高中物理-变压器教学设计学情分析教材分析课后反思 (三)

变压器教学设计

【教学目标】

知识目标

1、知道变压器的构造.理解变压器的工作原理。

2、通过实验探窕理解理想变压器原、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、知道课本中介绍的几种常见的变压器，了解变压器在生活中的应用。

技能目标

1、培养学生的自主探究能力、推导能力和做实验的能力。

2、讲解理想变压器使学生了解建立物理模型的意义。（抓主要因素，忽略次要因素，排

除无关因素）

3、培养学生的小组合作能力

情感态度目标

1、使学生体会到能量守恒定律是普遍适用的。

2、培养学生实事求是的科学态度。

3、培养学生的安全用电意识

【教学重点、难点】

教学重点

变压器工作原理.

教学难点

变压器是如何将原线圈的电能传输给副线圈的.

【教学方法】

演示法、实验探究、演绎推理、演示法、分析法、归纳法

【教具】

可拆变压器、交流电压表、交流电流表、灯泡、导线等.

【教学过程】

一、引入新课

演示实验

「师1：同学们请看我手里拿着一个由线圈和小灯泡构成的闭合回路，小灯泡发光了么？

为什么？

［生］:不亮，因为没有电源

［师］:下面我借助于一个神秘的仪器不仅能让小灯泡发光还能改变它的亮度，请同学

们仔细观察，并思考原因是什么？

［生］:小灯泡发光是有了“电源”，而且还能改变流过小灯泡的电压和电流

［师］:我们把这种能改变电压的仪器叫做变压器，今天我们就来探究学习变压器是如

何变压的？它的工作原理是什么？又具有哪些规律？

二、新课教学

1、变压器构造

［师］出示可拆变压器，引导学生观察，变压器主要由哪几部分构成？

［生］变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成.一个线圈跟电源连接，叫原

线圈（初级线圈），另一个线圈跟负载连接，叫副线圈（次级线圈）.两个线圈都是绝缘导线

绕制成的.铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成.

［师］画出变压器的结构示意图和符号，如下图所示：

2、变压器的工作原理

［师］变压器原、副线圈的电路并不相通，副线圈两端的交流电压是如何产生的？请同

学们从电磁感应的角度去思考.

［生］在原线圈上加交变电压S，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁

通量.这个交变磁通量既穿过原线圈，也穿过副线圈，在原、副线圈中都要引起感应电动势.

如副线圈是闭合的，在副线圈中就产生交变电流，它也在铁芯中产生交变的磁通量，在原、

副线圈中同样引起感应电动势.副线圈两端的电压就是这样产生的.

［师］物理上把原副线圈中曰于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象.互

感现象是变压器工作的基础.

3、实验探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系

［师］请同学们猜想：在输入电压U1一定的情况下，副线圈两端的电压U2与哪些因

素有关？

［生］与匝数有关系

［师］原、副线圈两端的电压与匝数有怎样的关系呢？下面我们通过实验来进行探究。

请同学们思考这个实验涉及哪些物理量？我们用什么实验方法？

［生］UiU2mn2,用控制变量法

师生共同活动：

实验探究得出理想变压器的电压与匝数的关系

(1)、保持Ui和小不变，改变小，研究小对S的影响

U1=ni=

123

"2

U2

(2)、保持Ui和〃2不变，改变〃1，研究小对S的影响

Ui=Vn2=

123

Hl

u2

实验结论：

(1)、变压器能够改变副线圈两端的电压

(2)、副线圈两端的电压原副线圈的匝数是有关系的，大体满足原副线圈两端的电压之

比等于这两个线圈的匝数之比

4、理论探究

［师］:变压器的铁芯起什么作用？

［生］:如果无铁芯，并排放置的原副线圈也发生互感现象，但原副线圈所激发的交变

磁场的磁感线只有一小部分穿过对方，漏失的磁感线不会在原副线圈中传送电能.如有铁芯,

由于磁化，绝大部分磁感线集中在铁芯内部，大大提高了变压器的效率.

［师］:如果在能量转化的过程中能量损失很小，能够略去原、副线圈的电阻，以及各

种电磁能量损失，这样的变压器我们称之为理想变压器。这是物理学中又一种理想化模

型。

推导理想变压器的变压比公式.

设原线圈的匝数为Ni，副线圈的匝数为M，穿过铁芯的磁通量为中，则原副线圈中产

生的感应电动势分别为

ELN必ELN三

AtAt

在忽略漏磁的情况下，>①2,由此可得

色=M

E?N?

