高二物理选修3-2第五单元第4节教案

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1、高二物理选修3-2第五单元第4节教案编写者严世辉使用者：一、教学目标1.知道变压器的构造。理解互感现象，理解变压器的工作原理。2.理解理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题。3.知道常见的变压器、互感器。二、教学重点变压器工作原理及工作规律。三、教学难点1.理解副线圈两端的电压为交变电压。2.推导变压器原副线圈电流与匝数关系。四、教学内容《变压器》【引入新课】　　　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。电灯、电饭煲、洗衣机等家用

2、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。交流便于改变电压，以适应各种不同需要。变压器就是改变交流电压的设备。这节课我们学习变压器的有关知识。【新课教学】一、变压器构造和原理［师］出示可拆变压器，引导学生观察，变压器主要由哪几部分构成？［生］变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成。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。［师］画出变压器的结构示意图和

3、符号，如下图所示：［演示］将原线圈接照明电源，交流电压表接到不同的副线圈上，观察交流电压表是否有示数？［生］电压表有示数且示数不同。［师］变压器原、副线圈的电路并不相同，副线圈两端的交流电压是如何产生的？请同学们从电磁感应的角度去思考。4［生］在原线圈上加交变电压U1，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。［师］物理上把原副线圈中由于有交变电

4、流而发生的互相感应现象，叫做互感现象。互感现象是变压器工作的基础。［生］变压器的铁芯起什么作用？［师］如果无铁芯，并排放置的原副线圈也发生互感现象，但原副线圈所激发的交变磁场的磁感线只有一小部分穿过对方，漏失的磁感线不会在原副线圈中传送电能。如有铁芯，由于磁化，绝大部分磁感线集中在铁芯内部，大大提高了变压器的效率。［生］原副线圈中，感应电动势大小跟什么有关系？［师］与线圈中磁通量变化率及线圈匝数成正比。二、理想变压器的规律推导理想变压器的变压比公式。(有条件可师生共同活动：实验探究得出理想变压器得变比关系)设原线圈的匝数为n1，副线圈的匝数为n2，穿过铁芯的磁通量为

5、Φ，则原副线圈中产生的感应电动势分别为E1=n1E2=n2在忽略漏磁的情况下，ΔΦ1=ΔΦ2，由此可得对于理想变压器，导线电阻可以忽略，故U1=E1，U2=E2（副线圈看成一个电源，电动势等于路端电压）。所以［师］请同学们阅读教材，回答下列问题：（1）什么叫理想变压器？（2）什么叫升压变压器？（3）什么叫降压变压器？（4）电视机里的变压器和复读机里的变压器各属于哪一类变压器？［生1］忽略原、副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器，叫做理想变压器。［生2］当n2＞n1时，U2＞U1，这样的变压器叫升压变压器。［生3］当n2＜n1时，U2＜U1，这样的变压器叫降压变压器

6、。4［生4］电视机里的变压器将220V电压升高到10000V以上属升压变压器；复读机的变压器将220V电压降到6V，属于降压变压器。［师］理想变压器原线圈输入功率与副线圈的输出功率有什么关系？［生］P出=P入［师］若理想变压器只有一个副线圈，则原副线圈中的电流I1与I2有什么关系？［生］据P出=U2I2，P入=U1I1及P出=P入得：U2I2=U1I1则：［师］绕制原副线圈的导线粗细一样吗？［生］粗细不一样，高压线圈匝数多而通过的电流小，用较细的导线；低压线圈匝数少而通过的电流大，用较粗的导线。VAR例1如图，理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1，原线圈接入一电压为u

7、＝U0sinωt的交流电源，副线圈接一个R＝27.5Ω的负载电阻．若U0＝220V，ω＝100πHz，则下述结论正确的是（）A．副线圈中电压表的读数为55VB．副线圈中输出交流电的周期为C．原线圈中电流表的读数为0.5AD．原线圈中的输入功率为【解析】原线圈电压有效值U1=220V，由电压比等于匝数比可得副线圈电压U2=55V，A对；电阻R上的电流为2A，由原副线圈电流比等于匝数的反比，可得电流表示数为0.5A，C对；输入功率为P=220×0.5W=110W，D错；周期T==0.02s，B错。答案：AC例2如图所示的理想变压器供电线路中，若将开关S闭合，电流表A