变压器教学设计

1、变压器教学设计（层层递进式教学模式）教学目标一、知识目标1 . 了解变压器的构造及其工作原理；2 .掌握理想变压器的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，并能应用它 分析解决基本问题。二、能力目标1 .通过探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验，培养学生物理观察 能力和正确读数的习惯，并学会处理数据并提高概括能力。2 .从理想变压器概念引入使学生了解物理模型建立的基础和建立的意义。 三、情感目标1 .通过原副线圈的匝数与线圈电压关系中体会物理学中的和谐、统一美。2 .让学生充分体会能量守恒定律的普遍性及辩证统一思想。3 .培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度。教学过程引入新课今天我们

2、要学习的是变压器这一节，在进入新课前，我们来看这样一组数据 投影：用电器额定工作电压用电器额定工作电压随身听3V机床上的照明灯36V扫描仪12V防身器3000V手机充电器4.2V4.4V5.3V黑白电视机显像管几万伏录音机6V 9 V 12V彩色电视机显像管十几万伏提问：我们发现不同的用电器所需的额定电压是不同的，但是我国民用供电电压均为220V,怎样才能让这些工作电压不同的用电器正常工作呢?回答：用我们今天所要学习的设备一一变压器。演示实验：出示交流电源，用交流电压表（量程 10V）测其电压为7V,若想用这个电源来使额定电压为3V 的小灯泡正常发光，显然不能直接接电源，我们就可以利用变压器将

3、电源电压降下来后再接灯泡。现象：灯泡能够正常发光。这说明变压器是能够改变交流电压的设备。过渡：为什么变压器会有这样的功能呢？就让我们先从变压器的构造说起。教学过程：一、变压器的构造最典型的变压器是由两个线圈和闭合铁芯构成。展示可拆变压器：左右各有一个线圈套在铁芯上，其中一个与电源相连的称为原线圈（或初级线圈）， 另一个与用电器相连的称为副线圈（或次级线圈）。线圈是由绝缘的导线绕制的。闭合的铁芯是由涂有绝缘漆的薄硅钢片叠加而成的。线圈与铁芯彼此绝缘。投影：变压器的示意图和电路图中的符号，原副线圈的匝数一般是不同的，n1和n2分别表示原线圈和副线圈的匝数，U1和U表示原线圈和副线圈的端电压。提出疑

4、问：从前面的实验中看到灯泡能够发光，说明副线圈两端是有电压的，但是线圈和铁芯彼此绝缘，不可能将原线圈的电能直接传送到副线圈来，那么这个电压是如何产生的呢？其实变压器也是法拉第电磁感应现象的一种应用，我们可以具体来分析变压器是如何工作的。二、变压器的工作原理请学生阅读课本P19皎压器原理部分，结合所学电磁感应知识分析结论：把交变电压加在原线圈上，原线圈中的交变电流产生交变的磁场，将铁芯磁化并在铁芯中产生交变的磁通量，这个交变的磁通量不但穿过原线圈，也穿过副线圈，所以也在副线圈中激发感应电动势。如果副线圈两端连着用电器，副线圈中就会产生交变电流。这一交变电流也产生交变的磁通量，交变的磁通量同样即穿

5、过副线圈也穿过原线圈，所以也都会引起感应电动势。显然，这一过程中原副线圈是互相感应的，我们就把原、副线圈中由于有交变电流而产生的互相感应的现象，称为互感现象。因此，通过互感现象，副线圈中产生了感应电动势，相当于一个电源可以对外供电了。提问学生：若是接直流电源的话，副线圈两端还会有电压吗？演示实验：接直流电时，灯泡不亮，副线圈两端电压为零。从能量的角度解释，接交流电时，由于互感现象原线圈的电能先转化为磁场能再转化为副线圈的电能。而接直流电时，不能发生这样的能量转化。提问学生：在变压器通过交变磁场传输电能的过程中，闭合铁芯起什么作用？演示实验：取下可拆变压器的一块铁芯，使其不闭合，观察现象。现象：

6、发现灯变暗了，甚至不亮，而重新加上铁芯后，正常发光。说明：若没有铁芯，则磁感线漏失在空间中，只有一小部分穿过另一线圈，而加上铁芯后可以使磁感县绝大部分集中在铁芯中，使得能量转化的效率大大提高了。三、理想变压器的变压规律提问学生 : 完全没有能量损耗的变压器叫理想变压器。那你们认为理想变压器应该具备什么条件呢？回答：无漏磁通，线圈的电阻不计，铁芯不发热。点拨：理想化是科学研究的一种常用的重要方法，在前面学习中，我们通过这一方法得到了许多重要的物理模型，如质点等。探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系提问学生：根据课堂一开始的演示实验，以及你对变压器的理解，你认为副线圈两端的电压与线圈的匝数可能有什

