)生大體上掌握了變壓器原理，并能

夠應(yīng)用解決實(shí)際問(wèn)題。

力的分解教材分析

教材分析

人教版高中物理選擇性必修2第三章第3節(jié)《變壓器》是學(xué)生在學(xué)習(xí)

了交變電流的基礎(chǔ)知識(shí)及電磁感應(yīng)之后的內(nèi)容。變壓器是對(duì)于之前電

磁感應(yīng)基礎(chǔ)和交變電流的知識(shí)理解應(yīng)用。變壓器是交變電路中的常見(jiàn)

電器設(shè)備，是本章的重點(diǎn)。互感器是變壓器的基礎(chǔ)，而變壓器是遠(yuǎn)距

離輸電的基礎(chǔ)，是電磁感應(yīng)的靈活應(yīng)用與升華。本節(jié)課是定性研究和

推理相結(jié)合，從能量角度分析變壓器是把電能通過(guò)磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能

的裝置。它在生活上產(chǎn)是上應(yīng)用廣泛，因此要求學(xué)生對(duì)變壓器的知識(shí)

要有深刻的

理解。新教材的特點(diǎn)之一是“具有基礎(chǔ)性、豐富性和開(kāi)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(kāi)放的。本節(jié)教材配有小

實(shí)驗(yàn)，思考與討論，簡(jiǎn)明扼要的文字說(shuō)明，貼近生活的圖片生動(dòng)而形

象，開(kāi)闊眼界的科學(xué)漫步。教材對(duì)變壓器原理的表述比較淺，在處理

時(shí)要將這部分內(nèi)容情境化，將靜態(tài)知識(shí)動(dòng)態(tài)化，利于學(xué)生理解透徹。

教學(xué)重點(diǎn)

在變壓器原理

教學(xué)難點(diǎn)

1推導(dǎo)原副線圈的電流電壓與匝數(shù)的關(guān)系

2掌握公式中各物理量表示對(duì)象意義

變壓器練習(xí)題及答案

【達(dá)標(biāo)檢測(cè)】

1.如圖所示，理想變壓器的副線圈上

通過(guò)輸電線接有兩個(gè)相同燈泡L”L2,輸電

線上的等效電阻為R,開(kāi)始時(shí)，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)。

當(dāng)S接通時(shí)，以下說(shuō)法中正確的是（）

A.副線圈兩端M、N的輸出電壓減少。

B.副線圈輸電線等效電阻R上的電壓增大。

C.通過(guò)燈泡L的電流減小。

D.兩線圈中的電流增大。

2.如圖所示為一理想變壓器的電路圖，圖中S

為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，P為滑動(dòng)變阻器R的滑片，5為加

在原線圈兩端的交變電壓，L為原線圈中的電流，則

下列說(shuō)法中正確的是（）

A.若保持5及P的位置不變，S由a合到b時(shí)，L將增大；

B.若保持口及P的位置不變，S由b合到a時(shí)，R消耗的功率將

增大；

C.若保持5不變，S接在a處，使P向上滑時(shí)，L將增大；

D.若保持P的位置不變，S接在a處，使UJ曾大

時(shí)，L將增大。

3.如圖所示,以知n1：n2=4：3,RF100歐姆，變

壓器沒(méi)有功率損耗。在原線圈加上交流電U.=40V,則

旦上的發(fā)熱功率是Wo若R3=25。時(shí)，發(fā)熱功率與Rz相同，則流

過(guò)原線圈與副線圈的m:小二o

4.發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U“發(fā)電廠到學(xué)校的輸電導(dǎo)線總電

