新建 高中物理新3-2教案教材

1、w.w.w.k.s.5.u.c.o.m51 交变电流（一）教学目标（一）知识与技能1使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。2掌握交变电流的变化规律及表示方法。3理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。（二）过程与方法1掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）。2培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力。3培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。（三）情感、态度与价值观通过实验观察，激发学习兴趣，培养良好的学习习惯，体会运用数学知识解决物理问题的重要性重点:交变电流产生的物理过程的分析。难点:交变电流的变化规律及应用。 教学方法演示法、分析法

2、、归纳法。教具手摇单相发电机、小灯泡、示波器、多媒体教学课件、示教用大的电流表教学过程（一）引入新课出示单相交流发电机，引导学生首先观察它的主要构造。演示：将手摇发电机模型与小灯泡组成闭合电路。当线框快速转动时，观察到什么现象?这种大小和方向都随时间做周期性变化电流，叫做交变电流。 （二）进行新课1、交变电流的产生为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流？多媒体课件打出下图。当abcd线圈在磁场中绕OO轴转动时，哪些边切割磁感线? ab与cd。当ab边向右、cd边向左运动时，线圈中感应电流的方向 沿着abcda方向流动的。当ab边向左、cd边向右运动时，线圈中感应电流的方向如何

3、?感应电流是沿着dcbad方向流动的。 线圈平面与磁感线平行时，ab边与cd边线速度方向都跟磁感线方向垂直，即两边都垂直切割磁感线，此时产生感应电动势最大。线圈转到什么位置时，产生的感应电动势最小?当线圈平面跟磁感线垂直时，ab边和cd边线速度方向都跟磁感线平行，即不切割磁感线，此时感应电动势为零。利用多媒体课件，屏幕上打出中性面概念：（1）中性面线框平面与磁感线垂直的位置。（2）线圈处于中性面位置时，穿过线圈最大，但=0。（3）线圈越过中性面，线圈中I感方向要改变。线圈转一周，感应电流方向改变两次。2交变电流的变化规律设线圈平面从中性面开始转动，角速度是。经过时间t，线圈转过的角度是t，ab

4、边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于t，如右图所示。设ab边长为L1，bc边长L2，磁感应强度为B，这时ab边产生的感应电动势多大?eab=BL1vsint = BL1·sint =BL1L2sint此时整个线框中感应电动势多大?e=eab+ecd=BL1L2sint若线圈有N匝时，相当于N个完全相同的电源串联，e=NBL1L2sint，令Em=NBL1L2，叫做感应电动势的峰值，e叫做感应电动势的瞬时值。 根据部分电路欧姆定律，电压的最大值Um=ImR，电压的瞬时值U=Umsint。电动势、电流与电压的瞬时值与时间的关系可以用正弦曲线来表示，如下图所示：3几种常见的交变电波

5、形（三）课堂总结、点评本节课主要学习了以下几个问题：1矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生正弦式交变电流。2从中性面开始计时，感应电动势瞬时值的表达式为e=NBSsint，感应电动势的最大值为Em=NBS。3中性面的特点：磁通量最大为m，但e=0。作业布置1课下阅读“科学漫步”了解有关交流发电机的知识。2书面完成本节课后的“问题与练习”第3题；思考并回答第1、2题。教学反思：w.w.w.k.s.5.u.c.o.m51 交变电流（二）教学目标（一）知识与技能1使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。2掌握交变电流的变化规律及表示方法。3理解交变电流的瞬时值和最大

6、值及中性面的准确含义。（二）过程与方法1掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）。2培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力。3培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。（三）情感、态度与价值观通过实验观察，激发学习兴趣，培养良好的学习习惯，体会运用数学知识解决物理问题的重要性重点:交变电流产生的物理过程的分析。难点:交变电流的变化规律及应用。 （四）实例探究交变电流的图象、交变电流的产生过程【例1】一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示。下面说法中正确的是 （ ）At1时刻通过线圈的磁通量为零Bt

7、2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大Ct3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D每当e转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大 交变电流的变化规律【例2】在匀强磁场中有一矩形线圈，从中性面开始绕垂直于磁感线的轴以角速度匀速转动时，产生的交变电动势可以表示为e=Emsint。现在把线圈的转速增为原来的2倍，试分析并写出现在的交变电动势的峰值、交变电动势的瞬时值表达式，画出与其相对应的交变电动势随时间变化的图象。 分析物理图象的要点：一看：看“轴”、看“线”、看“斜率”、看“点”、看“截距”、看“面积”、看“拐点”，并理解其物理意义。二变：掌握“图与图”“图与式”和“图与物”之间的变通关系。三

