高中物理第五章交变电流第4节变压器导学案新人教版选修.doc

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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、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？

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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.
画出变压器的结构示意图和符号，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：
由于原线圈中通的是交变电流，因而铁芯中的磁通量是变化的，这样副线圈 当中产生感应
电动势使的小灯泡亮了。变压器通过闭合铁芯，利用电磁感应现象实现了：
电能——磁场能——电能的转化
问题 2：变压器为什么能改变电压？
根据法拉第电磁感应原理感应电动势与线圈匝数成正比。 这样只要副线圈的匝数多感应电动
势就大，匝数少感应电动势就小。
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 U2 n1/ n2 U1/U2
100 300 2V
100 400 2V
300 400 4V
400 400 6V
400 100 8V
400 100 4V

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，U2>U1—— 升压变压器 （2）．当 n2 <n1 时，U2 <U1 ——降压变压器
三、巩固与练习
练习 1


U 1 = N1
U2 N2

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( C )
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: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，图中电压表 V1 的示数 12V，则电压表 V2 的示数为（ B ）
A．3V B．0
C．48V

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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的
线圈。
2．电路符号；
3．变压器的作用：

U 1 = N1
升高或降低交流电压，且 U


原,副 线圈组成。或称初级、次级

2
4．变压器的工作原理：电磁感应。
五．作业：
1． 课后练习 1，2， 3。
N2

2．从能量的角度思考原副线圈匝数与原副线圈中的输入功率与输出功率有着什么样的关
系？

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