高中物理-变压器教学课件设计

人教版高二物理选修3-2

第五章第四节

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。变压器街头变压器各式变压器可拆式变压器变电站的大型变压器形形色色的变压器教学目标1.知道变压器的构造及几种常见的变压器，理解变压器的工作原理。2.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。了解理想化模型在物理学研究中的重要性。3.了解变压器在生活中的应用。教学重难点

1、变压器的工作原理。

2、电压、电流比与匝数比的关系。2.示意图一、变压器的构造3.电路图中符号n1n21.构造：（1）铁芯

（2）原线圈(初级线圈)：与交流电源连接，匝数用n1表示（3）副线圈(次级线圈)与负载连接，匝数用n2表示思考与讨论

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。单击画面观看录像演示实验问题1：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？

问题2：变压器铁芯是否带电？

问题3：变压器原副线圈不相通，那么在给原线圈接交变电压U1后，副线圈电压U2是怎样产生的？接通电源，铁芯被磁化，并不带电，横条被吸在铁芯上构成闭合磁路，铁芯内部有磁场。工作原理

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)二、变压器的工作原理思考：若给原线圈接直流电压U1,副线圈电压U2?=0～～——互感现象变压器只能改变交变电流的电压，不能改变恒定电流的电压！思考：原、副线圈的电压与什么因素有关系？请你根据所学过的知识进行猜想。三、变压器的变压规律实验：探究变压器线圈两端电压与匝数的关系

1.实验仪器：a．学生交流电源b．可拆变压器c．万用表，可以测量交流电压，先使转动旋钮调在交流电压10V量程挡上，测量时直接用表笔接触接线柱，可以在表盘上读取数据。原线圈副线圈电压U1匝数n1匝数n2电压U23．分组测量，数据记录及处理2.实验步骤:

(1).画出原理图

(2).依据原理图连接实物图

(3).测出数值记入表格实验结论误差允许范围内～～思考：误差产生的原因是什么？

1、实际的变压器在运行时，哪些地方有能量损耗呢？

2、为什么铁芯是闭合的？在变压器通过交变磁场传输电能的过程中，闭合铁芯起什么作用？单击画面观看录像演示：将可拆变压器的铁芯由不闭合到闭合，观察接在副线圈两端的小灯泡亮度变化。演示实验动脑学物理分析：若无铁芯或铁芯不闭合，原线圈中的磁通量只有一小部分贯穿副线圏，大部分漏失在外。有了闭合铁芯，由于铁芯被磁化，绝大部分磁通量集中在铁芯内部，贯穿副线圈，大大增强了变压器传输电能的作用。变压器中能量转换的过程是：电能→磁能→电能。铁芯起到了能量转换的作用。无磁通量漏失原、副线圈没有电阻铁芯不发热理想变压器的特点：理想变压器模型1、理想变压器：忽略原、副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器，叫做理想变压器，是物理学中又一种理想化模型

实际上变压器的效率都是比较高的，特别是电力设备中的巨大变压器，在满负荷工作时效率可以达到97%～99%，所以理论研究时我们把它当成100%（理想变压器）是没有问题的。

请应用法拉第电磁感应定律，推导理想变压器原、副线圈的电压与匝数的关系。理论推导～～若不考虑原副线圈的内阻有

U1=E1

U2=E2

原、副线圈中产生的感应电动势分别为I1I2n1n2U1U2

四.变压器的变压规律1、n2

>n1

U2>U1——升压变压器2、n2<n1

U2<U1——降压变压器

实验和理论分析都表明：理想变压器原、副线圈的电压跟它们的匝数成正比。

1、一台理想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,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C课堂练习四、理想变压器的变流规律1.理想变压器输出功率应等于输入功率即:U1I1=U2I2P出=P入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2、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课堂练习3、一理想变压器，原线圈匝数n1=1100，接在电压220V的交流电源上，当它对11只并联的“36V,60w”的灯泡供电时,灯泡正常发光.由此可知副线圈的匝数n2=_____，通过原线圈的电流I1=______。1803A课堂练习课堂练习4、变压器线圈中的电流越大，所用的导线应当越粗。街头见到的变压器是降压变压器，假设它只有一个原线圈和一个副线圈，哪个线圈应该使用较粗的导线？为什么？根据理想变压器的输出功率等于输入功率U1I1=U2I2降压变压器的U2＜U1，它的I2＞I1，副线圈应用较粗的导线。五、几种常用变压器1.自耦变压器升压变压器降压变压器问题：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.互感器用途：把高电压变成低电压，或把大电流变成小电流．①电压互感器②电流互感器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。钳式电流表5.图中的甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，以下说法正确的是（）A.线圈匝数n1＜n2,n3＜n4B.线圈匝数n1＞n2,n3＜n4C.甲图中的电表是电压表，乙图中的电表是电流表D.甲图中的电表是电流表，乙图中的电表是电压表BCD课堂练习

本节课学习中，我们学到了哪些知识？使用了哪些思想方法？请同学们总结归纳