8、判：在此基础上进行正确的分析和判断。综合应用【例3】 如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=2 T，匝数n=6的矩形线圈abcd绕中心轴OO匀速转动，角速度=200 rad/s。已知ab=0.1 m，bc=0.2 m，线圈的总电阻R=40，试求：（1）感应电动势的最大值，感应电流的最大值；（2）设时间t=0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；（3）画出感应电流的瞬时值i随t变化的图象；（4）当t=30°时，穿过线圈的磁通量和线圈中的电流的瞬时值各是多大？（5）线圈从图示位置转过的过程中，感应电动势的平均值是多大？解析： 例4：一矩形线圈，绕垂直匀强磁场并位于线圈平

9、面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示，下列说法中正确的是：A、t1时刻通过线圈的磁通量为零；B、t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大；C、t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大；D、每当e改变方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大tt2t4Em0t1t3et4 200.01-3 20.020.030.04i/A例5、如图表示一交变电流的电流随时间而变化的图象，此交变电流的有效值： A、5 2 A B、5A C、3.5 2 A D、3.5AabcdOORB例6：如图，矩形线圈面积为s，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度匀速转动，外电路

10、电阻为R。求：、写出线圈在转动中产生的电动势的最大值表达式；、如果线圈从图示位置开始计时，写出电动势的瞬时表达式；、当线圈由图示位置转过900的过程中，电阻R上所产生的热量；、当线圈由图示位置转过900的过程中，通过电阻R的电荷量。作业布置1课下阅读“科学漫步”了解有关交流发电机的知识。2书面完成本节课后的“问题与练习”第4、5题； 教学反思51 交变电流（习题课）教学目标（一）知识与技能1使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。2掌握交变电流的变化规律及表示方法。3理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。（二）过程与方法1掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）

11、。2培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力。3培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。（三）情感、态度与价值观通过实验观察，激发学习兴趣，培养良好的学习习惯，体会运用数学知识解决物理问题的重要性重点:交变电流产生的物理过程的分析。难点:交变电流的变化规律及应用。 教学过程：提问：1、什么是中性面？2、当线圈处于中性面时，穿过线圈的磁通量 ，感应电流为 ，而当线圈垂直于中性面时，穿过线圈的磁通量为 ，感应电流 。3、线圈每转动一周，电流方向改变 次，电流方向改变时，线圈处于什么位置？我国日常生活中使用的交变电流一秒中电流方向改变 次。1、写出正弦式交变电流电动势的最大值、

12、瞬时值、有效值以及平均值表达式？ 2、对于正弦式交变电流其有效值与最大值得关系是： ，是不是对一切交变电流都是如此？3、在我们经常遇到的问题中，那些地方应用有效值？那些地方应用最大值？那些地方应用平均值？1、如图甲中所示，一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈所围面积的磁通量随时间t变化的规律如图乙所示，下列论述正确的是（ ）t/S0mt1-mt4t2t3t5乙cbadB甲A、t1时刻线圈中感应电动势最大；B、t2时刻导线ad的速度方向跟磁感线垂直；C、t3时刻线圈平面与中性面重合；D、t4 、t5时刻线圈中感应电流方向相同abcdtit1t2t3t402、已知交变电流

13、i=Imsint,线圈从中性面开始转动，转动了多长时间，其瞬时值等于有效值（ ） A、 2 / B、/ 2 C、/ 4 D、/ 23、如图， 形金属导轨水平放置，导轨上跨接一金属棒ab，与导轨构成闭合电路，并能在导轨上自由滑动，在导轨左侧与ab平行放置的导线cd中。通有如图所示的交变电流。规定电流方向自c向d为正，则ab棒受到向左的安培力的时间是（ ） A、0t1 B、t1t2C、t2t3 D、t3t4UVAL4、在如图所示电路图中，L为电感线圈，R为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无穷大，交流电源的电压u=220 2 sin100t V，若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100Hz，下

14、列说法正确的是（ ） A、电流表示数增大 B、电压表示数增大C、灯泡变暗 D、灯泡变亮UC5、如图所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是（ ） A、把电介质插入电容器，灯泡变亮；B、增大电容器两板间的距离，灯泡变亮；OOC、减少电容器两板间的正对面积，灯泡变暗；D、使交变电流频率减小，灯泡变暗6、如图所示，有一闭合的正方形线圈，匝数N=100，边长为10cm，线圈总电阻为10，线圈绕OO轴在B=0.5T的匀强磁场中转动，每分钟转1500转，则线圈平面从图示位置转过30度时，感应电动势的值是 V。7、一交流电压的瞬时值表达式为U=15 sin100t ，将该交流电压加在一电阻上，

