高中物理-變壓器教學(xué)設(shè)計(jì)

1、高中物理-變壓器教學(xué)設(shè)計(jì)三維教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)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(wèn)題。2、過(guò)程與方法：在探究變壓比和匝數(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(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。3、情感態(tài)度與價(jià)值觀(1)使學(xué)生體會(huì)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。教學(xué)重點(diǎn)：探究變壓比和匝數(shù)比的關(guān)系。教學(xué)難點(diǎn)：探究變壓比和匝數(shù)比的關(guān)系。教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)探究法、閱讀法、講解法。教學(xué)手段：學(xué)生電源、可拆變壓器、交流電壓表、交流電流表、燈泡。教學(xué)過(guò)程：(一)引入新課在實(shí)際應(yīng)用中，常常需要改變交流的電

2、壓。大型發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流，電壓有 幾萬(wàn)伏，而遠(yuǎn)距離輸電卻需要高達(dá)幾十萬(wàn)伏的電壓。 各種用電設(shè)備所需的電壓也 各不相同。電燈、電飯煲、洗衣機(jī)等家用電器需要 220 V的電壓，機(jī)床上的照明燈需要 36 V的安全電壓。一般半導(dǎo)體收音機(jī)的電源電壓不超過(guò) 10 V,而電視機(jī)顯像管 卻需要10000 V以上的高電壓。交流便于改變電壓，以適應(yīng)各種不同需要。變壓 器就是改變交流電壓的設(shè)備。這節(jié)課我們學(xué)習(xí)變壓器的有關(guān)知識(shí)。(二)進(jìn)行新課1、變壓器的原理思考與討論：把兩小設(shè)身導(dǎo)致相連的線圈套在冏一個(gè)胤合帙芯上.L個(gè)燒圉建川交電電源的兩 強(qiáng)，另一個(gè)殘留在劃小打范上舊541）.小封電千髓發(fā)免喝？說(shuō)由體的道理。it接電

3、路摸通電源,看看你說(shuō)/時(shí)不好.用3A1小t；泡I克京匕按上圖所示連接好電路，接通電源，觀察燈泡是否發(fā)光。問(wèn)題1：兩個(gè)線圈并沒(méi)有直接接觸，燈泡為什么亮了呢？這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么？ 答：當(dāng)一個(gè)線圈中同交變電流時(shí)，變化的電流產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)在另 一個(gè)線圈中激起感生電場(chǎng)，從而產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，燈泡中有了感應(yīng)電流，故燈泡 發(fā)光。實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，通過(guò)互感現(xiàn)象，電源的能量可以從一個(gè)線圈傳輸給另一個(gè)線圈。 變壓器就是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈構(gòu)成的。一個(gè)線圈跟電源連接，叫原線圈（初級(jí)線圈），另一個(gè)線圈跟負(fù)載連接，叫 副線圈（次級(jí)線圈）。兩個(gè)線圈都是絕緣導(dǎo)線繞制成的。鐵芯由涂有絕緣漆的硅 鋼片疊合而成。變

4、壓器的結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)，如下圖所示：原線圈|二二二二二c副線圈帙芯互感現(xiàn)象時(shí)變壓器工作的基礎(chǔ)。在原線圈上加交變電壓 U,原線圈中就有交 變電流，它在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量。 這個(gè)交變磁通量既穿過(guò)原線圈， 也穿過(guò) 副線圈，在原、副線圈中都要引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如副線圈是閉合的，在副線圈中 就產(chǎn)生交變電流，它也在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量， 在原、副線圈中同樣引起感 應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。副線圈兩端的電壓就是這樣產(chǎn)生的。 所以，兩個(gè)線圈并沒(méi)有直接接觸， 通過(guò)互感現(xiàn)象，副線圈也能夠輸出電流。問(wèn)題2:變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)有何關(guān)系呢？下面我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究。目的：探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系器材：可拆變壓器，

5、學(xué)生電源，多用電表，導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)步驟：(1)按圖示電路連接電路(2)原線圈接低壓交流電源 6V,保持原線圈匝數(shù)ni不變，分別取副線圈匝數(shù)n2= -ni, ni, 2 n i,用多用電表交流電壓檔分別測(cè)出副線圈兩端的電壓，記入表2格。(3)原線圈接低壓交流電源 6V,保持副線圈匝數(shù)n2不變，分別取原線圈匝數(shù)ni=-n2,但，2 n2,用多用電表交流電壓檔分別測(cè)出副線圈兩端的電壓，記入表2格。U= 6V實(shí)驗(yàn)次數(shù)i23456原線圈匝數(shù)ninininin2n2n2副線圈匝數(shù)n2i一ni2ni2 n ii一 n22n22 n 2副線圈輸出電壓U2結(jié)論(4)總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出結(jié)論。注意事項(xiàng)：(D連接好電路

