探究变压器线圈两端电压与匝数关系

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1、探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系一、案例背景在《普通高中物理课程标准》选修模块3—2的内容标准中，涉及本节内容“通过实验研究方法，探究变压器两端的电压与匝数的关系”。该条目要求学生用实验探究的方法，认识物理规律，真正理解变压器线圈两端的电压与匝数之间的关系。变压器是电路中一种常见设备，它既是对法拉第电磁感应定律和能量转化知识的进一步理解深化，同时也是学习远距离输电的基础。在本节课教学中，教师应在学生原有变压器结构以及变压器原理知识的基础上，引导学生通过实验探究变压器线圈两端的电压与匝数之间的关系。注重知

2、识的形成过程和对知识的真正理解，注重学生科学探究的学习过程和对学生科学探究能力的培养。在学生学习过程中注意激发学生的学习热情和探究未知世界的乐趣，养成敢于质疑、敢于探究的好习惯，培养学生严谨的科学态度和合作学习的好习惯。二、案例叙述（一）创设情景【教师】：在上一节课中，我们已经学习了变压器的结构组成和变压器工作的原理，并且通过实验发现把两个没有用导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上，灯泡就会发亮。今天我们要在原来学习的基础上更深入了解变压器线圈两端的电压与匝

3、数的关系。（二）实验探究【实物投影显示】：变压器的组成、小灯泡发亮。【教师介绍】：变压器由原、副线圈和闭合的铁芯构成；两个没有用导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上，小灯泡就会发亮。【教师】：我们如何设计一个实验来探究变压器两端的电压与匝数的关系。在实验探究之前必须做哪些的准备，以及在实验过程中可能碰到哪些问题呢？请同学们分小组讨论。【学生思考并讨论5分钟】【教师】：好，现在请一些同学把讨论的结果拿来一起分享。【学生A】：我们的思路是利用小灯泡的亮暗定性判断

4、变压器两端的电压随着线圈匝数的变化情况。实验准备：1.设计实验电路图。2.连接实验实物图。3.设计一个处理实验观察结果的表格。4.根据实验的观察的结果再归纳总结。【学生B】：我们认为可以直接利用两个电压表定量判断变压器线圈两端的电压与匝数之间的关系。实验准备：1.设计实验电路图。2.连接实验实物图。3.设计一个处理实验观察结果的表格。4.根据实验的观察的结果再归纳总结。【学生C】：我们的想法跟前两组基本上是一致的，我们可以先做定性判断再做定量总结。实验准备也基本一样，不过我们还认为实验过程中我们可能会遇到变

5、压器两端的电压超过它本身的量程，所以我们还必须注意选择交流电源和变压器的量程问题。【教师归纳】：很好，刚才每组的同学都做了讨论并做了非常精彩的讨论总结。大体我们的讨论结果分为两种方案，分别是：1.利用小灯泡定性判断变压器线圈两端的电压与匝数的关系；2.利用多用电表定量判断变压器线圈两端的电压与匝数的关系。这两种思路都是非常好的，在今天所提供的实验器材中都是可以完成的。而且同学们也提出了实验的准备和注意的事项。【教师】：现在请同学们开始进行实验探究【学生进行实验探究】：教师来回走动，观察学生的实验操作，给予指

6、导。【实验探究结束】【师生探讨】：如何利用小灯泡定性判断变压器线圈两端的电压与匝数的关系 数据记录表格处理（记录：A---副线圈两端小灯泡的亮暗情况，N1---原线圈匝数，N2---副线圈匝数）AN2N1100200400100暗比较亮亮200比较暗暗比较亮400很暗比较暗暗（三）讨论交流【学生A】：通过实验结果分析可知：当原线圈匝数不变时，副线圈的匝数越多小灯泡越亮，表明其两端的电压越大；当副线圈的匝数不变时，原线圈的匝数越多小灯泡越暗，表明其副线圈的电压越小。【教师】：很好，这是A组同学得出的实验结论，

7、他们定性判断变压器线圈两端的电压与匝数的关系。而B、C两组同学做的都是利用多用电表定量判断变压器线圈两端的电压与匝数的关系。现在我们来听听他们的看法。数据表格处理（记录原、副线圈的匝数N1、N2以及原、副线圈两端的电压U1、U2）原线圈匝数N1（匝）100200400800副线圈匝数N2（匝）800400200100原线圈两端的电压U1（V）0.964.97.915.8原线圈两端的电压U2（V）7.99.83.81.94N1/N21/81/228U1/U21/81/228（四）归纳总结【师生探讨】：在误差允

8、许的范围内，变压器线圈两端的电压与匝数成正比。数学表达式：U1/U2=N1/N2三、案例评析本节课教学设计以“探究式教学法”力图让学生在学习知识的同时发展学生的思维能力和创新能力，为学生智力的锻炼与开发创造良好条件。在实际操作中，由于学生个体存在差异，学生设计的实验方案不够完美，甚至是错误的。但由于每个学生都积极参与了建立物理规律的全过程，付出过艰辛的劳动，所以同学们对整个过程十分熟悉，感到自然真切，对所得结论理