15、产生的电功率为25W，那么这个电阻的阻值 。8、有一交流电压的变化规律为U=311 sin314t，若将辉光电压是220V的氖管接上此交流电压，则在1s内氖管发光的时间为多少？t/10-2S/*10-2Wb01.0-1.03.141.579、一小型发电机内的矩形线圈在匀速磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n=100，穿过每匝的磁通量随时间按正弦规律变化，如图所示，发电机内阻r=5.0，外电路电阻R=95。已知感应电动势的最大值Em=nm。其中m为穿过每匝线圈磁通量的最大值。求串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数？abcdOORBV10、如图所示，边长为a=10c

16、m的正方形线圈绕垂直于磁感线的OO轴以n=10r/s的转速匀速转动，磁场的磁感应强度B=0.1T，线圈的匝数N=100匝，电阻r=1。线圈两端分别接在两个固定于OO轴上且彼此绝缘的金属滑环上，外电路接有R=9的电阻，并接有一只理想交流电压表。求： 、电压表的读数；、若从线圈通过中性面开始计时，转过900过程中，通过电阻R的电荷量；、在1min内，作用在线圈上的外力所做的功是多少？ 学后反思5.2描述交变电流的物理量【教学目标】一、知识与技能1知道交变电流的周期和频率，以及它们与转子角速度的关系。2知道交变电流和电压的最大值、瞬时值、有效值等及其关系。3知道我国供电线路交变电流的周期和频率。二、

17、过程与方法1用等效的方法得出描述交变电流的有效值。2 学会观察实验，分析图象，由感性认识到理性认识的思维方式。三、情感态度与价值观1 通过对描述交变电流的物理量的学习，体会描述复杂事物的复杂性，树立科学、严谨的学习和认识事物的态度。2 联系日常生活中的交变电流知识，培养学生将物理知识应用于生活和生产实际的意识，鼓励学生勇于探究与日常生活有关的物理学问题。教学重点难点重点：周期、频率的概念，有效值的概念和计算难点：有效值的概念和计算教学方法诱思探究教学法教学手段 小灯泡（6V、0.3A） 手摇交流发电机模型 多媒体投影仪教学过程教法运用教学过程 一、复习引入新课上节课我们研究了矩形线圈在匀强磁场

18、中转动，线圈中会产生正弦交流电。如何描述线圈中交变电流的变化规律呢?教师利用投影仪展示线圈转动的截面图，其中线圈长 ，宽 ，角速度为 1、公式法：从中性面开始计时， 2、图象法： 如图所示由学生自我重现正弦交流电理论推导过程。教师提示如下关键点研究对象。垂直切割速度。等效电路。变化规律。引导学生把两图结合起来分析，增强分析图象的能力。以达到感性和理性认识的结合。二、讲解新课首先考虑用什么物理量来描述交变电流变化的快慢呢？1交变电流的周期和频率。交变电流跟别的周期性过程一样，是用周期或频率来表示变化快慢的。（1）周期：我们把交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫做交变电流的周期。周期用T表示，

19、单位是s。（2）频率：交变电流在1s内完成周期性变化的次数，叫做交变电流的频率。频率用f表示，单位是Hz。（3）周期和频率的关系是： 说明 我国工农业生产和日常生活中用的交变电流周期是0.02S，频率是50Hz，电流方向每秒钟改变100次。 交变电流的周期和频率跟发电机转子的角速度有关。 越大，周期越短、频率越高。演示实验 把小灯泡接在手摇交流发电机模型的输出端。当转子的转速由小增大时，我们看到，小灯泡发光的闪烁频率也由小增大，当转子的转速大到一定程度，由于交变电流的大小和方向变化太快，由于人眼存在视觉暂留的缘故，所以眼睛已不能分辨灯光的闪烁。这就是为什么照明电是交变电流，而电灯亮时看不见一闪

20、一闪的原因。启发式提问 我们以前学过那种典型的周期性运动？在周期和频率的定义上有什么区别和联系。通过与匀速圆周运动的比较，让学生感受物理规律内在的和谐与同一性。通过实验激发兴趣，让学生体会到“学有所用”的乐趣。培养正确的科学态度。教学过程教法运用交变电流的峰值和有效值 （1）交变电流峰值（Im、Em、Um）：指交变电流各个参量一个周期内所能达到的最大值。表示交变电流的强弱或电压的高低。实际中需要考虑。例如：电容器接在交流电路中，应需要知道交变电压的最大值，电容器的额定电压应高于交变电压的最大值，否则电容器有可能被击穿。（2）交变电流有效值（I、E、U）：(a)、怎样计算通电1s内电阻R中产生的

