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2019-2020年高二物理變壓器集體備課教案四 新課標 人教版 選修3-2 科目 物理 年級 高 二 班級 時間 課題 第四節(jié) 變壓器 （知識、能力、品德） 教 學 目 標 教學目的1．知道變壓器怕構(gòu)造，理解互感現(xiàn)象，理解變壓器的工作原理 2．理解理想變壓器的原、副線圈中電壓與匝數(shù)的關(guān)系，能應用它分析、解決基本問題 3．理解理想變壓器的原、副線圈中電流與匝數(shù)的關(guān)系 4．知道幾種常見的變壓器 （重點、難點） 教 材 分 析 重點：變壓器的工作原理和工作規(guī)律 難點：理解副線圈兩端電壓是與原線圈頻率相同的交變電流，推導變壓器原、副線圈電流與匝數(shù)的關(guān)系 板書 設(shè)計 示意 框圖 第四節(jié) 變壓器 1．介紹變壓器的構(gòu)造 2．變壓器的工作原理 教學操作過程設(shè)計（重點寫怎么教及學法指導，含課練、作業(yè)） 個人備課 一、引入新課 電燈、電飯鍋、洗衣機、電冰箱等用電器需要220V的電壓，隨聽只需3－6V的電壓，而彩色電視機顯像管卻需要1000V以上的高壓電，而照明電路電壓只有220V，那么如何使額定電壓不是220V的電器設(shè)備正常工作呢？ 二、新課教學 1．介紹變壓器的構(gòu)造 由一個閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈組成的。如圖1所示。 鐵芯 原線圈 副線圈 1 2 3 4 3 4 1 2 U1 U2 U2 U1 原線圈：跟電源相連，用絕緣線繞成的 副線圈：跟負載相連，用絕緣線繞成的 閉合鐵芯是由涂有絕緣漆的硅鋼薄片疊合而成。 強調(diào)：線圈必須繞在鐵芯上。 2．變壓器的工作原理 ［演示實驗］當原線圈接入交變電壓時，副線圈 兩端拉入交變電壓表會有讀數(shù)，若原線圈不接電源，副 線圈接入的交流電壓表沒有讀數(shù)。如圖2。 圖.1 U3 U1 U2 12V 提問1：原、副線圈并沒有直接連接，為什么副線圈 兩端的電壓表會有讀數(shù)？ 答：是鐵芯使原、副線圈發(fā)生了聯(lián)系，原線圈中接入 了交變電流，則副線圈中就有交變電流產(chǎn)生。 引導學生用電磁感應的知識來分析問題。 圖2 討論： （1）套在變壓器鐵芯上的兩只線圈起什么作用？ 強調(diào)：①原、副線圈之間是通過交變磁場相互聯(lián)系的 ②從能量的角度看，顯然變壓器不能產(chǎn)生電能，它只是通過交變磁場傳輸電能。 （2）根據(jù)剛才分析，原、副線圈即使不套在閉合鐵芯上，它們之間仍然存在電磁感應關(guān)系，那么為什么說鐵芯是變壓器的必要組成部分？ ［演示實驗］將一只燈泡串接的變壓器副線圈兩端，調(diào)節(jié)變壓器，使燈泡正常發(fā)光，然后拆去變壓器鐵芯的一邊，使鐵芯不閉合。立刻可看到燈泡變得很暗。 說明：沒有鐵芯但靠得很近的原、副線圈的確存在互感關(guān)系，但它傳輸電能的效率太差，因為大部分磁感線都流失在線圈外，漏失的磁感線不會在原、副線圈之間起傳輸電能作用。而鐵芯由于被磁化，絕大部分磁感線集中在鐵芯上，大大增強了變壓器傳輸電能的效率。 小結(jié)：原、副線圈有共同的鐵芯，穿過它們的磁通量和磁通量的變化時刻都相同，由于原、副線圈中有交變電流而發(fā)生了互感現(xiàn)象，使電能可以通過磁場從原線圈到達副線圈。 （3）原、副線圈之間的電壓關(guān)系 提問2：感應電動勢的大小與什么有關(guān)？ （①磁通量變化率　②線圈匝數(shù)） 由于原、副線圈中的電流共同產(chǎn)生的磁通量相同，因而這兩個線圈的每匝產(chǎn)生的感應電動勢相等。推導變壓比公式： 原、副線圈中產(chǎn)生感應電動勢大小分別為： 　　，　　 由此可得： 根據(jù)自感現(xiàn)象，原線圈中感應電動勢E1起阻礙電流變化的作用，跟加在原線圈兩端電壓U1的作用相反，且電阻很小，則有E1＝U1。副線圈相當于一個電源，感應電動勢E2相當于電源的電動勢，內(nèi)阻很小，則有E2＝U2， 故： 結(jié)論：理想變壓器（這種忽略原、副線圈的電阻和各種電磁能量損失的變壓器稱為理想變壓器）的原副、線圈的兩端電壓之比等于這兩個線圈的匝數(shù)比。從能量角度看，變壓器不能產(chǎn)生電能，它只是通過交變磁場傳輸電能。 問：變壓器能不能改變直流電壓？ 指出：（1）n2＞n1 時，U2＞U1，稱升壓變壓器 　　 （2）n2＜n1 時，U2＜U1，稱降壓變壓器 （4）變壓器原、副線圈電流與匝數(shù)的關(guān)系 大型變壓器鐵芯中漏磁可以忽略不計，電能沒有通過電磁波輻射出去，銅導線繞成的線圈電阻很小，不計導線上的熱損，即無銅損。硅鋼片極薄，且彼此絕緣，由于電感產(chǎn)生的渦流可忽略，即無鐵損。所以大型變壓器均可認為是理想變壓器，即無任何電能損失。 因此：P入＝P出，即I1U1＝I2U2，而U1/U2=n1/n2 所以： 強調(diào)指出：以上結(jié)論僅限于副線圈只有一個的情況，但無認有幾個副線圈，對理想變壓器，P入＝P出恒成立。 提問：根據(jù)以上分析，請同學想想看，原、副線圈的導線粗細為不什么不同？這樣做有什么好處？ 3．介紹幾種常見的變壓器：自耦變壓器、調(diào)壓器、互感變壓器等。 三、鞏固練習 為了安全，機床上照明電燈用的電壓是36V，這個電壓是把220V的電壓降壓后得到的，如果變壓器的原線圈是1140匝，副線圈是多少匝？用這臺變壓器給40W的電燈供電，原、副線圈中的電流各是多大？（187匝，I1＝0.182A， I2＝1.1A） 四、作業(yè)布置　 教 學 后 記