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5.4變壓器 教案

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1、 課時10 時間2010年3月24日 備課人:賈學(xué)永 課題 §5.4變壓器 課型 新授課 課時 1 教 學(xué) 目 的 (一)知識與技能 1.知道變壓器的構(gòu)造,了解變壓器的工作原理。 2.理解理想變壓器原、副線圈中電壓與匝數(shù)的關(guān)系,能應(yīng)用它分析解決有關(guān)問題。 3.理解變壓器的電流關(guān)系和功率關(guān)系 4.了解常見的互感器 (二)過程與方法 在分析變壓比和匝數(shù)比的關(guān)系中培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理理想化模型分析問題、解決問題的能力。 (三)情感、態(tài)度與價值觀 1.使學(xué)生體會到能量守恒定律是普遍適用的。 2.培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。 重 難 點(diǎn) 教學(xué)重

2、點(diǎn) 1.理想變壓器原副線圈中電壓與匝數(shù)的關(guān)系、電流與匝數(shù)之間的關(guān)系。 2.理想變壓器中輸出功率和輸入功率之間的關(guān)系。 ★教學(xué)難點(diǎn) 理解變壓器電壓關(guān)系、功率關(guān)系及電流關(guān)系之間的內(nèi)在聯(lián)系。 教學(xué)方法 理論分析、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、得出結(jié)論。 教 學(xué) 過 程 教 學(xué) 過 程 教 學(xué) 過 程 教師活動 學(xué)生活動 一、創(chuàng)設(shè)情境,導(dǎo)入新課 在實(shí)際應(yīng)用中,常常需要改變交流的電壓.大型發(fā)電機(jī)發(fā)出的交

3、流,電壓有幾萬伏,而遠(yuǎn)距離輸電卻需要高達(dá)幾十萬伏的電壓。各種用電設(shè)備所需的電壓也各不相同。 用電器 額定工作電壓 用電器 額定工作電壓 隨身聽 3V 機(jī)床上的照明燈 36V 掃描儀 12V 防身器 3000V 手機(jī)充電器 4.2V 4.4V5.3V 黑白電視機(jī)顯像管 幾萬伏 錄音機(jī) 6V 9V 12V 彩色電視機(jī)顯像管 十幾萬伏 我們發(fā)現(xiàn)不同的用電器所需的額定電壓是不同的,但是我國民用供電電壓均為220V,怎樣才能讓這些工作電壓不同的用電器正常工作呢? 二、自主、合作、探究 思考與討論:右圖中為了使小燈泡發(fā)光,對于左側(cè)的電源有什么要求?并說明原因。

4、(提示:恒定電流、交變電流) 結(jié)論:變壓器要正常工作,其電源必須是 ,變壓器的原理是 。 變壓器的原理 閱讀課本40頁第一段,根據(jù)右圖簡要說明變壓器的構(gòu)造。(組成及各部分名稱) 思考與討論 1、當(dāng)變壓器原線圈接交流電時,原線圈中的電流發(fā)生變化,從而在鐵芯里產(chǎn)生了磁場,這個磁場是怎么變化的? 2、副線圈里的磁場是怎樣變化的?副線圈中是否會存在感應(yīng)電流?原因是什么? 要點(diǎn)提示:原副線圈里面的電壓具有相同的周期、頻率,二者都為正余弦交流電。(為什么) 探究:在輸入電壓一定時,原線圈、副

5、線圈取不同的匝數(shù),副線圈輸出的電壓也不一樣,變壓器由此得名。那么,變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)有何關(guān)系呢? 設(shè):原線圈的匝數(shù)為n1,副線圈的匝數(shù)為n2,穿過原、副線圈的磁通量的變化率均為△Φ/△t(因?yàn)樵谕粋€鐵芯上,所以兩個線圈的磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率均相同) 則原線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為: E1= 副線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為:E2= 二者的比值為: E1/E2 = 重點(diǎn)依據(jù):不考慮原副線圈的內(nèi)阻的情況下,原、副線圈中的電動勢和線圈兩端的電壓相等。 所以U1=E1 U

6、2=E2 結(jié)論:U1/U2= E1/E2= ,理想變壓器原副線圈的端電壓之比等于這兩個線圈的匝數(shù)比,輸入電壓決定著輸出電壓。 應(yīng)用:家庭用電為220v的交變電流,為了得到高于220v的電壓,對于匝數(shù)有什么要求?這類變壓器成為升壓變壓器;為了得到低于220v的電壓,對于匝數(shù)有什么要求?這類變壓器成為 。 鞏固練習(xí)1.理想變壓器的原線圈的匝數(shù)為110匝,副線圈匝數(shù)為660匝,若原線圈接在6 V的電池上,則副線圈兩端電壓為 ( ) A.36 V B.6 V C.1 V D.0 V 2。上題中若原線圈接在220si

7、n100t(v)的電源上則副線圈的電壓為( )副線圈磁通量變化率的最大值為( ) 探究:理想變壓器的輸出電流和輸入電流之間的關(guān)系 1、從能量轉(zhuǎn)化和守恒的角度來分析變壓器里面的能量轉(zhuǎn)化情況。 變壓器輸入的是 ,經(jīng)過原線圈轉(zhuǎn)化為 ,通過鐵芯傳遞到副線圈,經(jīng)過副線圈轉(zhuǎn)化為 。 2、對于理想變壓器來說是沒有能量損失的,所以理想變壓器輸入的能量等于輸出的能量,也就是理想變壓器的輸出功率等于輸入功率。(輸出功率決定輸入功率) 3、理想變壓器原副線圈的電流關(guān)系是怎樣的?(提示:P=UI) 結(jié)論:理想變壓器的原副