21、热量?解析：图象反映的交变电流可以分为4段。前半个周期中，0-0.2S内，可看成电流大小为1A的恒定电流，0.2S-0.5S内，可看成电流大小为2A的恒定电流.后半个周期的电流与前半个周期方向相反，但产生热量相同。交流电的热量： （b）如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过电阻R，也能在1s内产生同样的热，这个电流是多大? 恒定电流的热量：1） 有效值：（抓三个相同）让交流与恒定电流通过相同的电阻，如果它们在一个周期内内产生的热量相等，把恒定电流的值叫做这个交变电流的有效值。2） 正弦交流电有效值与最大值之间的关系 说明 交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值；交流电压表和交流电流表

22、的示数是有效值；交变电流的数值在无特别说明时都是指有效值。交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的。引入有效值的的概念便于把处理恒定电流的一些方法拓展到交流电中。练习1 试写出我国生活用电的规律表达式？ 析 生活用电的有效值U=220V，频率f=50Hz，所以在自主学习过程中让学生体会研究物理问题的一个重要思想等效思想的应用。物理知识在生活实际中的应用现有一交流电随时间而变化的图象，其中电流的正值为正弦曲线的正半周，其最大值为4A，则该交流电的有效值为多大?四、作业 1.完成课后习题 第4题选做 2找一台的小型交流发电机，观察它的铭牌和构造，尝试用今天所学知识解释上面的数据和工作原理。【课后

23、反思】5.2描述交变电流的物理量习题课【教学目标】一、知识与技能1知道交变电流的周期和频率，以及它们与转子角速度的关系。2知道交变电流和电压的最大值、瞬时值、有效值等及其关系。3知道我国供电线路交变电流的周期和频率。二、过程与方法1用等效的方法得出描述交变电流的有效值。2 学会观察实验，分析图象，由感性认识到理性认识的思维方式。三、情感态度与价值观1 通过对描述交变电流的物理量的学习，体会描述复杂事物的复杂性，树立科学、严谨的学习和认识事物的态度。2 联系日常生活中的交变电流知识，培养学生将物理知识应用于生活和生产实际的意识，鼓励学生勇于探究与日常生活有关的物理学问题。教学重点难点重点：周期、

24、频率的概念，有效值的概念和计算难点：有效值的概念和计算例1：交流发电机的转子由BS的位置开始匀速转动，与它并联的电压表的示数为14.1V，那么当线圈转过30°时交流电压的瞬时值为V。解：电压表的示数为交流电压的有效值，由此可知最大值为Um=U=20V。而转过30°时刻的瞬时值为u=Umcos30°=17.3V。i/A3o t/s-60.2 0.3 0.5 0.6例2：通过某电阻的周期性交变电流的图象如右。求该交流电的有效值I。解：该交流周期为T=0.3s，前t1=0.2s为恒定电流I1=3A，后t2=0.1s为恒定电流I2= -6A，因此这一个周期内电流做的功可以

25、求出来，根据有效值的定义，设有效值为I，根据定义有：I 2RT=I12Rt1+ I22Rt2 带入数据计算得：I=3A 例3：交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为，线圈内电阻为r，外电路电阻为R。当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中，求：通过R的电荷量q为多少？R上产生电热QR为多少？外力做的功W为多少？解：按照电流的定义I=q/t，计算电荷量q应该用电流的平均值：即，这里电流和电动势都必须要用平均值，不能用有效值、最大值或瞬时值。求电热应该用有效值，先求总电热Q，再按照内外电阻之比求R上产生的电热QR。这里的电

26、流必须要用有效值，不能用平均值、最大值或瞬时值。根据能量守恒，外力做功的过程是机械能向电能转化的过程，电流通过电阻，又将电能转化为内能，即放出电热。因此W=Q 。一定要学会用能量转化和守恒定律来分析功和能。例4：左图所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P使加在电热丝上的电压的波形如右图所示。此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为 Pu V12345ot/10-2su/V311 A.110V B.156V C.220V D.311V解：从u-t图象看出，每个周期的前半周期是正弦图形，其有效值为220V；后半周期电压为零。根据有效值的定义， ，得U=156V，选B。学生练