在忽略线圈电阻的情况下，原线圈两端的电压U与感应电动势自相等，则有U产

副线圈两端的电压S与感应电动势&相等，则有5=及.于是得到

5=从

力鹏

［师］请同学们阅读教材，回答下列问题：

(1)什么叫升压变压器？

(2)什么叫降压变压器？

［生1］当时，U2>Ulf这样的变压器叫升压变压器.

［生2］当N2VM时，SVUi，这样的变压器叫降压变压器.

5、理想变压器的电流规律

［师］理想变压器原线圈的输入功率与副线圈的输出功率有什么关系？

［生］PH尸P入

［师］若理想变压器只有一个副线圈，则原副线圈中的电流A与12有什么关系？

［生］据P产5/2,「入二幼/|及P语P入得:

t/2/2=t/|/|

则:4_%M

结论：变压器只改变交流电的电压、电流，不改变交流电的能量、周期和频率

6、几种常见的变压器

［师］变压器的种类很多，谁能举一些变压器应用的例子

［生］手机充电器、电动牙刷等

［师］请同学们有时间观察自己小区的变压器设备周围都有下面的用电安全警示语，希

望同学们在平时一定要注意用电安全

7、课堂练习

如图，一台理想变压器，原线圈2200匝，副线圈440匝，副线圈接一个100。的负载

电阻。若把原线圈接在220V交流电源上，则电压表示数为___V,电流表示数为_____Ao

8、小结

［师］请同学们总结一下我们这节课学习了哪些主要的

知识？

［生］本节课主要学习了以下内容：

1.变压器主要由铁芯和线圈组成.

2.变压器可改变交变电的电压和电流，利用了原副线圈的互感现象.

3.理想变压器：忽略一切电磁损耗，有

P给出二P偷入

4Mi2M

4.日常生活和生产中使用各种类型的变压器，但它们遵循同样的原理.

5.在日常生活中要注意用电安全

四、作业

学以致用

思考：交流电压表有一定的量度范围，它的绝缘能力也有限，不能直接测量过高的电压。

如何测量高压线上的交流电压？

五、板书设计

构造：铁芯，原、副线圈

原理：原、副线圈的电磁互感现象

Ui

变压比Ni

理想变压器:<Nz

变压器V变流比瓦

L一

:

