人教版选修11 变压器 第1课时 教案.docx

第四节 变压器教学目标：（一）知识与技能1、认识生活中的变压器2、了解变压器的结构 3、理解变压器原、副线圈上的电压与匝数的关系4、通过探究锻炼动手能力和处理数据的能力（二）过程与方法1、做好教材中“思考与讨论”的演示实验，同时进一步补充两个小实验：变压器升压和降压的效果2、通过观察和分析，让学生明确变压器的基本结构和工作原理3、通过实验，探究变压器电压与匝数的关系4、总结归纳，得出结论（三）情感态度与价值观1、通过教师的引导及对问题探究中的相互交流、讨论，促进师生之间、生生之间的合作互动，使学生实现知识和能力的协调发展。2、通过一定数量的科学探究，学生经历与科学研究工作相近或相似的过程，从中获取知识和技能，体验其中的乐趣和曲折，感悟科学思想，培育科学精神。教学重点：变压器工作原理和工作规律教学难点：变压器漏磁现象和互感原理教学方法：启发、讨论、讲授教学用具：可拆式变压器、学生电源、灯泡、万用表、导线若干、多媒体课件，学生变压器教学过程：（一）导入课题通过实例导入为了适应不同电压的需要，要有一种能改变交流电压的设备变压器 幻灯片出示生活中的变压器的图片，变压器由哪几部分组成？它又是怎样工作的呢？ （二）新课教学1、变压器的结构演示实验1：拆开可拆变压器的各组成部分，让学生观察然后把可拆变压器的两个线圈分别与照明电源和小灯泡连接，观察到小灯泡正常发光用投影显示出单相变压器的结构示意图及电路图，如图1所示结合图示和实物介绍变压器各部分的名称 图12、变压器的工作原理师：变压器的工作原理是什么？当变压器的原线圈接上交变电源后，副线圈两端为何会有电压而使灯泡发光呢？请同学们用以前所学的知识解释产生这一现象的原因和过程 生：把交变电压加在原线圈上，原线圈中的交变电流在铁芯中产生交变的磁通量，这个交变的磁通量不但穿过原线圈，也穿过副线圈，所以也在副线圈中激发感应电动势。如果副线圈两端连着负载，副线圈中就会产生感应电流。互感现象是变压器工作的基础。 师：这时的副线圈就可以作为电源使用，当把用电器接在副线圈两端时，副线圈电路中就出现电流若从能的转化角度看，变压器是怎样转化和传输能量的？生：原线圈输入的电能先转化成原副线圈中的交变磁场能，再转化成变压器副线圈输出的电能师：那么，为什么说铁芯是变压器的重要组成部分？演示实验2使可拆变压器的铁芯由不闭合到闭合，如图2所示，接在副线圈两端的小灯泡亮度从较小到正常发光图2生：若无铁芯或铁芯不闭合时，原线圈中的磁感线只有一小部分贯穿副线圈，大部分漏失在外，有了闭合铁芯，由于铁芯被磁化，绝大部分磁感线集中在铁芯内部，贯穿副线圈，大大增强了变压器传输电能的作用师：可见，漏失的磁感线不能起到传输电能的作用有了闭合铁芯后，漏失的磁感线大大减少，但能完全避免漏失吗？生：不能，仍会有一小部分磁感线漏失在周围空间学生实验：直流电源接在原线圈两端，小灯泡还能亮吗？调节直流电压的大小呢？ 3、实验探究变压器输出电压和哪些因素有关(1)、提出问题：变压器输出电压与哪些因素有关？(2)、猜想与假设：演示实验3如图3所示，将绝缘导线逐渐绕上铁芯，小灯泡逐渐变亮；将导线逐圈拉出，小灯泡逐渐变暗让学生观察后分析得出结论图3演示实验4、调节输入电压的大小和改变原线圈的匝数，观察小灯泡亮度的变化猜想：变压器的输出电压u2可能与输入电压u1,与原、副线圈的匝数n1,n2有关(3)、制定计划：、保持n1和u1不变，研究u2和n2的关系、保持n2和u1不变，研究u2和n1的关系、保持n1和n2不变，研究u2和u1的关系(4)、进行实验与收集数据次数方法n1n2u1u21控制n1 ，u1相同2345控制n2 ，u1相同67控制n1 ，n2相同8910(5)交流讨论，归纳总结：原副线圈上的电压与其匝数成正比，即12124、理论上推导出理想变压器1212因无漏磁，通过原、副线圈的磁通量及其变化率都相等，即12，12原、副线圈产生的感应电动势分别为11（1），22（2）因原、副线圈没有电阻，原副线圈两端电压与电动势的关系分别为11，22由此可得出原副线圈的电压与匝数的关系为1212总结：实验和理论推导得出了相同的结论，前提是无漏磁和线圈无电阻5、引导学生思考：什么情况下变压器可以用作升压使用？什么情况下变压器可以用作降压使用？当12时，12，作降压变压器使用；当12时，12，作升压变压器使用。学生实验：体验变压器的升压和降压的原理！课堂小结：(1)、变压器的基本结构及其工作原理(2)、变压器原、副线圈的匝数与电压的关系例题.1如图甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电。当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定电压为u0的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为r，图中电压表为理想电表。下列说法正确的是()a变压器输入电压的瞬时值为uumsin vb电压表的示数为 u0c变压器的输入功率为d变压器的匝数比为umu0解析：选ac由题图乙知，变压器输入电压的瞬时值为uumsin v，选项a正确；电压表的示数为u0，选项b错误；变压器的输入功率为，选项c正确；由变压器变压公式，变压器的匝数比为umu0，选项d错误。