27、习：1、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，从中性面开始转动1800的过程中，平均感应电动势和最大感应电动势之比为：（ ）A、/2 B、2 C、 D、2/2、交流发电机正常工作时产生的电动势为e=Emsint,若将其线圈的匝数减为原来的一半，而转速增为原来的2倍，其他条件不变，则产生的电动势的表达式为：（ ）A、e=Emsint B、e=2Emsint C、e=2Emsin2t D、e=Emsin2tAGC3、如图所示的电路，G为一交流发电机，C为平行板电容器，为使安培表示数增加，可行的办法是（ ）A、使发电机的转速增加；B、使发电机的转速减少；C、使电容器两极板间距离增大；t/sT/2T3T/28

28、-3 20D、在平行板电容器间换用介电常数较大的电介质。4、某电阻元件在正常工作时，通过它的电流按如图所示的规律变化。今与这个电阻元件串联一个多用电表（已调至交流电流档），则多用电表的数为：（ ）A、4 2 A B、4A C、5A D、5 2 A【教学反思】：5.3 电感和电容对交变电流的影响学习目标1、理解为什么电感对交变电流有阻碍作用；2、知道用感抗来表示电感，电感对交变电流阻碍作用的大小，知道感抗与哪些因素有关；3、知道交变电流能通过电容，知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用；4、知道用容抗来表示电容对交变电流阻碍作用的大小，知道容抗与哪些因素有关。学习重点1、电感对交变电流的阻碍作用大

29、小及感抗与哪些因素有关；2、电容对交变电流的阻碍作用大小及容抗与哪些因素有关。学习难点交变电流能够通过电容器的本质。实验器材学生电源、电池组、电感线圈、小灯泡、电容器、导线若干。学习过程一、创设情境，导入新课设问：交流电与直流电的区别有什么？实验：激发学生的学习兴趣。二、自主、合作、探究（一）、电感对交变电流的阻碍作用画出三个实验电路图，请学生连接实验电络图（1） （2） （3） （1）（2）（3）三个电路图中交流电源与直流电源的电动势相同。A1、A2、A3为三个完全相同的小灯泡。闭合电键，让学生观察A1、A2、A3亮度。教师提问：观察A1、A2、A3亮度情况学生回答实验现象：A1、A2亮度相

30、同，A3较暗。教师提问：这说明什么？学生回答：这表明电感对直流电没有阻碍作用，对交流电有阻碍作用。教师引入：那为什么会发生这种现象呢？教师点拨：上一章我们学习了一种特殊的电磁感应现象自感现象。（让学生回想自感现象）学生回答：自感现象是由于导体本身的电流发生变化，而产生的电磁感应现象。教师点拨：本实验中当线圈通入交变电流时，线圈中的电流大小和方向时刻变化，在线圈中会产生自感电动势阻碍电流变化。板书：电感对交变电流的阻碍作用大小，用感抗来表示。思考提高：感抗的大小与哪些因素有关。看课本219页，找学生回答。感抗的大小总与线圈的自感系数和交流电的频率有关。线圈自感系数越大交变电流频率越高，电感对交变

31、电流的阻碍作用就越大，感抗也就越大。.（二）、自感现象的应用1、如图，白炽灯和电感线圈串联后接在交流电源的两端，当交流电源的频率增加时（ ）A、线圈感抗增加B、线圈感抗减少C、电灯变暗D、电灯变亮答案：（A 、C）2、电容对交变电流的作用（三）总结电感和电容对交流的阻碍作用既与电感、电容有关，还与交流的频率有关，这种关系为：电感：通直流，阻交流；通低频，阻高频。电容：通交流，隔直流；通高频，阻低频。【教学反思】5.3变压器（一）一、目标(一)知识教学点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、电流与匝数间关系。3掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题。(二)能力训练点1

32、60; 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)德育渗透点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、重点、难点、疑点及解决办法 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流与匝数关系。(3)掌握公式中各物理量所表示对象的含义。3疑点变

33、压器铁心是否带电即如何将电能从原线圈传输出到副线圈。4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流与匝数间的关系。(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 3 课时四、教具准备可拆式变压器、投影交流电流表(2只)、投影交流电压表(2只)、导线若干学生电源、小电珠(5只、2.5V，0.3A)、电键(4只)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考，并应用学到的知识来解决实际问题。4通过练习掌握公式