、功率比P输出P输入=1:1

自耦变压器

常见变压器电压U感器

互感器，

i【电流互感器

学情分析

学生在学习了上一章电磁感应的相应知识之后学习本节课的知识还是有一定的基础的,

尤其是互感的知识是这节课的基础。但是学生对有的知识也是有些遗忘的，所以我在上课前

的预习学案里做了相应的准备，让学生复习法拉第电磁感应定律和互感的知识。

在教学过程中，学生配合的非常的积极，整体的教学效果比较好。在探究原、副线圈两

端的电压与哪些因素有关的这个实验中，学生的实验操作能力略显不足，导致这个实验做的

时间比较长，在以后的学习中一定让学生多做实验。不过学生的团结怖作能力比较强，这是

值得表扬的。学生的推理能力也匕较强，在后面的练习中学生练习的效果也比较好。

评测练习的结果及分析

1、正答率0.91这个题是直接考察电压、电流、功率等基本知识掌握的还是不错的

2、正答率0.89这个题是考察变压器的能量相关的知识，学生要掌握所有电表的示数

是有效值

3、正答率0.81这个题是考察变压器的功率知识，特别是损失功率是学生的难点，

学生需要掌握损失功率对应的电压并不是副线圈两端的电压

4、正答率0.85这个题是考察正弦式交流电的有效值的公式，学生掌握的比较好

5、正答率0.69这个题是涉及变压器的动态分析问题，学生普遍感觉比较难，尤其

是对电压、电流、功率等的制约关系掌握的不是很好

6、正答率0.58这个题主要是涉及到原线圈的电路中有用电器，学生对电压、电流的

制约关系就更难理解了。

7、正答率0.83这个题主要是考察电压式互感器和电流式互感器的工作原理，学生只

要抓住了这两种互感器的特点，还是比较容易区别的

8、正答率0.76对于这个题学生主要是掌握保险丝的熔断值是有效值

我认为这份评测练习达到的效果还是很好的。1、知识涵盖面比较全，基本上把这节课

的知识点、重难点能加以训练。如对变压器基本原理的知识训练的还是比较充分，2、难易

适中能充分体现出学生的掌握程度。对基础的知识掌握的还可以，对目标达成度低的知

识在后面的练习中要进行强化理解和训练。

总的来说，这份训练还是比较成功的。I-------^11-----1

《变压器》是高中新遽程实验教材教人教材版分（选析修3-2）第五LYJ）上ILJ

章第四节的内容，具有承前启后的作用一一既是对电磁感应的深入研究和具体应用，也是后

面第五节远距离输电的基础。

变压器是交变电路中常见的一种电器设备，也是远距离输送交流电不可缺少的装置.对

于变压器的工作原理，要让学生在电磁感应理论的基础上理解什么是互感现象？为什么原、

副线圈之间没有载流导线的连接,副线圈中还可以输出电流？因此，在讲解变压器的原理时,

要积极引导学生从电磁感应的角度说明：原线圈上加交流电压产生交流电流，铁芯中产生变

化的磁通量，副线圈中产生交变电动势。要让学生明白，互感现象是变压器工作的基础.要

让学生在学习电磁感应的基础.上理解互感现象.这里的关键是明白原线圈和副线圈有共同的

铁芯，穿过它们的磁通景和磁通量变化时刻都是相同的.因而，其中的感应电动势之比只与

匝数有关.这样，原副线圈的匝数不同，就可以改变电压了.副线圈相当于交流电源对外界负

载供电。

要使学生明白，理想变压器是忽略了变压器中的能量损耗，它的输出功率与输入功率相

等，这样才得出原、副线圈的电压、电流与匝数的关系.在解决有两人副线圈的变压器的问

题时，不做统一的要求，不必急于去分析这类问题，对学有余力的学生，可引导他们进行分

析讨论.

变压器在生产和生活中有十分广泛的应用.课本中介绍了一些，教学中可根据实际情况

向学生进行介绍，或看挂图、照片、实物或参观，以开阔学生眼界，增加实际知识.

学生评测练习

1.理想变压器的原、副线圈匝数比m：n2=10：1,原线圈两端接通交流电源，则（）

A.原、副线圈中电流频率之比f】：f2=10：1

B.原、副线圈两端电压之比为5：U2=10：1

C.原、副线圈内交变电流之比h:12=1：10

D.变压器输入和输出功率之比B：P2=10：1

2.如图1所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20：1,原线圈接正弦交流电源，副

线圈接入“220V,60W”灯泡一只，且灯泡正常发光，则（）

A.电流表的示数为嬴AB.电源输出功率为1200W

C.电流表的示数为氤AD.原线圈端电压为11V

3.某发电站采用高压输电向外输送电能.若输送的总功率为P。，输电电压为U,输电导

线的总电阻为R.则下列说法正确的是()

A.输电线上的电流I=：B.输电线上的电流1=导

C.输电线上损失的功率P=€)2RD.输电线上损失的功率P=[

4、(2011•广东・19)图3(a)左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55Q,

区、为理想电流表和理想电压表，若原线圈接入如图3(b)所示的正弦交变电压，电压表的

示数为110V,下列表述正确的是()

A.电流表的示数为2AB.原、副线圈匝数比为1：2

C.电压表的示数为电压的有效值D.原线圈中交变电压的频率为100Hz

5.如图2所示，理想变压器为副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡3和L,输电

线等效电阻为R.开始时，开关

S断开.当S接通以下说

法中正确的是()

A.副线圈两N的输出

电压减小

B.副线圈输电线等效电阻R上的电压增大

C.通过灯泡L的电流减小

D.原线圈中的电流增大

6.如下图，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为〃，变压器为理想变压器，现

A.1:22〃B.1:24〃

C.2:14〃D.2:12〃

7.如下图所示为两个互感器，在图中圆圈内a,b表示电表，已知电压比为100,电流

比为10,电压表的示数为220V,电流表的示数为10A,贝k)

A.a为电流表，。为电压表

B.a为电压表，b为电流表

C.线路输送电功率是2200W

D.线路输送电功率是2.2X10%

8.如图所示，理想变压器B的原线圈跟副线圈的匝数比nl：n2=2：1,交流电源电压

U=311sinl00ntV,F为熔断电流为10=1.0A的保险丝，负载为一可变电阻.

(1)当电阻R=100。时，保险丝能否被熔断？

(2)要使保险丝不被熔断，电阻R的阻值应不小于多少?变压器输巴的电功率不能超过多

少？

教学反思

我在设计这节课之前，已经充分了解了新课程标准和教学大纲对这节课的要求，这节课

的教材地位，及对学生所掌握知识的了解。本着“以学生为主体，教师为主导”的教学