高中物理-变压器教学课件设计

高二年级物理学科人教版选修3-2第五章

课题：变压器

用电器额定工作电压用电器额定工作电压随身听3V机床上的照明灯36V扫描仪12V防身器3000V手机充电器4.2V4.4V5.3V黑白电视机显像管1~2万伏录音机6V9V12V彩色电视机显像管3~4万伏

在我们使用的各种用电器中，所需的电源电压各不相同，而日常照明电路的电压是220V，那么如何解决这一问题呢？生活中需要各种电压需改变电压，以适应各种不同电压的需要。变压器变压器就是改变交流电压的设备送电过程在输电过程中，电压必须进行调整。形形色色的变压器城乡变压器各式变压器可拆式变压器变电站的大型变压器教学目标知识与技能：1.知道变压器的构造及几种常见的变压器2.理解变压器的工作原理及理想变压器的特点3.掌握理想变压器的电压、电流、功率等规律过程与方法：1.通过实验，探究理想变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系，电流与匝数的关系2.通过探究变压器规律的实验，培养学生处理实验数据及总结概括能力。情感、态度与价值观1.了解变压器在生活中的应用2.让学生充分体会能量守恒定律的普遍性。教学重难点：1变压器工作原理及理想变压器的特点2.理想变压器的电压、电流、功率等规律3.推导变压器原副线圈电流与匝数的关系教学准备：闭合铁芯、学生电源、导线若干、小灯泡、可拆变压器、交流电压表、开关、思考与讨论

把两个没有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。小灯泡可能发光吗？说出你的道理。2.示意图一、变压器铁芯原线圈副线圈电路图中符号铁芯与线圈互相绝缘n1n21.构造：（1）闭合铁芯（2）原线圈(初级线圈)（3）副线圈(次级线圈)---→→↓←3.工作原理——互感现象副线圈产生感应电动势原线圈接交流电在铁芯中产生变化的磁通量副线圈中磁通量发生变化副线圈中产生感应电流

变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：电能→磁场能→电能转化(U1、I1)(变化的磁场)(U2、I2)思考:若给原线圈接直流电压U1,副线圈电压U2?=0～～二.理想变压器的变压规律原副线圈的电压和什么有关吗？怎样的关系？猜想：交流电压、原线圈匝数、副线圈匝数实验：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系方法：控制变量法探究一：实验过程1.保持原线圈的匝数不变，增加或减少副线圈的匝数，测量副线圈两端的电压；保持副线圈的匝数不变，增加或减小原线圈匝数，测量副线圈两端的电压。

原线圈匝数n1副线圈匝数n2原线圈两端电压u1(v)副线圈两端电压u2(v)n1/n2u1/u2实验结论：在实验误差允许的范围内，原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，即u1/u2=n1/n2理想变压器—没有能量损失的变压器

1.无漏磁现象2.线圈电阻不计

3.铁芯不发热说明：大型变压器能量损失都很小，可看做理想变压器，本章研究的变压器可当做理想变压器处理。

探究二：请根据互感原理推导变压器原、副线圈的电压与匝数的关系。理论推导～～I1I2n1n2U1U2根据法拉第电磁感应定律得：原、副线圈中产生的感应电动势分别是：E1=n1/tE2=n2/t若不考虑原副线圈的内阻有

U1=E1

U2=E2

1、n2

>n1

U2>U1——升压变压器2、n2<n1

U2<U1——降压变压器注：此公式无论副线圈一端是空载还是有负载，都是适用的。理想变压器原副线圈的电压跟它们的匝数成正比1.理想变压器输入功率等于输出功率即:

U1I1=U2I2P入=P出三、理想变压器的变流规律2.理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比此公式只适用于一个副线圈的变压器3.原、副线圈的交变电流的周期T和频率f相同。4.有多个副线圈的理想变压器的问题

探究三：一个原线圈多个副线圈的理想变压器，原线圈匝数为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3，相应的电压分别为U1、U2和U3，相应的电流分别为I1、I2和I3，根据变压器的工作原理可得：n3n2n1例：如图所示：理想变压器的交流输入电压U1=220V，有两组副线圈，其中n2=36匝，标有“6V，9W”、“12V，12W”的灯泡分别接在两副线圈上均正常发光，求：（1）原线圈的匝数为n1和另一副线圈的匝数n3.（2）原线圈的电流I1。n3n2n1（1）n1

＝1320匝

n3=72匝（2）I1=0.095A四、几种常用变压器1.自耦变压器U2U1ABPU1U2n1n2升压变压器n1n2U1U2降压变压器问题：有没有只用一组线圈来实现变压的变压器？

自耦变压器的原副线圈共用一个线圈2.互感器

A电流互感器电压互感器V

使用时把原线圈与电路并联，原线圈匝数多于副线圈匝数

使用时把原线圈与电路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数钳式电流仪1、理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2＝4：1，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，图中电流表A1的示数12mA，则电流表A2的示数为A．3mAB．0C．48mAD．与负载R的值有关B当堂练习：2.如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2=3：1，有四只相同的灯泡连入电路中，若灯泡L2、L3、L4均能正常发光，则灯泡L1A、也能正常发光B、较另三个灯暗些C、将会烧坏D、不能确定n2n1L3L4