34、的应用及理解公式各物理量的含义。六、教学过程(一)明确目标通过实验得出变压器工作规律并能运用解决实际问题。(二)整体感知这节内容承上启下，它是电磁感应知识与交变电流概念的综合应用，体现出了交变电流的优点，为电能输送奠定了基础。(三)重点、难点的学习与目标完成过程1引入新课幻灯打出一组数据2变压比关系感应电动势大小与磁通量变化快慢有关，那副线圈的磁通量变化均匀吗？如果通过线圈的磁通量均匀变化时，线圈中产生的感应电动势大小不变。副线圈中的磁通量做周期性变化，所以U2为交变电压。从能量角度看，显然变压器不能产生电能，它只是通过交变磁场传输电能。电能磁场能电能变压器能改变直流电压吗？为什么？不能。可能

35、有部分学生难以理解，可分析若为直流情况，铁芯中有磁感线但铁芯中的磁通量不变。即通过副线圈的磁通量不变。U20演示按图2原线圈接直流电压10V，则请学生观察伏特表的读数。我们接下来讨论副线圈两端电压U2与原线圈两端电压U1有什么关系？(部分学生可能只认为与副线圈匝数n2有关)接下来，请大家来看演示实验。拿出仪器逐个向学生介绍，并连接好电路如下。那如何来设计我们记录的数据表格呢？在学生设计基础上在黑板上作出表格如下请两位学生上台来操作，大家积极参与读数，共同完成以上表格。在此过程注意学生读数是否准确(估读问题)，并及时加以纠正。学生完成后，请两位学生手摸铁芯。如何处理数据？引导学生观察记录数据，体

36、会可能存在电压与匝数成正比。由计算结果能得出什么结论？在实验误差范围内，原副线圈的电压与原副线圈的匝数成正比磁感线分布原副线圈完全一致吗？有一部分磁感线从闭合铁芯中漏失。使得副线圈磁感线分布疏于原线圈的磁感线分布。演示按图4接好电路，请学生观察铁芯闭合时与铁芯断开时小电珠的亮度差别。铁芯不闭合，灯明显变暗。由上述可知，通过原线圈的电流不变，若副线圈通过的磁通量减少(漏磁)则副线圈两端的电压减少。作业：课本44页1、2、3【课后反思】5.3变压器（二）一、目标(一)知识教学点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、电流与匝数间关系。3掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题。(

37、二)能力训练点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)德育渗透点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、重点、难点、疑点及解决办法 1重点变压器工作原理及工作规律。2难点复习提问上台板演，教师批改，注意规范问题。A请学生观察随着K闭合的增加，观察 的变化情况，并思考为什么？几

38、乎不变。B将副线圈的匝数改为200匝，请学生观察灯的亮度，并说明为什么？C将原线圈的匝数改为800匝，请学生观察灯的亮度，并说明为什么？D若A1允许通过电流为3安培，则副线圈至多可接几盏小电珠？E若A1改为同规格的小电珠，则当S1、S2、S3、S4均闭合且4只小电珠正常发光， 复习1定义：用来改变交流电压的设备，称为变压器2构造：变压器由一个闭合铁芯（是由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成的）和两个线圈（用绝缘导线绕制）组成的原线圈：和交流电源相连接的线圈（匝数为n1）副线圈：和负载相连接的线圈（匝数为n2）许多情况副线圈不只一个二、理想变压器1理想变压器是一种理想模型理想变压器是实际变压器的近似理想

39、变压器有三个 特点：（1）铁芯封闭性好，无漏磁现象，即穿过原、副线圈两绕组每匝的磁通量都一样每匝线圈中所产生感应电动势相等（2）线圈绕组的电阻不计，无能损现象（3）铁芯中的电流不计，铁芯不发热，无能损现象说明：大型变压器能量损失都很小，可看作理想变压器，本章研究的变压器可当作理想变压器处理2理想变压器的变压原理在变压器工作时，由于原、副线圈使用同一个铁芯，因而穿过原、副线圈（每匝）的磁通量及磁通量的变化率均相同，在原、副线圈产生的感应电动势与它们的匝数成正比3能量转换：变压器是把电能转化为磁场能又把磁场能转化为电能的装置4理想变压器的基本关系（1）输出功率等于输入功率P出P入，U1I1U2I2

40、（2）原副线圈两端的电压跟匝数成正比，（3）原副线圈中的电流跟匝数成反比（仅限一个副线圈），（4）原副线圈的交变电流的周期T和频率f相同5理想变压器的三个决定关系（1）理想变压器输出功率决定输入功率当副线圈空载时，变压器的输出功率为零，输入功率也为零，并且输入功率随着负载的变化而变化若同时有多组副线圈工作，则U1I1U2I2U3I3UnIn成立（2）理想变压器副线圈两端电压由原线圈两端电压和匝数比所决定无论副线圈是否有负载，是单组还是多组，每组副线圈两端电压与原线圈两端电压都满足（3）理想变压器副线圈中的电流决定原线圈中的电流原线圈中的电流随副线圈中电流的增大而增大，当有几组副线圈时，原、副线