7、么关系？学生猜测：线圈的匝数越多，它两端的电压就越高学生猜测：原线圈的匝数也会影响副线圈两端的电压学生猜测：提问学生：猜想还不够，需要用实验来验证。现在除了有可拆变压器外，你看还需要哪些实验器材？学生回答：导线，交流电压表，等。提问学生：你为了得出变压器的副线圈两端的电压与哪些因素有关，准备采 取什么步骤？学生回答：用控制变量法；先保持原线圈的匝数不变，改变副线圈的匝数，研究其对副线圈电压的影响；然后再保持副线圈的匝数不变，研究原线圈的匝数 对副线圈电压的影响。为了人身安全，我们的学生实验只能使用低压交流电源，所用电压不要超过12V。实验连好电路后，要由同组的同学分别独立检查，然后请老师确认。

8、只有这时才能接通电源。记录数据，分析得出探究结果后用准确的语言或数学公式表述出来。投影实验电路和记录表格表用J2423型可拆变压器，匝数作为已知数，输入电压可在025V之间调节。副线 圈一边接交流电压表，不要加其它负载。学生分析实验数据，在表格后面加“n小2”和“U1/U2”两项，得到变压比公式：结论：变压器的原副线圈的电压比等于原副线圈的匝数比。副线圈的输出电压由原线圈两端的输入电压和变压器的匝数比决定。点拨：（理论分析）升压变压器 n2> n1；降压变压器n2<m； n2=ni叫隔离变压器，有其特殊用途。总之，高压线圈的圈数比低压线圈的圈数多。理想变压器工作不损失能量，即传输功

9、率是不变的，则：学生推导变流规律：结论：变压器工作时，原、副线圈中的电流强度与匝数成反比，因而用细导线绕的是高压线圈。此结论只适用于理想变压器的单组线圈的情况。对副线圈是多组线圈的情况，我们下一节课再讨论。四、几种常见的变压器投影图片1. 自耦变压器特点：只有一个线圈，滑动头P 改变位置时，输出电压也会改变若将整个线圈作原线圈，则n2<ni为降压变压器，若将整个线圈作副线圈，则n2>ni为升压变压器。2. 互感器应用： 用于将高电压变成低电压，或将大电流变成小电流的变压器。这样可以测量高电压和大电流了。(1) 电压互感器要求：原线圈并联进电路，副线圈接交流电压表，原线圈匝数大于副线

10、圈匝数。(2) 电流互感器要求：原线圈串联进电路，副线圈接交流电流表，原线圈匝数小于副线圈匝数。五、课堂巩固：有一个理想变压器，原副线圈的匝数比为10：1，当它正常工作时，求：(1) 原副线圈的输入、输出电压之比；(2) 原副线圈的电流之比；(3) 原副线圈的输入、输出功率之比；(4) 穿过原副线圈的磁通量的变化率之比；(5) 原副线圈上的电流、电压频率之比；(6) 当副线圈上的负载电阻减小时，原副线圈上的电流、电压、功率将如何变化？结论：理想变压器工作的动态规律：(1) 理想变压器确定后，原副线圈上的电压比不随负载变化而变化；(2) 变压器的输入电流、输入功率分别由输出电流、输出功率决定；输

11、出电压由输入电压决定。六、小结：学生总结本节课所学内容及研究方法：1. 变压器由线圈和铁芯组成。2. 变压器可以改变交流电的电压和电流，利用了原副线圈的互感现象。3. 理想变压器：忽略一切电磁损耗，有P1=P2U1/U2= n 1/n 2I 1/I 2= n 2/n 14. 日常生活和生产中使用各种类型的变压器，但它们遵循同样的原理。七、布置作业：现有一个可拆式变压器，它的原副线圈外部还可绕线。现要测 定原副线圈的匝数。除了一根足够长的绝缘导线外，还需要什么器材？简要说明实验原理，并自己找材料来验证一下。板书设计 ： 第十七章第四节变压器1. 变压器的构造2. 变压器的工作原理3. 理想变压器变压变流规律：P1=P2U1/U2= n 1/n 2I 1/I 2= n 2/n 14. 几种常见的变压器教学反思：在本节课的教学过程中，始终突出实验的地位和作用，培养学生的观察与实验能力以及探究问题的科学态度；突出学法指导，体现了科学探究的基本思想。这样不仅教学思路清晰，而且让学生学到了研究问题的方法；同时， 本节课突出了能量守恒观点，使学生认识到它不仅在变压器的工作中适用，而且是自然界中一条普遍适