4.2 变压器 教案 4

4.2变压器教案（）4课题科目班级课时计划L课时教师单位

一、设计意图本节课为高中物理二年级《电路》单元中的

4.2变压器”，通过本教案

（4）,旨在让学生深入理解变压器的工作原理及其在电路中的应用课程将围绕变压器的构造、原理、效率等方面展开，结合课本知识，通过实例分析，让学生掌握电压、电流的变化规律，并学会简单变压器的计算止匕外，通过动手实验，培养学生实际操作能力，加深对变压器工作过程的理解，提高解决实际问题的能力

二、核心素养目标本节课围绕变压器主题，旨在培养学生的物理学科核心素养通过理论学习与实验操作相结合，提高学生们的科学探究能力和实践创新能力学生将能够运用物理概念分析变压器的工作原理，培养模型建构与科学推理的能力；通过探讨变压器在实际电路中的应用，增强学生对科学、技术和社会相互关系的理解，激发学生的科学态度与责任意识；在解决实际问题时丁锻炼学生运用数学工具进行定量分析的技能，从而全面提升学生的物理学科核心素养

三、教学难点与重点

1.教学重点-变压器的工作原理，特别是电磁感应在变压器中的应用-变压器的电压、电流变换规律，理解变压器的变压比与变流比-变压器在电路中的作用及其效率计算-实际变压器电路的分析，包括理想变压器与实际变压器的区别

2.教学难点-理解并掌握变压器的变压比与变流比的计算，尤其是相位关系的处理-掌握变压器的效率计算，包括铜损和铁损的概念及其对效率的影响-分析实际变压器电路时，如何考虑漏磁、电阻等因素，以及这些因素对变压器性能的影响-学生在实验操作中，对变压器参数的测量及数据处理，特别是实验误差的分析和控制例如，学生在测量变压器的变压比时，可能会由于测量仪器的使用不当或读数不准确而得到错误的结果，需要指导学生如何准确地进行测量和数据处理

四、教学资源-硬件资源物理实验室、变压器模型、示波器、电压表、电流表、导线、电阻等-软件资源物理教学软件、电磁学仿真软件-课程平台校园网络教学平台、电子书包-信息化资源电子教案、教学视频、PPT课件、互动电子白板-教学手段讲授、讨论、实验操作、小组合作、问题驱动、案例教学

五、教学过程设计

1.导入新课（5分钟）目标引起学生对变压器的兴趣，激发其探索欲望过程开场提问“你们知道变压器是什么吗？它在我们的生活中有什么作用？”展示一些变压器的图片，让学生初步感受变压器的形态和用途简短介绍变压器的基本概念和在电力传输中的重要性，为接下来的学习打下基础

2.变压器基础知识讲解（10分钟）目标让学生了解变压器的定义、构造和工作原理过程讲解变压器的定义，包括其主要构造和工作原理详细介绍变压器的线圈、铁芯等组成部分，使用示意图帮助学生理解通过实际例证，让学生更好地理解变压器在电能转换和传输中的实际应用

3.变压器案例分析（20分钟）目标通过具体案例，让学生深入了解变压器的特性和应用过程选择几个典型的变压器案例进行分析，如电压升压变压器、降压变压器等详细介绍每个案例的背景、工作原理和实际应用，让学生全面了解变压器的功能引导学生思考这些案例在日常生活中的应用，以及如何解决实际问题小组讨论让学生分组讨论变压器的未来发展趋势，如节能、小型化等，并提出创新性想法

4.学生小组讨论（10分钟）目标培养学生的合作能力和解决问题的能力过程将学生分成若干小组，每组选择一个与变压器相关的主题进行深入讨论小组内讨论主题的现状、挑战以及可能的解决方案每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果

5.课堂展示与点评（15分钟）目标锻炼学生的表达能力，加深全班对变压器的认识过程各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向

6.课堂小结（5分钟）目标回顾本节课的主要内容，强调变压器的重要性和意义过程简要回顾本节课的学习内容，包括变压器的定义、构造、工作原理和案例分析等强调变压器在电力传输和生活中的重要作用，鼓励学生继续探索和应用变压器知识布置课后作业让学生撰写一篇关于变压器的短文或报告，以巩固学习效果