41、圈中的电流关系为n1I1n2I2n3I3，其中n2、n3为工作的副线圈的匝数说明：（1）理想变压器工作时，若增加负载，相当于负载电阻减小，从而副线圈中的电流增大，此时原线圈中电流也增大；若减少负载，相当于负载电阻增大，从而副线圈中的电流减小，此时原线圈中的电流减小；若副线圈空载时，副线圈中的电流为零，那么原线圈中的电流也为零（2）原副线圈如果分别采用双线绕制，使原副线圈都是由两个线圈组合而成，当电流通过时，要根据在线圈中形成的磁通量方向确定其等效匝数（3）接在原、副线圈回路中的电表均视为理想电表，其内阻的影响忽略不计作业：课本44页4、5【课后反思】5.3变压器（三）一、目标(一)知识教学点1

42、了解变压器的构造及工作原理。2 掌握理想变压器的电压、电流与匝数间关系。3掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题。(二)能力训练点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)德育渗透点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、重点、难点、疑点及解决办法 重点变压器工作原理及工作

43、规律。三、几种常用的变压器1自耦变压器（1）自耦变压器的示意图如图1742所示图1742（2）特点：铁芯上只绕有一个线圈（3）用途：可升高电压，也可降低电压如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压（图1742甲）；如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压（图1742乙）2调压变压器（1）构造：线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，如图1743所示（2）变压方法：AB之间加上输入电压U1，移动滑动触头P的位置就可以调节输出电压U23互感器（1）用途：把高电压变成低电压，或把大电流变成小电流（2）分类：电压互感器如图1744所示，用来把高电压变成低电压它的原线圈

44、并联在高压电路中，副线圈上接入交流电压表根据电压表测得的电压U2和铭牌上注明的变压比（U1/U2），可以算出高压电路中的电压为了工作安全，电压互感器的铁壳和副线圈应该接地电流互感器如图1745所示，用来把大电流变成小电流它的原线圈串联在被测电路中，副线圈上接入交流电流表根据电流表测得的电流I2和铭牌上注明的变流比（I1/I2）可以算出被测电路中的电流如果被测电路是高压电路，为了工作安全，同样要把电流互感器的外壳和副线圈接地问题全解问题1：变压比、变流比公式的适用范围问题2：变压器能否改变直流电压？变压器是利用电磁感应原理来改变电压的装置要产生感应电动势，必有磁通量发生变化当原线圈加上交流电时，

45、原线圈产生的交变的磁通量通过副线圈时就产生感应电动势；若原线圈中通以恒定电流，则在铁芯中产生恒定的磁通量，副线圈中虽有磁通量通过，但磁通量不变化，因此副线圈中不能产生感应电动势，当然就不能变压了但是，若在原线圈中通以方向不变而大小变化的脉冲电流，同样也可以达到变压的目的汽车、摩托车就是内设一个特殊开关，产生脉冲电流送入变压器中，获得高电压来提供汽油机的点火电压的问题3：变压器与滑动变阻器变压的不同变压器的工作原理是电磁感应，一般应接交流，能使交流电压升高或降低滑动变阻器工作原理是串联电阻分压，可接交流或直流，但只能使电压降低问题4：原、副线圈用粗细不同导线绕制的原因变压器由两个线圈组成：一个为

46、原线圈，另一个为副线圈这两个线圈的电压不同作为高压线圈的匝数多、通过的电流小，根据焦耳定律和节材原则，应用较细的导线绕制；作为低压线圈的匝数少、通过的电流大，根据焦耳定律和节能原则，应当用较粗的导线绕制因此，我们打开变压器时看到两个线圈粗细不同，用粗导线绕制的线圈为低压线圈，用细导线绕制的线圈为高压线圈问题5：变压器能否改变交流电的频率？对变压器，当加在原线圈上的交变电压发生一个周期变化时，原线圈中的交变电流就发生一个周期变化，铁芯中产生的交变磁通量也发生一个周期变化，副线圈中产生的交变电动势（电压）也发生一个周期变化，因此，变压器只能改变交流电的电压及电流，不能改变交流电的频率问题6：变压器

