1、高中物理變壓器教案高中物理變壓器教案第五章交變電流54變壓器新課標要求（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培養學生實事求是的科學態度。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。教學工具學生電源、可拆變壓器、交流電壓表、交流電流表、燈泡教學過程（一）引入新課師：在實際應用中，常常需要

2、改變交流的電壓.大型發電機發出的交流，電壓有幾萬伏，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220V的電壓，機床上的照明燈需要36V的安全電壓。一般半導體收音機的電源電壓不超過10V,而電視機顯像管卻需要10000V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.原理思考與討論：師：按上圖所示連接好電路，接通電源，觀察燈泡是否發光。生：燈泡亮了。師：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？生1：當一個線圈中同交變電流

3、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，故燈泡發光。生2：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。師：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。師：畫出變壓器的結構示意圖和符號，互感現象時變壓器工作的基礎。在原線圈上加交變電壓U1,原線圈中就有交變電流，它在鐵芯中產生交變的磁通量。這個交變磁通量既穿過原線圈，也穿過副線圈，在原、副線圈中都要引起感

4、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。師：在輸入電壓一定時，原線圈、副線圈取不同的匝數，副線圈輸出的電壓也不一樣，變壓器由此得名。那么，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。實驗目的：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（2）原線圈接低壓交流電源6V,保持原線圈匝數n1不變，分別取副線圈匝數n2=1,n1=2,n2=

5、1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。（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,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。U1=6V（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電壓與匝數的關系師：從實驗中可以發現什么規律？生：原、副線圈兩端的電壓之比等于兩個線圈的匝數之比。師：寫出數學表達式。生

6、：UlnIXU2n2=U1n1XU2n次適用于理想變壓器。師：電流通過變壓器線圈是會發熱，鐵芯在交變磁場的作用下也會發熱。所以，變壓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。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。師：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？生：因為理想變壓器沒有能量損失，所以P出=P入師：若理想變壓器只有一個副線圈，則原副線圈中的電流I1與I2有什么關系？生：Pdb=U2I2,P入=U1I1及P出=P入得：U2I2=U1I1則：I1U2n2=I2U1n1師：上式是理想變壓器只有一個副線圈時，原副線圈中的電流

7、比公式。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。那么兩種變壓器的匝數關系如何？生：升壓變壓器，n2>n1,降壓變壓器，n2<n1o師：兩種變壓器原副線圈電流的大小關系如何？生：升壓變壓器，I2I1。師：在繞制升壓變壓器原副線圈時，副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？生：因為升壓變壓器，I2I1，所以副線圈導線要比原線圈導線粗一些。師：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。1 變壓器主要由鐵芯和線圈組成。（三）課堂總結、點評本節課主要學習了以下內容：2

8、變壓器可改變交變電的電壓和電流，利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P輸出二P輸入U1N1IN1X2U2N2=I2N1（四）實例探究理想變壓器基本規律【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.交流白頻率C.電功率B.電流的有效值D.磁通量變化率解析：變壓器可以改變原副線圈中的電流，因此原副線圈中的電流不一定有相同有效值，所以選B.由于穿過原線圈的磁通量全部穿過副線圈，因而原副線圈的磁通量變化率相同，D錯.變壓器的工作基礎是電磁感應，副線圈中感應的交流頻率與原線圈交流頻率是相同的，A錯.理想變壓器原線圈輸入功率等于副線圈輸出功率，因此C錯.答案：B點評：變壓器工作時，原副線圈電壓和電流不一定相同，但對理想變壓器來說，原副線圈一定相同的量有（1）電功率，（2）磁通量變化率，（3）交流的頻率理想變壓器的綜合應用【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，U1為加在原線圈兩端的電壓，I1為原線圈中的電流，則（）A.保持U1及P的位置不變，K由a合到b時，I1將增大B.保持U1及P的位置不變，K由b合到a時，R消耗功率減小C.保持U1不變，K合在a處，使P上滑，I1將增大D.保持P的位置不變，K合在a處，若U1增大，I1將增大解析：K由a合到b時，n1變小，而