阻為R,通過(guò)導(dǎo)線的電流為I,學(xué)校得到的電壓為則輸電線上損

耗的功率可表示為（）

2

A.Uj/RB.（U—U2）7RC.IRD.I（U—U2）

5.在電能輸送過(guò)程中，若輸送的電功率一定,輸電線電阻一定時(shí)，

則在輸電線上損耗的電功率（）

A.和輸送電線上的電壓降的平方成反比；

B.和輸送電流的平方成反比；

C.和輸送電線上的電壓降的平方成正比；

D.和輸送電流平方成正比。

【作業(yè)布置】

1.如圖所示，一個(gè)理想變壓器的初、次級(jí)線圈的匝數(shù)比為3：1,

次級(jí)接三個(gè)相同的燈泡，均能正常發(fā)光，今若在初級(jí)線圈接一個(gè)相同

的燈泡L后，三個(gè)燈泡仍正常發(fā)光，則（）

A.燈L也能正常發(fā)光；

B.燈L比另外三個(gè)等都暗；

C.燈」將會(huì)被燒壞；

D.不能確定。

2.將輸入電壓為220v,輸出電

壓為6v的變壓器，改裝成輸出電壓為30v的變壓器,副線圈原來(lái)的

匝數(shù)為30匝，原線圈的匝數(shù)不變，則副線圈應(yīng)增加

的匝數(shù)為（）

A.150匝B.144匝C.130匝

D.120匝

3.如圖所示，理想變壓器原線圈的匝數(shù)為1000

匝，兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分別為止二50匝、n3=100匝，L是“6v、2w”

的小燈泡，Lz是“12v、4w”的小燈泡，當(dāng)m接上交流電壓時(shí)，L、

L2都正常發(fā)光，那么，原線圈中的電流為（）

A.1/60AB.1/30AC.1/20A

D.1/40A

4.如圖所示，某理想變壓器的原副線圈的匝數(shù)均可調(diào)節(jié)，原線圈

兩端電壓為一最大值不變的正弦交流電，在其他條件不變的情況下,

為了使變壓器輸入功率增大，可使（）

A.原線圈匝數(shù)m增加；

B.副線圈匝數(shù)%增加；

C.負(fù)載電阻R的阻值增大；

D.負(fù)載電阻R的阻值減少

5.在繞制變壓器時(shí)，某人誤將兩個(gè)線圈繞在如圖所示變壓器鐵芯

的左右兩個(gè)臂上，當(dāng)通以交變電流時(shí)，每個(gè)線圈產(chǎn)生的磁通量都只有

一半通過(guò)另一線圈，另一半通過(guò)中間的臂。已知線圈1、2的匝數(shù)之

比為m：n2=2：1,在不接負(fù)載的情況下（）

A.當(dāng)線圈1輸入電壓220V時(shí)，線圈2輸出電壓為

110v；

B.當(dāng)線圈1輸入電壓220V時(shí)，線圈2輸出電壓為55v；

C.當(dāng)線圈2輸入電壓110v時(shí)，線圈1輸出電壓為220v；

D.當(dāng)線圈2輸入電壓110v時(shí)，線圈1輸出電壓為110v

6.如圖理想變壓器的輸入電壓一定，每個(gè)副線圈匝數(shù)分別為止、

n3,當(dāng)把一電熱器接在A、B間，讓C、D空載時(shí)，安培表的示數(shù)為11；

當(dāng)把同一電熱器接在C、D間讓A、B空載時(shí)，安培——?—

表的示數(shù)為必則L：L的值為()I|?2

A.(n2/n3)2m---

nr

B.(n3/n2)2||

C.n2/n3

D.n3/n2

7.某用電器要離供電電源L,線路上的電流為I,若要求線路上

的電壓降不超過(guò)U,以知輸電導(dǎo)線的電阻率為P,那么，該輸電導(dǎo)線

的橫截面積最小值為()

A.PL/UB.2PLI/UC.U/PLID.2UI/PL

8.發(fā)電機(jī)端電壓為220v,輸送功率UOkw。若要保證用戶(hù)至少獲

得lOOkw電功率，則輸電導(dǎo)線電阻不得大于Q；若用以升壓

變壓器升壓到5500v后進(jìn)行輸電，則導(dǎo)線電阻不得

大于________Qo~I-

9.如圖所示，理想變壓器B的原線圈跟副線圈;mjk,LA

的匝數(shù)比nI：n2=2：1,交流電源電壓UF220V,FT

為熔斷電流1產(chǎn)1.0A的保險(xiǎn)絲，負(fù)載為一可變電阻。----

(1)當(dāng)電阻R=100Q時(shí)，保險(xiǎn)絲能否被熔斷？

(2)要使保險(xiǎn)絲不被熔斷，電阻R的阻值最小值為多少？變壓器

輸出的電功率不能超過(guò)多少？

10.一臺(tái)發(fā)電機(jī)輸出的電功率為lOOkw,輸出電壓為250v,先欲向

遠(yuǎn)處輸電，若輸電線總電阻為8Q,要求輸電時(shí)輸電線上損失的電功

率不超過(guò)輸送電功率的5%,要向用戶(hù)輸送200V電壓，求：

(1