8、線圈的電流之比為 。 鞏固練習(xí): 1、一個理想變壓器,正常工作時,在原、副線圈上,下列物理量中一定相等的是( ) A、交流的頻率 B、電流的有效值 C、電功率 D、磁通量的變化率 2、理想變壓器在使用中,下列說法中正確的是( ) A、原線圈中輸入的電流,隨著副線圈中的輸出電流的增大而增大 B、原線圈中輸入的電壓,隨著副線圈中的輸出電流的增大而增大 C、當(dāng)副線圈空載(斷路)時,原線圈中無電流 D、當(dāng)副線

9、圈空載(斷路)時,原線圈上的電壓為零 變壓器的應(yīng)用(互感器): 應(yīng)用:用于將高電壓變成低電壓,或?qū)⒋箅娏髯兂尚‰娏鞯淖儔浩?。這樣可以測量高電壓和大電流了。 a、電壓互感器 要求:原線圈并聯(lián)進(jìn)電路,副線圈接交流電壓表,原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù)。 b、電流互感器 要求:原線圈串聯(lián)進(jìn)電路,副線圈接交流電流表,原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)。 思考:下圖中哪個是電流互感器?哪個是電壓互感器?并說明理由。 鞏固練習(xí):如圖所示為兩個互感器,在圖中圓圈內(nèi)a、b表示電表,已知電壓比為100,電流比為10,電壓表的示數(shù)為220V,電流表的示數(shù)為10A,則( ) A、a為

10、電流表,b為電壓表 B、a為電壓表,b為電流表 C、線路輸送電功率是2200W D、線路輸送電功率是2.2×106W 本節(jié)小結(jié): 一、變壓器的工作原理: 1、工作基礎(chǔ):互感現(xiàn)象 2、能量轉(zhuǎn)化:電能→磁場能→電能 3、理想變壓器 不計能量損失 P入=P出 二、理想變壓器的變壓規(guī)律 U1/U2=n1/n2 輸入電壓決定輸出電壓 三、理想變壓器的功率關(guān)系: P入=P出 輸出功率決定輸入功率 電流關(guān)系: I1/I2=n2/n1 I1n1=I2n2 展示不同電器,提出問題,讓學(xué)生

11、思考(2分鐘) 討論使小燈泡對于左側(cè)的電源有什么要求?(3分鐘) 學(xué)生閱讀課本復(fù)述變壓器的構(gòu)造。(4分鐘) 小組之間討論下列兩個問題(6分鐘) 結(jié)合前面的電磁感應(yīng)定律思考回答下列問題,(5分鐘) 完成左側(cè)的鞏固練習(xí)(4分鐘) 小組之間討論理想變壓器的能量轉(zhuǎn)化情況(5分鐘) 結(jié)合功率的基本知識完成電流的關(guān)系(3分鐘)

12、 獨(dú)立完成左側(cè)的鞏固練習(xí)(4分鐘) 了解互感器的原理和應(yīng)用(2分鐘) 并思考左側(cè)問題(3分鐘) 完成鞏固練習(xí)(2分鐘) 總結(jié)本節(jié)知識要點(diǎn)(2分鐘) 備注 課下練習(xí) 1、一個正常工作的理想變壓器的原副線圈中,下列的哪個物理量不一定相等 ( ) A.交流的頻率 B.電流的有效值 C.電功率 D.磁通量變化率 2、理想變壓器的原線圈的匝數(shù)為110匝,副線圈匝數(shù)為660匝,若原線圈接在6 V的電池上,則副線圈兩端電壓為(

13、 ) A.36 V B.6 V C.1 V D.0 V 3.理想變壓器原、副線圈的電流為I1、I2,電壓為U1、U2,功率為P1、P2,關(guān)于它們的關(guān)系,正確的是 ( ) A.I2由I1決定 B.U2與負(fù)載有關(guān) C.P1由P2決定 D.U1由U2決定 4.一臺理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為22∶1,當(dāng)原線圈兩端輸入u1=220sin314t V的交變電壓時,下列說法正確的是 ( ) A.副線圈兩端電壓為12 V B.副線圈接一10 Ω電阻時,原線圈中的電流為1 A

14、C.副線圈接一10 Ω電阻時,原線圈中輸入功率為10 W D.變壓器鐵芯中磁通量變化率的最大值是220 V 5、一臺理想變壓器原線圈為1320匝, 副線圈為60匝, 在副線圈上接上一個10Ω的電阻, 通過它的電流強(qiáng)度為1A, 則原線圈的電壓為________V, 輸入功率是________W, 在其他條件不變時, 若將副線圈匝數(shù)加倍, 則原線圈中電流將變?yōu)開________A. 6、理想變壓器有兩組副線圈,原線圈匝數(shù)n1=880匝,接到220V的交流電源上,現(xiàn)要使副線圈n2輸出電壓U2=5V,則n2= 匝,要使n3輸出電壓U3=250V,則應(yīng)使n3= 匝,當(dāng)副線圈n2、n3接上負(fù)載后的電流強(qiáng)度分別為I2=2A、I3=0.4A,則原線圈中的電流強(qiáng)度為I1= A. 7、如圖所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為N1:N2=2:1,原線圈接220 V交流電源,副線圈接額定功率為 20 W的燈泡 L,燈泡正常發(fā)光.當(dāng)電源電壓降為180 V時,求: (1)燈泡實(shí)際消耗的功率? (2)此時燈泡中的電流是多少?

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