山东省青岛国开中学人教版高中物理选修3-2学案54变压器

第五章交变电流5．4变压器序号：制作：王俊显时间：学习札记提出问题学生思考。激发学生学习兴趣实验演示理论分析合理猜想与推理，感悟科学的研究方法。养成自主学习的习惯利用法拉第电磁感应定律启发分析变压器的工作原理让学生亲历知识的探究过程通过数据总结变压器的变压规律师生合作共同探究推理理想变压器的特点理论推导理想变压器的规律通过问题设计更详细的理解变压器的特点让学生经讨论体验收获和感悟，对学生的展示进行评价巩固提高巩固所学知识，体验学习的成就感通过变压器进一步理解交流的有效值总结归纳本节的教学内容、构建本节的知识体系。学习目标1、通过可拆变压器认识变压器的构造。2、通过演示实验和分组讨论理解变压器的工作原理。3、探究变压器的匝数与线圈两端的电压的关系并能用它解决基本问题。4、能运用功率关系推导电流与匝数关系。重点难点探究变压比和匝数比的关系。教学过程活动一、引入新课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220V的电压，机床上的照明灯需要36V的安全电压。一般半导体收音机的电源电压不超过10V，而电视机显像管却需要10000V以上的高电压。问题：如何实现变压呢？（1）猜想：灯泡会发光吗？能否使它变得更亮呢？演示实验（2）思考：如果把线圈接到直流电源的两端，灯泡会发光吗？活动二、变压器的构造和工作原理阅读课本P41第一、二、三自然段，完成以下问题：1、在画出的变压器示意图上标出：原线圈、副线圈、铁芯问题：⑴什么是原线圈（即原线圈是如何确立的）？⑵什么是副线圈？⑶铁芯的作用又是什么？变压器示意图2、画出变压器的电路符号：问题：⑴铁芯与线圈互相绝缘，变压器副线圈和原线圈电路是否相通？⑵若副线圈闭合：在给原线圈接交变电压U1后，副线圈作为新的电源，其电压U2是怎样产生的？（3）从能量转化角度看，变压器是怎样转化和传输能量的？活动三、实验探究：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系（1）学生猜想：副线圈输出电压和和原线圈的输入电压有什么关系呢？引导学生类比牛顿第二定律实验方法，得到实验方案——控制变量法。V1VV1V2（a）n1,n2一定，U1对U2的影响（b）U1,n1一定，n2对U2的影响（c）U1,,n2一定，n1对U2的影响学生分组，通过讨论交流得出实验电路图，得到实验方案，设计表格以便记录数据，在学生实验过程中注意事项：(1)为了人身安全，变压器要用低压电源，电压不能超过12V，实验过程中不要用手碰到裸导线以及接线柱。(2)为了电压表的安全，测量过程先使用大量程，再逐步减小量程直至合适的量程。进行数据分析总结规律：公式：活动四、理想变压器问题1：为什么上述实验的数据存在一定误差?变压器工作时有哪些途径会损失能量?问题2：为什么铁芯是闭合的?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?总结：理想变压器：没有能量损失的变压器（1）磁感线全部集中在铁芯（无______）（2）线圈导线无电阻（无______）（3）铁芯不产生涡流（无______）活动五、理论推到变压器的规律（1）原副线圈的单匝电动势存在什么关系？表达式（2）电压：原线圈电动势U1=E1=_____;副线圈电动势U2=E2=______结论：原、副线圈两端电压之比等于____________________。即问题1：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？问题2：原副线圈中的电流I1与I2有什么关系？结论：原、副线圈的电流之比等于____________________。即问题3：在绕制升压变压器原副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线粗一些好，还是细一些好？降压变压器呢？问题4：U1和U2大小可能不同，要使电压经过变压器后升高，副线圈的匝数比原线圈的匝数多还是少？若要使电压降低呢？结论：若n1n2，则U1U2为降压变压器若n1n2，则U1U2为升压变压器问题5：原副线圈、副线圈电流的周期和频率有什么关系？结论：。例1、一台理想变压器的原、副线圈匝数比为4∶1,若原线圈加上u=1414sin100πt（V）的交流电，则用交流电压表测得副线圈两端的电压是()A、250VB、353.5VC、499.8VD、200V活动六、互感器问题：1.使用两种互感器时，各自的初级线圈如何连接？2.各自的用途？3.分别是升压变压器，还是降压变压器？活动七、随堂作业1、一个正常工作的理想变压器的原副线圈中，下列的哪个物理量不一定相等（）A．交流的频率 B．电流的有效值C．电功率 D．磁通量变化率2、理想变压器的原线圈的匝数为110匝，副线圈匝数为660匝，若原线圈接在6V的电池上，则副线圈两端电压（）A.36V B.6VC.1V D.0V3、如图所示为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流，则（）A．保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，I1将增大B保持U1及P的位置不变，K由b合到a时，R消耗功率减小C．保持U1不变，K合在a处，使P上滑，I1将增大D．保持P的位置不变，K合在a处，若U1增大，I1将增大4、如图中所示，理想变压器B的原线圈跟副线圈的匝数比n1∶