安徽省淮北市濉溪縣高中物理第五章交變電流5.4變壓器教案新人教版選修3-2

1、5. 4 變壓器教學目標（一）知識與技能1知道變壓器的構造，了解變壓器的工作原理。2理解理想變壓器原、副線圈中電壓與匝數的關系，能應用它分析解決有關問題。（二）過程與方法在探究變壓比和匝數比的關系中培養(yǎng)學生運用物理理想化模型分析問題、解決問題的能力。（三）情感、態(tài)度與價值觀1使學生體會到能量守恒定律是普遍適用的。2培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度。教學重點探究變壓比和匝數比的關系。教學難點探究變壓比和匝數比的關系。教學方法實驗探究法、閱讀法、講解法。教學手段學生電源、可拆變壓器、交流電壓表、交流電流表、燈泡教學過程（一）引入新課在實際應用中，常常需要改變交流的電壓大型發(fā)電機發(fā)出的交流，電壓有幾萬伏，

2、而遠距離輸電卻需要高達幾十萬伏的電壓。各種用電設備所需的電壓也各不相同。電燈、電飯煲、洗衣機等家用電器需要220 V的電壓，機床上的照明燈需要36 V的安全電 壓。一般半導體收音機的 電源電壓不超過10 V，而電視機顯像管卻需要10000 V以上的高電壓。交流便于改變電壓，以適應各種不同 需要。變壓器就是改變交流電壓的設備。這節(jié)課我們學習變壓器的有關知識。（二）進行新課1變壓器的原理把兩*罠有爭買拗連妁眞觀莊同一個閉合越芯上.一牛線朗it到交就電謙的兩 端，另一金線圈連列小燈泡上（圖5.4J）小燈泡可能發(fā)龍嗎？說出你的道理“連援電路.援迢電源*i4lfct的時茅對事-j7D-A ro按上圖所示

3、連接好電路，接通電源，觀察燈泡是否發(fā)光。兩個線圈并沒有直接接觸，燈泡為什么亮了呢？這個實驗說明了什么？當一個線圈中同交變電流時，變化的電流產生變化的磁場，變化的磁場在另一個線圈中激起感 生電場，從而產生感生電動勢，燈泡中有了感應電流，故燈泡發(fā)光。實驗說明，通過互感現象，電源的能量可以從一個線圈傳輸給另一個線圈。變壓器就是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈構成的。一個線圈跟電源連接，叫原線圈（初級線圈），另一個線圈跟負載連接，叫副線圈（次級線圈）兩個線圈都是絕緣導線繞制成的。鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成?；ジ鞋F象時變壓器工作的基礎。在原線圈上加交變電壓U，原線圈中就有交變電流，它在鐵芯中產生交

4、變的磁通量。這個交變磁通量既穿過原線圈，也穿過副線圈，在原、畐熾圈中都要引起感應電動勢。如副線圈是閉合的，在副線圈中就產生交變電流，它也在鐵芯中產生交變的磁通量，在畫出變壓器的結構示圖和符號，如下圖所示：原、副線圈中同樣引起感應電動勢。副線圈兩端的電壓就是這樣產生的。所以，兩個線圈并沒有直 接接觸，通過互感現象，副線圈也能夠輸出電流。變壓器線圈兩端的電壓與匝數有何關系呢？下面我們通過實驗來探究。目的：探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系器材：可拆變壓器，學生電源，多用電表，導線若干實驗步驟：(1)按圖示電路連接電路1取副線圈匝數n2=丄門1，ni,2ni,用多用電表交流電壓檔分別測出副線圈兩端

5、的電壓，記入表格。21(3)原線圈接低壓交流電源6V，保持副線圈匝數n2不變，分別取原線圈匝數n1=- n2,n2,2n2,2用多用電表交流電壓檔分別測出副線圈兩端的電壓，記入表格。Ui=6V實驗次數123456原線圈匝數mn1n1n2n2副線圈匝數n21n2n12n11n22n22n2副線圈輸出電壓U結論(4)總結實驗現象，得出結論。注意事項：(1)連接好電路后，同組同學分別獨立檢查，然后由老師確認，電路連接無誤才能 接通電源。(2)注意人身安全。 只能用低壓交流電源，電源電壓不能超過12V(3) 使用多用電表交流電壓檔測電壓時，先用最大量程測試，然后再用適當的擋位進行測量。2.電壓與匝數的