例题2为保证用户电压稳定在220 v，变电所需适时进行调压，如图甲为调压变压器示意图。保证输入电压u1不变，当滑动接头p上下移动时可改变输出电压。某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示。以下说法正确的是()au2190sin 50t vbu2190sin 100t vc为使用户电压稳定在220 v，应将p适当下移d为使用户电压稳定在220 v，应将p适当上移解析：选bd由于用户电压u2随时间t变化的曲线周期为0.02 s，所以u2190sin 100 t v，选项b正确，a错误；为使用户电压稳定在220 v，应减小变压器原线圈匝数，应将p适当上移，选项c错误，d正确。作业：1下面可以将电压升高供给家用电灯的变压器是()答案：c电压升高，原线圈的匝数要少于副线圈的匝数，要接交流电，接直流电时变压器不工作，故c正确2(多选)如图343所示为变压器的示意图，它被用来升高发电机的输出电压，下列说法中正确的是()图343a图中m是闭合的铁芯b发电机应与线圈相连，升高后的电压由c、d两端输出c电流以铁芯为通路从一个线圈流到另一个线圈d变压器是根据电磁感应原理工作的答案：ad由题设知该变压器为升压变压器，所以原线圈匝数小于副线圈匝数，故为输入端即接发电机，为输出端，选项b错；铁芯提供闭合的磁路，使电能先变成磁场能再在副线圈中变成电能，所以c项错故选a、d.3如图344所示，变压器原、副线圈匝数比为12，则副线圈中电压表读数为()图344a0 vb2 vc4 v d8 v答案：a由于原线圈接的是直流电源，所以通过副线圈的磁场不变，因此副线圈中电压表读数为0，选项a正确4.如图345所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为201，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220 v60 w”灯泡一只，且灯泡正常发光，则()图345a电流表的示数为 ab电源输出功率为1 200 wc电流表的示数为 ad原线圈端电压为11 v【解析】由灯泡正常发光可知，副线圈电压为220 v，由可知，原线圈电压u120220 v4 400 v，选项d错误；又因输入功率等于输出功率，p1p260 w，故选项b错误；电流表读数为有效值，原线圈中电流i1 a a，故选项a错误，选项c正确【答案】c5如图346所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为12；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 v，额定功率为22 w；原线圈电路中接有电压表和电流表现闭合开关，灯泡正常发光若用u和i分别表示此时电压表和电流表的读数，则()图346au110 v，i0.2 abu110 v，i0.05 acu110 v，i0.2 adu110 v，i0.2 a答案：a直接求出副线圈中的电压、电流分别为：220 v、0.1 a故原线圈中的电压、电流分别为110 v、0.2 a6下列关于变压器的说法中正确的是()a变压器是把电能通过磁场能再次转换成电能的装置b变压器的原、副线圈组成闭合回路c变压器的铁芯中产生交变电流d变压器的副线圈中产生直流电答案：a变压器就是将电能通过磁场能转化为电能的装置，故a正确变压器是根据互感原理制成的，原、副线圈并不能构成闭合回路，变压器铁芯中没有电流但有磁通量的变化，在原、副线圈中的电流都是交流电，由此可知b、c、d错误7一台理想变压器，原、副线圈的匝数比n1n2201，原线圈接入220 v的交流电压，副线圈向一电阻为110 的用电器供电，则副线圈中的电流为()a2 ab0.1 ac0.5 a d0.005 a答案：b由得u2u1220 v11 v，副线圈中电流为i2 a0.1 a，故选项b正确8(多选)理想变压器的原、副线圈匝数比为101，以下说法中正确的是()a穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是101b穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等c原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为101d正常工作时，原、副线圈的输入、输出功率之比为11答案：bd对理想变压器，可以认为无磁通量损漏，因而穿过两个线圈的交变磁场相同，磁通量的变化率相同，因而每匝线圈产生的感应电动势相等，才导致电压与匝数成正比；理想变压器可以忽略热损耗，故输入功率等于输出功率在本题中由于交变磁场变化在原、副线圈中相等，故电压比等于匝数比，用此规律可由电压比求匝数比故选b、d.9下列图中可以将电压升高供给家用电灯的变压器是()解析：选c电压升高，原线圈的匝数要少于副线圈的匝数，原线圈要接交流电，接直流电时变压器不工作，故c正确。10.如图所示，理想变压器的原线圈接入u11 000 sin 100t v的交变电压，副线圈通过电阻r6 的导线对“220 v,880 w”的电器rl供电，该电器正常工作。由此可知()a原、副线圈的匝数比为501b交变电压的频率为100 hzc副线圈中电流的有效值为4 ad变压