六、知识点梳理

1.变压器的定义与作用-变压器是一种利用电磁感应原理，实现交流电压和电流变换的设备-变压器的主要作用包括电压的升高或降低、电流的变换以及隔离电路等

2.变压器的构造-主要由初级线圈、次级线圈和铁芯（磁路）组成-初级线圈接收输入电压，次级线圈输出变换后的电压-铁芯用于增强磁感应强度，提高变压器的效率

3.变压器的工作原理-当交流电流通过初级线圈时，产生变化的磁场-变化的磁场通过铁芯传递到次级线圈，诱导出次级线圈的电动势-根据法拉第电磁感应定律，初级线圈的电压与次级线圈的电压之比等于两者的匝数之比

4.变压器的变压比与变流比-变压比U1/U2=N1/N2,其中UI、U2分别为初级和次级的电压，Nl、N2为相应线圈的匝数-变流比I2/H=N1/N2,其中H、12分别为初级和次级的电流-变压器的变压比和变流比是理想情况下的理论值，实际变压器会存在一些损耗和漏磁现象

5.变压器的效率-效率n=输出功率/输入功率x100%-变压器的损耗主要包括铜损线圈电阻引起的发热和铁损铁芯在交变磁场中的磁滞和涡流损耗-提高变压器效率的方法包括使用高磁导率的材料、优化线圈设计、减少漏磁等

6.变压器的实际应用-电力系统中，变压器用于电压的升高或降低，以适应不同电压级别的传输和分配-电子设备中，变压器用于电源适配，将输入电压转换为设备工作所需的电压-特种变压器，如隔离变压器、自耦变压器、电流互感器等，用于特定的工作场合

7.变压器的安全与保护-变压器应遵守相应的安全标准，包括绝缘、温升、短路等-变压器的保护措施包括过载保护、短路保护、过热保护等

8.变压器的未来发展趋势-节能、高效、环保是变压器发展的主要方向-新材料、新技术的应用，如非晶合金变压器、干式变压器等，提高了变压器的性能和可靠性

七、重点题型整理

1.计算题一个变压器的初级线圈匝数为100圈，次级线圈匝数为50圈，初级电压为220V,求次级电压答案次级电压U2=N2/Nl X U1=50/100X220V=110V

2.计算题一个变压器初级线圈的电流为10A,变压比为1:2,求次级线圈的电流答案次级线圈的电流12二H XNl/N2=10A X1/2=5A

3.应用题某电力传输线路需要将电压从10kV升高到35kV,设计一个变压器的变压比,并计算次级线圈的匝数，若初级线圈匝数为500圈答案变压比N1/N2=U1/U2=10kV/35kV=2/7次级线圈匝数N2=N1/2X7=500/2X7=1750圈

4.分析题一个理想变压器的初级线圈和次级线圈的电阻分别为R1和R2,如果初级线圈的电流为H,求次级线圈的电流12答案由于理想变压器无损耗，变压器的输入功率等于输出功率，即Il XU1=12XU2由于U2=N2/Nl XU1,所以12二Nl/N2X II对于电阻，由于P二厂2R,所以次级线圈的电流12与初级线圈的电流H成正比，与线圈电阻成反比

5.设计题设计一个降压变压器，初级电压为220V,要求次级电压为11V,次级电流为10A,求初级线圈和次级线圈的匝数比答案变压比N1/N2=U1/U2=220V/11V=20由于次级电流12=10A,初级电流H=12义N2/Nl=10A X1/20=

0.5A根据电流比等于匝数之反比，初级线圈和次级线圈的匝数比为20:1

八、板书设计

①重点知识点-变压器的定义与作用-变压器的构造与工作原理-变压比与变流比的计算-变压器的效率与损耗-变压器的实际应用与安全

②关键词-电磁感应-匝数比-电压变换-电流变换-铁损-铜损-效率-安全标准

③核心句式-变压比U1/U2=N1/N2-变流比I2/H=N1/N2-变压器效率n=输出功率/输入功率X100%-变压器作用电压升高/降低、电流变换、隔离电路-变压器损耗铁损、铜损-变压器安全绝缘、温升、短路保护。