6、后，同組同學(xué)分別獨(dú)立檢查，然后由老師確認(rèn)，電路連接無(wú)誤 才能接通電源。(2)注意人身安全。只能用低壓交流電源，電源電壓不能超過(guò)i2V(3)使用多用電表交流電壓檔測(cè)電壓時(shí)，先用最大量程測(cè)試，然后再用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量答：電壓與匝數(shù)的關(guān)系U 1n1U2n2n1n2可以電流通過(guò)變壓器線圈是會(huì)發(fā)熱，鐵芯在交變磁場(chǎng)的作用下也會(huì)發(fā)熱。所以, 變壓器工作時(shí)存在能量損失。沒(méi)有能量損失的變壓器叫做理想變壓器。U1U2只適用于理想變壓器。實(shí)際上變壓器的工作效率都很高， 在一般的計(jì)算中, 把實(shí)際變壓器視為理想變壓器。問(wèn)題3:理想變壓器原線圈的輸入功率與副線圈的輸出功率有什么關(guān)系?答：因?yàn)槔硐胱儔浩鳑](méi)有能量損失，所以

7、 P出=P入問(wèn)題4:若理想變壓器只有一個(gè)副線圈，則原副線圈中的電流I1與I2有什么關(guān)系？據(jù) P出=UI2, P入=UI1 及 PP入得：U212=U111 則：UA 上 I 2 U 1 n1上式是理想變壓器只有一個(gè)副線圈時(shí)，原副線圈中的電流比公式。如果副線圈的電壓高于原線圈的電壓， 這樣的變壓器叫升壓變壓器；如果副 線圈的電壓低于原線圈的電壓，這樣的變壓器叫降壓變壓器。升壓變壓器n2>n1,降壓變壓器n2<n10升壓變壓器，I2<I1,降壓變壓器，I2>I1。問(wèn)題5:在繞制升壓變壓器原副線圈時(shí)，副線圈導(dǎo)線應(yīng)比原線圈導(dǎo)線粗一些好，還是細(xì)一些好？降壓變壓器呢？答：因?yàn)樯龎鹤?/p>

8、壓器，I2<I1,所以副線圈導(dǎo)線可以比原線圈導(dǎo)線細(xì)一些。降壓變 壓器，I2>I1,所以副線圈導(dǎo)線要比原線圈導(dǎo)線粗一些。2、實(shí)例探究理想變壓器基本規(guī)律例1、一個(gè)正常工作的理想變壓器的原副線圈中，下列的哪個(gè)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.磁通量變化率理想變壓器的綜合應(yīng)用例2、如圖所示為一理想變壓器，K為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，U1為加在原線圈兩端的電壓，Ii為原線圈中的電流，則（）A.保持U1及P的位置不變，K由a合到b時(shí)，Ii將增大B.保持U及P的位置不變，K由b合到a時(shí)，R消耗功率減小C.保持U不變，K合在a處，使P上滑，Ii將增大

9、D.保持P的位置不變，K合在a處，若U增大，Ii將增大例3、如圖所示，接于理想變壓器的四個(gè)燈泡規(guī)格相同， 且全 部正常發(fā)光，求三個(gè)線圈的匝數(shù)比 ni ：?。?。5、鞏固練習(xí) i、理想變壓器的原線圈的匝數(shù)為 ii0匝，副線圈匝數(shù)為660匝，若原線圈接在6V的電池上，則副線圈兩端電壓 （）A.36 VB.6 V C.i VD.0 V2、當(dāng)理想變壓器副線圈空載時(shí)，副線圈的（）A.負(fù)載電阻為0B.輸出電流為0C.兩端電壓為0D.輸出功率為0 3、理想變壓器原、副線圈的電流為Ii、卷,電壓為U、L2,功率為Pi、關(guān)于它們的關(guān)系，正確的是（）A.I2由I1決定B. L2與負(fù)載有關(guān)C.Pi由P2決定D. U

10、由L2決定 4、一理想變壓器原線圈接交流、副線圈接電阻，下列哪些方法可使輸入功率增加為原來(lái)的2倍（）A.次級(jí)線圈的匝數(shù)增加為原來(lái)的2倍B.初級(jí)線圈的匝數(shù)增加為原來(lái)的2倍C.負(fù)載電阻變?yōu)樵瓉?lái)的2倍D.副線圈匝數(shù)和負(fù)載電阻均變?yōu)樵瓉?lái)的2倍5、用理想變壓器給負(fù)載 R供電，下列哪些辦法可以減小變壓器原線圈中的電流( )A.增加原線圈的匝數(shù)B.增加副線圈的匝數(shù)C.減小負(fù)載電阻R的數(shù)值 D.增加負(fù)載電阻R的數(shù)值6、在圖所示的電路中，理想變壓器的變壓比為2 ： 1,四個(gè)燈泡完全相同，若已知燈泡L3和L4恰能正常工作，那么()腎口蠡ALi和L2都能正常工作上B.Li和L2都不能正常工作C.Li和L2中只有一個(gè)能正常工作D.條件不足，無(wú)法判斷7、如圖所示，理想變壓器的原、副線圈分別接有相同的白熾5K燈，原、副線圈的匝數(shù)比為ni :n=2： 1,電源電壓為U,求B mg心燈