5.4变压器教案

高中物理课堂教学教案年月日课 题54 变压器授课1 课时教一学问与技能1. 知道变压器的构造，了解变压器的工作原理。2. 理解抱负变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题。学二过程与方法在探究变压比和匝数比的关系中培育学生运用物理抱负化模型分析问题、解决问题的力气。目三情感、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。标2培育学生实事求是的科学态度。教学 重点重探究变压比和匝数比的关系。点 难点、探究变压比和匝数比的关系。难点教学试验探究法、阅读法、讲解法。方法教学学生电源、可拆变压器、沟通电压表、沟通电流表、灯泡手段第 1 页 共 6 页一引入课教学活动学 生活 动在实际应用中，常常需要转变沟通的电压.大型发电机发出的沟通，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一样。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10000 V 以上的高电压。沟通便于转变电压，以适应各种不同需要。变压器就是转变沟通电压的设备。这节课我们学习变压器的有 关学问。二进展课1变压器的原理思考与争论：按上图所示连接好电路，接通电源，观看灯泡是否发光。两个线圈并没有直接接触，灯泡为什么亮了呢？这个试验说明白什么？当一个线圈中同交变电流时，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场在另一个线圈中激起感生电场，从而产生感生电动势，灯泡中有了感应电流，故灯泡发光。试验说明，通过互感现象，电源的能量可以从一个线圈传输给另一个线圈。变压器就是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈构成的。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。画出变压器的构造示意图和符号，如以以下图所示：互感现象时变压器工作的根底。在原线圈上加交变电压U 1，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量。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。所以，两个线圈并没有直接接触，通过互感现象，副线圈也能够输出电流。变压器线圈两端的电压与匝数有何关系呢？下面我们通过试验来探究。第 2 页 共 6 页目的：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系器材：可拆变压器，学生电源，多用电表，导线假设干试验步骤：（1） 按图示电路连接电路1（2） 原线圈接低压沟通电源6V，保持原线圈匝数n1 不变，分别取副线圈匝数n2= 2 n1，n ，2 n ，用多用电表沟通电压档分别测出副线圈两端的电压，记入表格。11122（3） 原线圈接低压沟通电源6V，保持副线圈匝数n2 不变，分别取原线圈匝数n1= 2 n2， n ，2 n ，用多用电表沟通电压档分别测出副线圈两端的电压，记入表格。U16V试验次数1数原线圈匝n n11副线圈匝1n234nnn1121n2 nn56nn22n2 n数n2112副线圈输出电压 U2 结论12222（4） 总结试验现象，得出结论。留意事项：1连接好电路后，同组同学分别独立检查，然后由教师确认，电路连接无误才能接通电源。（2） 留意人身安全。只能用低压沟通电源，电源电压不能超过12V（3） 使用多用电表沟通电压档测电压时，先用最大量程测试，然后再用适当的挡位进 行测量。2. 电压与匝数的关系UnU 1 = n122电流通过变压器线圈是会发热，铁芯在交变磁场的作用下也会发热。所以，变压器工作U时存在能量损失。没有能量损失的变压器叫做抱负变压器。U 12n= n1 ，只适用于抱负变压器。2实际上变压器的工作效率都很高，在一般的计算中，可以把实际变压器视为抱负变压器。抱负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？由于抱负变压器没有能量损失，所以 P=P出入1与2假设抱负变压器只有一个副线圈，则原副线圈中的电流II 有什么关系？据，及得：P=U IP=U IP=PU I =U I出2 2入1 1出入2 21 1第 3 页 共 6 页I则： I 1Un= U2 =2n211上式是抱负变压器只有一个副线圈时，原副线圈中的电流比公式。假设副线圈的电压高于原线圈的电压，这样的变压器叫升压变压器；假设副线圈的电压低于原线圈的电压，这样的变压器叫降压变压器。21212121升压变压器，n n ，降压变压器，n n 。升压变压器，I I 。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？2121由于升压变压器，I I ， 所以副线圈导线要比原线圈导线粗一些。课后请大家阅读教材 47 页“科学闲逛”，了解互感器的工作原理和应用。三课堂总结、点评本节课主要学习了以下内容：1. 变压器主要由铁芯和线圈组成。2. 变压器可转变交变电的电压和电流，利用了原副线圈的互感现象。3. 抱负变压器：没有能量损失的变压器，是抱负化模型。有P=PUN1 =1IN1 =2输出输入UNIN2221四实例探究抱负变压器根本规律【例 1】一个正常工作的抱负变压器的原副线圈中，以下的哪个物理量不愿定相等A沟通的频率B电流的有效值C电功率D磁通量变化率抱负变压器的综合应用【例 2】如以下图为一抱负变压器，K 为单刀双掷开关，P 为滑动变阻器的滑动触头，1U1 为加在原线圈两端的电压，I 为原线圈中的电流，则1A. 保持 U1 及 P 的位置不变，K 由 a 合到 b 时，I 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1C. 保持 U1 不变，K 合在 a 处，使 P 上滑，I 将增大1D. 保持 P 的位置不变，K 合在 a 处，假设 U1 增大，I 将增大123【例 3】如以下图，接于抱负变压器的四个灯泡规格一样，且全部正常发光，求三个线圈的匝数比 n n n .五稳固练习1. 抱负变压器的原线圈的匝数为110 匝，副线圈匝数为660 匝，假设原线圈接在6 V 的电池上，则副线圈两端电压为A.36 VB.6 VC.1 VD.0 V第 4 页 共 6 页2. 当抱负变压器副线圈空载时，副线圈的A.负载电阻为 0B.输出电流为 0121212C.两端电压为 0D.输出功率为 0 3抱负变压器原、副线圈的电流为I 、I ，电压为U 、U ，功率为P 、P ，关于它们的关系，正确的选项是212A.I 由 I 打算B.U 与负载有关1212C.P 由 P 打算D.U 由 U 打算4. 一抱负变压器原线圈接沟通、副线圈接电阻，以下哪些方法可使输入功率增加为原 来的 2 倍 A.次级线圈的匝数增加为原来的2 倍B.初级线圈的匝数增加为原来的2 倍C.负载电阻变为原来的 2 倍D.副线圈匝数和负载电阻均变为原来的2 倍5. 用抱负变压器给负载 R 供电，以下哪些方法可以减小变压器原线圈中的电流A增加原线圈的匝数B增加副线圈的匝数C减小负载电阻 R 的数值D增加负载电阻 R 的数值6在图所示的电路中，抱负变压器的变压比为 21，四个灯泡完全一样，假设灯泡和34LL 恰能正常工作，那么12A. L 和 L 都能正常工作2B.L1 和 L 都不能正常工作2C.L1 和 L 中只有一个能正常工作D.条件缺乏，无法推断2B7. 如以下图，抱负变压器的原、副线圈分别接有相同的白炽灯，原、副线圈的匝数比为 n1n =21，电源电压为 U，求 B 灯两端的电压 U 为多少?12108. 如图中所示，抱负变压器 B 的原线圈跟副线圈的匝数比 n n =21，沟通电源电压 U =220 V，F 为熔断电流为 I =1.0 A 的保险丝，负载为一可变电阻.（1） 当电阻 R=100 时，保险丝能否被熔断?（2） 要使保险丝不被熔断，电阻 R 的阻值应不小于多少?变压器输出的电功率不能超过多少?第 5 页 共 6 页作书面完成P48“问题与练习”第 2、3、5 题；思考并答复第 1、4 题。业第 6 页 共 6 页