47、是否一定能改变交流电的电压？变压器要工作，必须穿过副线圈的磁通量发生变化如果穿过副线圈的磁通量不变，则变压器不能工作（变压）如图1746所示，原线圈导线采用“双线绕法”（1）若b、d相接，a、c作为电压输入端，两线圈中形成的磁通量任何时刻方向相反，若彼此作用互相抵消，穿过的磁通量为零，没有电磁感应现象，此时，“交流不变压”（2）b、c相接，a、b作为输入端，两线圈中形成的磁通量方向相同，作用相互加强，此时两线圈的效果相当于一个匝数为两线圈匝数之和的单个线圈，能变压（3）若a、c相接，b、d相接后分别接上交流电源，相当于两匝数相等（仅讨论此情况）的线圈并联，电压跟匝数的关系与单个线圈相同（对副线

48、圈同理可讨论）综上分析：变压器不一定都能改变交流电的电压作业：优化方案配套题做完【课后反思】5.3变压器习题课（2课时）一、目标(一)知识教学点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、电流与匝数间关系。3掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题。(二)能力训练点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)德育渗透点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

49、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、重点、难点、疑点及解决办法 重点变压器工作原理及工作规律。例1（1998年全国）一理想变压器，原线圈匝数n11100，接在电压为220 V的交流电源上，当它对11只并联的“36 V，60 W”灯泡供电时，灯泡正常发光，由此可知该变压器副线圈的匝数n2_，通过原线圈的电流I1_A解题方法：公式法变压器的规律用公式表示为:变压比公式:（对几个副线圈的情况也成立）；变流比公式:（只适用于原、副线圈各一个的情况）对多个副线圈的情况，利用理想变压器输入功率和输出功率相等的关系列关系式解析:因为11只并联的“36

50、 V，60 W”灯泡正常发光，所以副线圈输出的电压必为36 V由U1/U2n1/n2，得n2n1匝180匝每只灯泡正常发光时的电流由P2I2U2得I2P2/U2AA副线圈中的电流I211×I2A因I1/I2n2/n1，故I1A3 A点评：解本题用到的知识，就是理想变压器的电压比和电流比这两个基本公式只要是处理变压器的问题一般都离不开这两个公式，除此之外，还常用“P入P出”这一关系本题的原线圈电流也可用“P入P出”求解本题的输出功率P出11×60 W660 W，P入I1U1I1220，故I1A3 A例2如图1747所示，理想变压器原副线圈的匝数比为12，电源电压为220 V，

51、A是额定电流为I01 A的保险丝，R为可调电阻，为不使原线圈中电流超过I1，R的阻值最低不小于多少欧?解题方法：公式法解析:由于保险丝的额定电流为I01 A，所以原线圈中允许输入的最大电流I1I01 A（有效值），则变压器的最大输入功率为P1U1I1220×1 W220 W由，得电阻R两端电压为U2×220 V440 V由于P入P出，则变压器最大输出功率P2P1220 W由P2，知P2最大时，R最小，则R的最小值为R880 点评:保险丝熔断属于电流的热效应，额定电流I0为有效值例3（1997年全国）如图1748所示的甲、乙两电路中，当a、b两端与e、f两端分别加上220 V

52、的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110 V若分别在c、d两端及g、h两端加上110 V的交流电压，则a、b间及e、f间的电压分别为图1748A220 V、220 VB220 V、110 VC110 V、110 VD220 V、0 V解析:当a、b间接220 V电压时，c、d间电压为110 V，说明c、d间线圈的匝数为原线圈匝数的一半；反过来当c、d间接110 V电压时，a、b间电压应为220 V当e、f间接220 V电压时，g、h间电压为110 V，说明g、h间电阻为e、f间电阻的一半；当g、h间接110 V电压时，e、g间没有电流，e、g间电压为零，所以e、f间电压与g、h间电压相等，均为110 V点评:变压器既可升压，也可降压，但滑动变阻器变压时，只能降压，不能升压求解此题常见的错误是不少人受变压器变压的影响，认为g、h间接110 V电压时，e、f间电压也为220 V而错选A这是没有搞清楚变压器变压与变阻器分压的区别所致例4汽车等交通工具中用电火花点燃汽油混合气，如图1749所示已知汽车蓄电池电压为12 V，变压器匝数之比为1100，当开关S闭合后，火花塞上电压为多少？当开关S从闭合到突然断开，可为火花塞提供瞬时高电压，产生电火花蓄电池提供的是直流电，为什么变压器的副线圈也能得到高电压呢？图1749