5.4变压器 教案

课时10 时间2010年3月24日 备课人：贾学永课题5.4变压器课型新授课课时1教学目的（一）知识与技能1知道变压器的构造，了解变压器的工作原理。2理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题。3理解变压器的电流关系和功率关系4了解常见的互感器（二）过程与方法在分析变压比和匝数比的关系中培养学生运用物理理想化模型分析问题、解决问题的能力。（三）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。重难点教学重点1理想变压器原副线圈中电压与匝数的关系、电流与匝数之间的关系。2理想变压器中输出功率和输入功率之间的关系。教学难点理解变压器电压关系、功率关系及电流关系之间的内在联系。教学方法理论分析、实验验证、得出结论。教学过程教学过程教学过程教师活动学生活动一、创设情境，导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。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4.2V 4.4V5.3V黑白电视机显像管几万伏录音机6V 9V 12V彩色电视机显像管十几万伏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？二、自主、合作、探究思考与讨论：右图中为了使小灯泡发光，对于左侧的电源有什么要求？并说明原因。（提示：恒定电流、交变电流）结论：变压器要正常工作，其电源必须是 ，变压器的原理是 。变压器的原理阅读课本40页第一段，根据右图简要说明变压器的构造。（组成及各部分名称）思考与讨论1、当变压器原线圈接交流电时，原线圈中的电流发生变化，从而在铁芯里产生了磁场，这个磁场是怎么变化的？2、副线圈里的磁场是怎样变化的？副线圈中是否会存在感应电流？原因是什么？要点提示：原副线圈里面的电压具有相同的周期、频率，二者都为正余弦交流电。（为什么）探究：在输入电压一定时，原线圈、副线圈取不同的匝数，副线圈输出的电压也不一样，变压器由此得名。那么，变压器线圈两端的电压与匝数有何关系呢？设：原线圈的匝数为n1，副线圈的匝数为n2，穿过原、副线圈的磁通量的变化率均为/t（因为在同一个铁芯上，所以两个线圈的磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率均相同）则原线圈中产生的感应电动势为： E1= 副线圈中产生的感应电动势为：E2 二者的比值为： E1/E2 = 重点依据：不考虑原副线圈的内阻的情况下，原、副线圈中的电动势和线圈两端的电压相等。所以U1E1 U2E2结论：U1/U2= E1/E2= ，理想变压器原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数比，输入电压决定着输出电压。应用：家庭用电为220v的交变电流，为了得到高于220v的电压，对于匝数有什么要求？这类变压器成为升压变压器；为了得到低于220v的电压，对于匝数有什么要求？这类变压器成为 。巩固练习1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6 V的电池上，则副线圈两端电压为 （ ）A.36 V B.6 V C.1 VD.0 V2。上题中若原线圈接在220sin100t（v）的电源上则副线圈的电压为（ ）副线圈磁通量变化率的最大值为（ ）探究：理想变压器的输出电流和输入电流之间的关系1、从能量转化和守恒的角度来分析变压器里面的能量转化情况。变压器输入的是 ，经过原线圈转化为 ，通过铁芯传递到副线圈，经过副线圈转化为 。2、对于理想变压器来说是没有能量损失的，所以理想变压器输入的能量等于输出的能量，也就是理想变压器的输出功率等于输入功率。（输出功率决定输入功率）3、理想变压器原副线圈的电流关系是怎样的？（提示：P=UI）结论：理想变压器的原副线圈的电流之比为 。巩固练习：1、一个理想变压器，正常工作时，在原、副线圈上，下列物理量中一定相等的是（ ）A、交流的频率 B、电流的有效值C、电功率 D、磁通量的变化率2、理想变压器在使用中，下列说法中正确的是（ ）A、原线圈中输入的电流，随着副线圈中的输出电流的增大而增大B、原线圈中输入的电压，随着副线圈中的输出电流的增大而增大C、当副线圈空载（断路）时，原线圈中无电流D、当副线圈空载（断路）时，原线圈上的电压为零变压器的应用（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。、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圈匝数。、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。思考：下图中哪个是电流互感器？哪个是电压互感器？并说明理由。巩固练习：如图所示为两个互感器，在图中圆圈内a、b表示电表，已知电压比为100，电流比为10，电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，则（ ）A、a为电流表，b为电压表B、a为电压表，b为电流表C、线路输送电功率是2200WD、线路输送电功率是2.2106W本节小结：一、变压器的工作原理： 1、工作基础：互感现象 2、能量转化：电能磁场能电能 3、理想变压器 不计能量损失 P入P出二、理想变压器的变压规律 U1/U2=n1/n2 输入电压决定输出电压三、理想变压器的功率关系： P入P出 输出功率决定输入功率电流关系： I1/I2=n2/n1 I1n1=I2n2展示不同电器，提出问题，让学生思考（2分钟）讨论使小灯泡对于左侧的电源有什么要求？（3分钟）学生阅读课本复述变压器的构造。（4分钟）小组之间讨论下列两个问题（6分钟）结合前面的电磁感应定律思考回答下列问题，（5分钟）完成左侧的巩固练习（4分钟）小组之间讨论理想变压器的能量转化情况（5分钟）结合功率的基本知识完成电流的关系（3分钟）独立完成左侧的巩固练习(4分钟)了解互感器的原理和应用（2分钟）并思考左侧问题（3分钟）完成巩固练习（2分钟）总结本节知识要点（2分钟）备注课下练习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6 V的电池上，则副线圈两端电压为（ ） A.36 VB.6 V C.1 VD.0 V3理想变压器原、副线圈的电流为I1、I2，电压为U1、U2，功率为P1、P2，关于它们的关系，正确的是 （ ）A.I2由I1决定 B.U2与负载有关C.P1由P2决定 D.U1由U2决定4一台理想变压器原、副线圈匝数比为221，当原线圈两端输入u1=220sin314t V的交变电压时，下列说法正确的是 （ ）A.副线圈两端电压为12 V B.副线圈接一10 电阻时，原线圈中的电流为1 A C.副线圈接一10 电阻时，原线圈中输入功率为10 W D.变压器铁芯中磁通量变化率的最大值是220 V5、一台理想变压器原线圈为1320匝, 副线圈为60匝, 在副线圈上接上一个10的电阻, 通过它的电流强度为1A, 则原线圈的电压为_V, 输入功率是_W, 在其他条件不变时, 若将副线圈匝数加倍, 则原线圈中电流将变为_A.6、理想变压器有两组副线圈，原线圈匝数n1=880匝，接到220V的交流电源上，现要使副线圈n2输出电压U2=5V，则n2= 匝，要使n3输出电压U3=250V，则应使n3= 匝，当副线圈n2、n3接上负载后的电流强度分别为I2=2A、I3=0.4A，则原线圈中的电流强度为I1= A.7、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为N1：N2=2：1，原线圈接220 V交流电源，副线圈接额定功率为 20 W的灯泡 L，灯泡正常发光当电源电压降为180 V时，求：（1）灯泡实际消耗的功率？（2）此时灯泡中的电流是多少？