變壓器教學(xué)設(shè)計高二上學(xué)期物理人教版選修32

高二物理選修32第五章交變電流第四節(jié)變壓器教學(xué)目標：1.知道變壓器的構(gòu)造及幾種常見的變壓器，理解變壓器的工作原理。2.通過實驗，探究理想變壓器的原、副線圈中的電壓與匝數(shù)的關(guān)系，電流與匝數(shù)的關(guān)系。了解理想化模型在物理學(xué)研究中的重要性。3.了解變壓器在生活中的應(yīng)用。教學(xué)重點：變壓器工作原理及工作規(guī)律。教學(xué)難點：理解副線圈兩端的電壓為交變電壓。推導(dǎo)變壓器原副線圈電流與匝數(shù)關(guān)系。掌握公式中各物理量所表示對象的含義。教學(xué)過程：一、導(dǎo)入新課、板書課題回顧：電感特點、感抗影響因素、電容熱點、容抗影響因素。導(dǎo)入：生活中，我們用的是220V交流電，在進入家庭用戶前需要先經(jīng)過各種各樣的變壓器，這些變壓器是如何工作的呢？二、出示目標、明確任務(wù)1.熟記變壓器的構(gòu)造及幾種常見的變壓器，理解變壓器的工作原理。2.掌握理想變壓器的原、副線圈中的電壓與匝數(shù)的關(guān)系，電流與匝數(shù)的關(guān)系。掌握變壓器在生活中的應(yīng)用。三、學(xué)生自學(xué)、獨立思考閱讀課本4042頁內(nèi)容，找到書中的知識點、重點、困惑點四、自學(xué)指導(dǎo)、緊扣教材1.閱讀課本4042頁變壓器原理部分①嘗試解釋思考與討論中的現(xiàn)象②通過閱讀41頁第一段，找到變壓器的構(gòu)造，能夠分清哪個是原線圈哪個是副線圈。③閱讀第二段，找到變壓器工作的基礎(chǔ)是什么？名字由哪里得出？④閱讀4142頁實驗部分，體會探究電壓與匝數(shù)的關(guān)系的過程。2.閱讀課本42頁電壓與匝數(shù)的關(guān)系部分通過閱讀課本第13段，找到變壓器中電壓與匝數(shù)的關(guān)系式，找到為什么變壓器是一個理想化模型。同時根據(jù)之前的知識和段落邊綠框，找到變壓器效率的計算方法，知道變壓器的分類以及生活中的用電電壓。五、自學(xué)展示、精講點撥1.①小燈泡會發(fā)光，變化的電流通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電流（互感），小燈泡中有電流通過。②變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈組成的。一個線圈與交流電源連接，叫做原線圈，也叫初級線圈；另一個線圈與負載連接，叫做副線圈，也叫次級線圈。③互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)。電流通過原線圈時在鐵芯中激發(fā)磁場，由于電流的大小、方向在不斷變化，鐵芯中的磁場也在不斷變化。變化的磁場在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，所以盡管兩個線圈之間沒有導(dǎo)線相連，副線圈也能夠輸出電流。在輸入電壓一定時，原線圈、副線圈取不同的匝數(shù)，副線圈輸出的電壓也不一樣，變壓器由此得名。2.，電流通過變壓器線圈時會發(fā)熱；鐵芯在交變磁場的作用下也會發(fā)熱。所以，變壓器工作時有能量損失。沒有能量損失的變壓器叫做理想變壓器。變壓器的輸出功率與輸入功率之比，叫做變壓器的效率。如果副線圈的電壓比原線圈的電壓低，這樣的變壓器叫做降壓變壓器，反之則叫升壓變壓器。家電220V機床照明燈36或24V半導(dǎo)體收音機不超過10V電視機顯像管10kV精講理想變壓器的構(gòu)造、作用、原理及特征構(gòu)造：兩組線圈（原、副線圈）繞在同一個閉合鐵芯上構(gòu)成變壓器。作用：在輸送電能的過程中改變電壓。原理：其工作原理是利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。特征：正因為是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象來工作的，所以變壓器只能在輸送交變電流的電能過程中改變交變電壓。2．理想變壓器的理想化條件及其規(guī)律在理想變壓器的原線圈兩端加交變電壓U1后，由于電磁感應(yīng)的原因，原、副線圈中都將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：，。忽略原、副線圈內(nèi)阻，有，。另外，考慮到鐵心的導(dǎo)磁作用而且忽略漏磁，即認為在任意時刻穿過原、副線圈的磁感線條數(shù)都相等，于是又有。由此便可得理想變壓器的電壓變化規(guī)律為。在此基礎(chǔ)上再忽略變壓器自身的能量損失（一般包括線圈內(nèi)能量損失和鐵芯內(nèi)能量損失這兩部分，分別俗稱為“銅損”和“鐵損”），有而，而，。于是又得理想變壓器的電流變化規(guī)律為 。由此可見：（1）理想變壓器的理想化條件一般指的是：忽略原、副線圈內(nèi)阻上的分壓，忽略原、副線圈磁通量的差別，忽略變壓器自身的能量損耗（2）理想變壓器的規(guī)律實質(zhì)上就是法拉第電磁感應(yīng)定律和能的轉(zhuǎn)化與守恒定律在上述理想條件下的新的表現(xiàn)形式。這里要求熟記理想變壓器的兩個基本公式是：①，即對同一變壓器的任意兩個線圈，都有電壓和匝數(shù)成正比。②，即無論有幾個副線圈在工作，變壓器的輸入功率總等于所有輸出功率之和。需要特別引起注意的是：①只有當變壓器只有一個副線圈工作時，才有：②變壓器的輸入功率由輸出功率決定，往往用到：，即在輸入電壓確定以后，輸入功率和原線圈電壓與副線圈匝數(shù)的平方成正比，與原線圈匝數(shù)的平方成反比，與副線圈電路的電阻值成反比。式中的R表示負載電阻的阻值，而不是“負載”?！柏撦d”表示副線圈所接的用電器的實際功率。實際上，