【公開課】變壓器+課件高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊(cè)

3.變壓器人教版（2019）高中物理選擇性必修第二冊(cè)第三章交變電流課程標(biāo)準(zhǔn)核心素養(yǎng)1.經(jīng)歷探究變壓器原，副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系過程，提高科學(xué)探究的能力。科學(xué)探究2.從能量轉(zhuǎn)化，傳輸和守恒的角度建立建立理想變壓器模型。物理觀念科學(xué)思維3.用電磁感應(yīng)規(guī)律推導(dǎo)變壓器原，副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系?？茖W(xué)思維4.實(shí)驗(yàn)中要養(yǎng)成避免觸電和安全使用電表的習(xí)慣，養(yǎng)成尊重實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任教學(xué)目標(biāo)問題：生產(chǎn)生活中有各種變壓器，有的把低壓升為高壓，有的把高壓降為低壓。變壓器是如何改變電壓的呢？手機(jī)充電器得變壓器電視機(jī)中的變壓器一.變壓器的原理變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成。1.原線圈或初級(jí)線圈：與交流電源連接；2.副線圈或次級(jí)線圈：與負(fù)載連接；3.鐵芯：相互絕緣的硅鋼片疊成。變壓器在電路中的符號(hào)問題：兩個(gè)線圈并沒有連接，小燈泡為什么會(huì)發(fā)光？分析：原線圈中電流變化在鐵芯中產(chǎn)生變化的磁場，副線圈磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，即副線圈作電源可以對(duì)外供電。實(shí)驗(yàn)：探究變壓器原，副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系一.猜想：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，你認(rèn)為線圈兩端的電壓與線圈的匝數(shù)可能有什么關(guān)系？二.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)問題引導(dǎo)：1.原線圈兩端的電壓U1一定，要探究副線圈兩端的電壓U2與原線圈匝數(shù)n1，副線圈匝數(shù)n2的關(guān)系，采取什么方法？2.實(shí)驗(yàn)的主要步驟有哪些？控制變量法三.實(shí)驗(yàn)步驟1.保持原線圈兩端的電壓U1和原線圈匝數(shù)n1不變，改變副線圈匝數(shù)n2，研究n2與副線圈兩端的電壓U2的關(guān)系；2.保持原線圈兩端的電壓U1和副線圈匝數(shù)n2不變，改變?cè)€圈匝數(shù)n1，研究n1與副線圈兩端的電壓U2的關(guān)系；四.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：1.為了保證人生安全，只能使用低壓交流電源（人體安全電壓不高于36V），通電時(shí)不要用手觸摸裸露的導(dǎo)線，接線柱。2.為了保證多用電表安全，先用最大量程檔試探，大致確定被測(cè)電壓后再用適當(dāng)?shù)膿跷粶y(cè)量。五.數(shù)據(jù)分析：1.原線圈U1=4V,n1=100匝實(shí)驗(yàn)次數(shù)123n2匝數(shù)2008001400U2/V4.61933實(shí)驗(yàn)次數(shù)123n1匝數(shù)2008001400U2/V25.56.33.42.原線圈U1=4V,n2=400匝實(shí)際上電流流過原，副線圈會(huì)發(fā)熱，鐵芯中渦流也會(huì)發(fā)熱，磁場會(huì)漏出鐵芯，這些會(huì)導(dǎo)致變壓器工作時(shí)有能量損耗。電力設(shè)備中的巨大變壓器，在滿負(fù)荷工作時(shí)效率可以超過95％，精度要求不太高時(shí)可以忽略能量的損耗。但是由于線圈電阻很小，絕緣硅鋼片疊加的鐵芯電阻率大，閉合的鐵芯，漏出的磁場很少，因此能量損耗少。理想變壓器：沒有能量損耗的變壓器，是一個(gè)理想化的模型。變壓器忽略次要因素：①原，副線圈不計(jì)電阻（無銅損）；②無磁通量漏失（無磁漏）；③鐵芯不發(fā)熱（無鐵損）二.電壓與匝數(shù)的關(guān)系如果原線圈中電流減小，則原副線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向如圖所示，問題引導(dǎo)：1.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，寫出原，副線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式？2.分別寫出原，副線圈兩個(gè)回路的閉合電路歐姆定律？二.電壓與匝數(shù)的關(guān)系由（1）（2）（3）聯(lián)解得：U1,U2一般為有效值問題1：你能推導(dǎo)出理想變壓器原，副線圈中電流大小與它們得線圈匝數(shù)之間得關(guān)系嗎？問題2：變壓器能改變電壓，電流，原副線圈得頻率有什么關(guān)系呢？問題3：如果有兩個(gè)副線圈，原，副線圈的電壓，電流比是否滿足上面的關(guān)系？三.幾種常見的變壓器1.自耦變壓器：鐵芯上只繞一個(gè)線圈問題：滑動(dòng)觸頭p順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出電壓U2如何變化？問題1：電壓互感器可以測(cè)量高電壓，原線圈怎么連接？原，副線圈匝數(shù)滿足怎樣的關(guān)系電壓表才安全？2.電流互感器可以測(cè)量強(qiáng)電流，原線圈怎么連接？原，副線圈匝數(shù)滿足怎樣的關(guān)系電流表才安全？并聯(lián)n1>n2串聯(lián)n1<n2科學(xué)漫步：無線充電技術(shù)充電基座中變化的電流激發(fā)一個(gè)變化的磁場，電場的能量轉(zhuǎn)變成磁場的能量。變化的磁場在接收線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁場的能量就轉(zhuǎn)化成電場的能量。無線充電技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：使用方便，減少觸電危險(xiǎn)，不易磨損等；無線充電技術(shù)發(fā)展方向：增大傳輸距離，減少能量損耗等。四.理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析理想變壓器動(dòng)態(tài)分析首先認(rèn)真讀題審題，列出不變量，變化量；其次按以下思路分析：U1U2I2P2I1P1【例題1】如圖所示，R是一個(gè)光敏電阻，其阻值隨光照強(qiáng)度的增加而減小。理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，電壓表和電流表均為理想交流電表。從某時(shí)刻開始在原線圈兩端加上交變電壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為，則（）A．電壓表的示數(shù)為B．在天逐漸變黑的過程中，電流表A2的示數(shù)變小C．在天逐漸變黑的過程中，電流表A1的示數(shù)變大D．在天逐漸變黑的過程中，理想變壓器的輸入功率變大B【例題2】如圖所示是一臺(tái)家用臺(tái)燈亮度調(diào)節(jié)原理圖，自耦變壓器接入正弦交流電壓，電流表A