6、關系電流通過變壓器線圈是會發(fā)熱，鐵芯在交變 匕丄磁場的作用下也會發(fā)熱。所以，變壓U2門2(2)原線圈接低壓交流電源6V,保持原線圈匝數ni不變，分別原線圈兩端的電壓，丨1為原線圈中的電流，則()U1m1-,只適用于理想變壓器。U2n2實際上變壓器的工作效率都 很高，在一般的計算中，可以把實際變壓器視為理想變壓器。 理想變壓器原線圈的輸入功率與副線圈的輸出功率有什么關系？因為理想變壓器沒有能量損失，所以P出=P入若理想變壓器只有一個副線圈，則原副線圈中的電流11與12有什么關系?據P出=Ud2,P入=Ull及P出=P入得：lb|2=Ulln2上式是理想變壓器只有一個副線圈時，原副線圈中的電流比公

7、式。如果副線圈的電壓高于原線圈的電壓，這樣的變壓器叫升壓變壓器；如果副線圈的電壓低于原 線圈的電壓，這樣的變壓器叫降壓變壓器。升壓變壓器，n2m,降壓變壓器，n2m。升壓變壓器，丨2|1。在繞制升壓變壓器原副線圈時，畐U線圈導線應比原線圈導線粗一些好，還是細一些好？降壓變壓器呢？因為升壓變壓器，l2ll,所以副線圈導線要比原線圈導線粗一些。課后請大家閱讀教材47頁“科學漫步”，了解互感器的工作原理和應用。（三）課堂總結、點評本節(jié)課主要學習了以下內容：1變壓器主要由鐵芯和線圈組成。2變壓器可改變交變電的電壓和電流，禾U用了原副線圈的互感現象。3理想變壓器：沒有能量損失的變壓器，是理想化模型。有U

8、1N1l1N2P輸出=P輸入U2N2I2N1（四）實例探究理想變壓器基本規(guī)律【例1】一個正常工作的理想變壓器的原副線圈中，下列的哪個物理量不一定相等（）A.交流的頻率B.電流的有效值C.電功率D.磁通量變化率理想變壓器的綜合應用器工作時存在能量損失。沒有能量損失的變壓器叫做理想變壓器則:1112U1n1原線圈兩端的電壓，丨1為原線圈中的電流，則()【例2】如圖所示為一理想變壓器，K為單刀雙擲開關，P為滑動變阻器的滑動觸頭，U為加在A.保持U及P的位置不變，K由a合到b時，Ii將增大原線圈接在6 V的電池上，則副線圈兩端電壓為2當理想變壓器副線圈空載時，副線圈的A.次級線圈的匝數增加為原來的B.

9、初級線圈的匝數增加為原來的C.負載電阻變?yōu)樵瓉淼?倍D.副線圈匝數和負載電阻均變?yōu)樵瓉淼?用理想變壓器給負載R供電，A.增加原線圈的匝數BC.減小負載電阻R的數值D6.在圖所示的電路中，理想變壓器的變壓比為 恰能正常工作，那么()A.Li和L2都能正常工作B.保持U及P的位置不變，K由b合到a時，R消耗功率減小C.保持U不變，K合在a處，使P上滑，Ii將增大D.保持P的位置不變，K合在a處，若U增大，Ii將增大【例3】 如圖所示，接于理想變壓器的四個燈泡規(guī)格相同，且全部正常發(fā)光，求三個線圈的匝數比ni：n2:ns.(五)鞏固練習i理想變壓器的原線圈的匝數為ii0匝,副線圈匝數為660匝,A.3

10、6 VB.6 VC.1 VD.0 VA.負載電阻為0B.輸出電流為C.兩端電壓為0D.輸出功率為3理想變壓器原、副線圈的電流為Ii、I2,電壓為U、U，功率為Pi、F2,關于它們的關系，正確的是(A.I2由I1決定B.U與負載有關C.Pi由P2決定D.U由U2決定4一理想變壓器原線圈接交流、線圈接電阻，下列哪些方法可使輸入功率增加為原來的2倍F列哪些辦法可以減小變壓器原線圈中的電流增加副線圈的匝數.增加負載電阻R的數值2：i,四個燈泡完全相同，若已知燈泡Ls和L4A.保持U及P的位置不變，K由a合到b時，Ii將增大B.Li和L2都不能正常工作C.Li和L2中只有一個能正常工作D.條件不足，無法判斷7如圖所示，理想變壓器的原、畐U線圈分別接有相同的白熾燈，原、副線圈的匝數比為ni:n2=2:1,電