物理选修3-2人教新课标5.4变压器教案

1、选修3-2第五章第4节变压器教学设计界首一中 陈伟教学目标1.知识与技能（1）知道变压器的构造。理解互感现象，理解变压器的工作原理。（2）理解理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题。（3）知道课本中介绍的几种常见的变压器。（1）用电磁感应去理解变压器的工作原理，培养学生综合应用所学知识的能力。（2）讲解理想变压器使学生了解建立物理模型的意义。3.情感态度与价值观（1）使学生体会到能量守恒定律是普遍适用的。（2）培养学生实事求是的科学态度。教学重点变压器工作原理及工作规律。教学难点1.理解副线圈两端的电压为交变电压。 2.推导变压器原副线圈电流与匝数关系。 3.掌

2、握公式中各物理量所表示对象的含义。教学方法实验探究、演绎推理。教学用具可拆变压器、交流电压表、交流电流表、灯泡、自耦变压器、调压器、导线等。课时安排1课时教学过程【引入新课】在实际应用中，常常需要改变交流的电压。大型发电机发出的交流，电压有几万伏，而远距离输电却需要高达几十万伏的电压。各种用电设备所需的电压也各不相同。电灯、电饭煲、洗衣机等家用电器需要220 V的电压，机床上的照明灯需要36 V的安全电压。一般半导体收音机的电源电压不超过10 V，而电视机显像管却需要10 000 V以上的高电压。交流便于改变电压，以适应各种不同需要。变压器就是改变交流电压的设备。这节课我们学习变压器的有关知识

3、。【新课教学】 一、变压器原理师出示可拆变压器，引导学生观察，变压器主要由哪几部分构成？生变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成。一个线圈跟电源连接，叫原线圈（初级线圈），另一个线圈跟负载连接，叫副线圈（次级线圈）。两个线圈都是绝缘导线绕制成的。铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。师画出变压器的结构示意图和符号，如下图所示：演示将原线圈接照明电源，交流电压表接到不同的副线圈上，观察交流电压表是否有示数？生电压表有示数且示数不同。师变压器原、副线圈的电路并不相同，副线圈两端的交流电压是如何产生的？请同学们从电磁感应的角度去思考。生在原线圈上加交变电压U1，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生

4、交变的磁通量。这个交变磁通量既穿过原线圈，也穿过副线圈，在原、副线圈中都要引起感应电动势。如副线圈是闭合的，在副线圈中就产生交变电流，它也在铁芯中产生交变的磁通量，在原、副线圈中同样引起感应电动势。副线圈两端的电压就是这样产生的。师物理上把原副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象。互感现象是变压器工作的基础。生变压器的铁芯起什么作用？师如果无铁芯，并排放置的原副线圈也发生互感现象，但原副线圈所激发的交变磁场的磁感线只有一小部分穿过对方，漏失的磁感线不会在原副线圈中传送电能。如有铁芯，由于磁化，绝大部分磁感线集中在铁芯内部，大大提高了变压器的效率。生原副线圈中，感应电动势大小跟

5、什么有关系？师与线圈中磁通量变化率及线圈匝数成正比。师生共同活动：实验探究得出理想变压器得变比关系推导理想变压器的变压比公式。设原线圈的匝数为n1，副线圈的匝数为n2，穿过铁芯的磁通量为，则原副线圈中产生的感应电动势分别为E1= n1E2= n2 在忽略漏磁的情况下，1=2，由此可得在忽略线圈电阻的情况下，原线圈两端的电压U1与感应电动势E1相等，则有U1=E1；副线圈两端的电压U2与感应电动势E2相等，则有U2 = E2。于是得到师请同学们阅读教材，回答下列问题：（1）什么叫理想变压器？（2）什么叫升压变压器？（3）什么叫降压变压器？（4）电视机里的变压器和复读机里的变压器各属于哪一类变压器

6、？生1忽略原、副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器，叫做理想变压器。生2当n2n1时，U2U1，这样的变压器叫升压变压器。生3当n2n1时，U2U1，这样的变压器叫降压变压器。生4电视机里的变压器将220 V电压升高到10000 V以上属升压变压器；复读机的变压器将220 V电压降到6 V，属于降压变压器。师理想变压器原线圈的输入功率与副线圈的输出功率有什么关系？生P出 = P入师若理想变压器只有一个副线圈，则原副线圈中的电流I1与I2有什么关系？生据P出=U2I2 ，P入=U1I1及P出=P入得：U2I2 = U1I1则：师绕制原副线圈的导线粗细一样吗？生粗细不一样，高压线圈匝数多而通过的

7、电流小，用较细的导线；低压线圈匝数少而通过的电流大，用较粗的导线。师变压器的种类很多，请同学们阅读教材，了解几种常见的变压器，并回答下列问题：（1）自耦变压器有何特点？（2）自耦变压器如何作升压变压器？又如何作降压变压器？（3）互感器分为哪几类？（4）电压互感器的作用是什么？（5）电流互感器的作用是什么？生1自耦变压器只有一个线圈，滑动头位置变化时，输出电压会连续发生变化。生2若把整个线圈作副线圈，线圈的一部分作原线圈，为升压变压器；若把线圈的一部分作副线圈，整个线圈作原线圈，为降压变压器。生3互感器分为两类，即电压互感器和电流互感器。生4电压互感器用来把高电压变成低电压.它的原线圈并联在高压

8、电路中，副线圈上接入交流电压表，根据电压表测得的电压U2和变压比，就可以算出高压电路中的电压。生5电流互感器用来把大电流变成小电流.它的原线圈串联在被测电路中，副线圈上接入交流电流表。根据电流表测得的电流I2和变流比，可以算出被测电路中的电流。VAR例1如图，理想变压器原副线圈匝数之比为41，原线圈接入一电压为uU0sint的交流电源，副线圈接一个R27.5 的负载电阻若U0220V，100 Hz，则下述结论正确的是 （ ）A副线圈中电压表的读数为55 VB副线圈中输出交流电的周期为C原线圈中电流表的读数为0.5 AD原线圈中的输入功率为【解析】原线圈电压有效值U1=220V，由电压比等于匝数

9、比可得副线圈电压U2=55V，A对；电阻R上的电流为2A，由原副线圈电流比等于匝数的反比，可得电流表示数为， C对；输入功率为P=220×0.5W=110W，D错；周期T= =0.02s，B错。答案：AC例2如图所示的理想变压器供电线路中，若将开关S闭合，电流表A1的示数、电流表A2的示数、电流表A3的示数；电压表 V1的示数、电压表 V2将如何变化？(不考虑输电线电压损耗)【解析】由题意可知，电压表 V1的示数U1 不变，根据可知电压表V2的示数U2不变；故L2两端电压没变，故电流表A2的示数不变；闭合开关S后，总负载电阻变小，而U2不变，故电流表A3的示数I2将变大，根据n2I2 =n1I1可知，电流表A1的示数变大。 【总结】分析理想变压器动态问题的基本思路程序如下：U1 U2 I2 I1 P1 【课堂小结】本节课主要学习了以下内容：。2.变压器可改变交变电的电压和电流，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P输出=P输入 4.日常生活和生产中使用各种类型的变压器，