物理54《变压器》学案

1、第四节 变压器一、学习目标(一)知识与技能（1）了解变压器的构造及工作原理。（2）掌握理想变压器的电压与匝数间关系。（3）掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题。(二)过程与方法（1）通过观察演示实验，培养学生物理观察能力和正确读数的习惯。（2）从变压器工作规律得出过程中培养学生处理实验数据及总结概括能力。（3）从理想变压器概念引入使学生了解物理模型建立的基础和建立的意义。(三)情感态度与价值观（1）通过原副线圈的匝数与绕线线径关系中体会物理学中的和谐、统一美。（2）让学生充分体会能量守恒定律的普遍性及辩证统一思想。（3）培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度。二、学习重点、难点、

2、及解决办法 1重点：变压器工作原理及工作规律。2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压与匝数关系。(3)掌握公式中各物理量所表示对象的含义。3解决办法(1)通过演示实验来研究变压器工作规律使学生能在实验基础上建立规律。(2)通过理想化模型建立及理论推导得出通过原副线圈电压与匝数间的关系。(3)通过运用变压器工作规律的公式来解题使学生从实践中理解公式各物理量的含义。三、课时安排1 课时四、用具准备可拆式变压器、学生电源、交流电压表、导线若干、学生电源、小灯泡五、学生活动设计1通过参与演示实验观察、数据处理、得出结论的全过程，使学生获得新知识。2通过提问引发学生思

3、考，并应用学到的知识来解决实际问题。3通过练习掌握公式的应用及理解公式各物理量的含义。六、学习过程一、引入新课在实际应用中，常常需要改变交流电的电压。大型发电机发出的交流电，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。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。二、新课学习1.变压器原理：出示可拆变压器，仔细学生观察，变压器主要由哪几部分构成？画出变压器的结

4、构示意图和符号，如下图所示：2实验探究(1)变压器的作用问题1：按照书上所给的电路图接好线路，引导学生从电磁感应方面入手说明小灯泡为什么会亮？解释变压器的工作原理：问题2：变压器为什么能改变电压？问题3：原副线圈的匝数，与原副线圈中的电压有着什么样的定量关系？(2)探究变压器两个线圈的电压关系1设计实验电路2将不同的原副线圈接入线路测出线圈当中的电压添入下表：原线圈匝数n1副线圈匝数n2原线圈电压U1副线圈电压U2n1/ n2U1/U21003002V1004002V3004004V4004006V4001008V4001004V从实验填写上表，并引出：说明变压器原副线圈的端电压之比等于这两个

5、线圈的匝数之比： 3给不同的效果的变压器起名：（1）当n2 n1 时，U2U1 （2）当n2 n1时，U2 U1 练习【例1】如图16-1所示,理想变压器铁芯上绕有A、B、C三个线圈，匝数比为nA:nB:nC=4:2:1,在线圈B和C的两端各接一个相同的电阻R，当线圈A与交流电源连通时，交流电流表A2的示数为I0，则交流电表A1的读数为_I0 。【分析与解】此题如果轻易用电流强度与匝数成反比的关系来解，即得出IA=0.5I0就错了。应该注意到变压器副线圈有多组，电流反比关系不成立，但电压与匝数成正比的关系还是成立的，应先根据这一关系求出C组线圈电压，再根据R相等的条件求出C组电流，由和，得IC

6、=0.5I0 .此后利用关系式 nAIA=nBnB +nCnC即 4IA=2I0+10.5I0 得IA=0.625I0【例2】将电阻R1和R2如图16-3甲所示接在变压器上，变压器原线圈接在电压恒为U的交流电源上，R1和R2上的电功率之比为2：1，若其它条件不变，只将R1和R2改成如图乙接法，R1和R2上的功率之比为1：8。若甲图中原线圈电流为I1，乙图中原线圈电流为I2，求：（1）两组副线圈的匝数之比；（2）I1和I2之比。【分析与解】：（1）甲图中R1和R2串联，电流相同，功率与电阻成正比，所以有 R1=2R2（1） 设三组线圈的匝数分别是n1 ,n2 ,n3，两组副线圈上的电压分别是U2

7、和U3，易得U2=U U3=U乙图中R1和R2上的功率之比为1 : 8即 8 （2）联列（1）式和（2）式解得 =（2）设甲图中输出功率为P1，则P1=（）2/（R1+R2）设乙图中输出 功率为P2，则P2=（）2/R1+（）2/R2以R1=2R2，n3=2n2代入，可得： 。由于输入功率等于输出功率，所以甲、乙两图中输入功率之比也为，根据P=IU，电压恒定，所以两图中电流之比I1：I2=2：3三、巩固与练习练习1一台变压器原线圈的匝数为4400匝,与220V的电源相连,当副线圈接入额定电压为36V的灯泡时练习,能够正常发光.则变压器副线圈的匝数为( )A 36匝 B 72匝 C 720匝 D 1440匝练习2变压器原、副线圈的匝数比n1:n24：1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，图中电压表V1的示数12V，则电压表V2的示数为（ ）A3V B0 C48V D与负载R的值有关四、小结：1变压器的构造：由闭合铁芯和绕在闭合铁芯上