山東省青島國開中學(xué)人教版高中物理選修3-2學(xué)案54變壓器

第五章交變電流5．4變壓器序號：制作：王俊顯時間：學(xué)習(xí)札記提出問題學(xué)生思考。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣實驗演示理論分析合理猜想與推理，感悟科學(xué)的研究方法。養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣利用法拉第電磁感應(yīng)定律啟發(fā)分析變壓器的工作原理讓學(xué)生親歷知識的探究過程通過數(shù)據(jù)總結(jié)變壓器的變壓規(guī)律師生合作共同探究推理理想變壓器的特點理論推導(dǎo)理想變壓器的規(guī)律通過問題設(shè)計更詳細的理解變壓器的特點讓學(xué)生經(jīng)討論體驗收獲和感悟，對學(xué)生的展示進行評價鞏固提高鞏固所學(xué)知識，體驗學(xué)習(xí)的成就感通過變壓器進一步理解交流的有效值總結(jié)歸納本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容、構(gòu)建本節(jié)的知識體系。學(xué)習(xí)目標(biāo)1、通過可拆變壓器認識變壓器的構(gòu)造。2、通過演示實驗和分組討論理解變壓器的工作原理。3、探究變壓器的匝數(shù)與線圈兩端的電壓的關(guān)系并能用它解決基本問題。4、能運用功率關(guān)系推導(dǎo)電流與匝數(shù)關(guān)系。重點難點探究變壓比和匝數(shù)比的關(guān)系。教學(xué)過程活動一、引入新課大型發(fā)電機發(fā)出的交流：電壓有幾萬伏，而遠距離輸電卻需要高達幾十萬伏的電壓。各種用電設(shè)備所需的電壓也各不相同：電燈、電飯煲、洗衣機等家用電器需要220V的電壓，機床上的照明燈需要36V的安全電壓。一般半導(dǎo)體收音機的電源電壓不超過10V，而電視機顯像管卻需要10000V以上的高電壓。問題：如何實現(xiàn)變壓呢？（1）猜想：燈泡會發(fā)光嗎？能否使它變得更亮呢？演示實驗（2）思考：如果把線圈接到直流電源的兩端，燈泡會發(fā)光嗎？活動二、變壓器的構(gòu)造和工作原理閱讀課本P41第一、二、三自然段，完成以下問題：1、在畫出的變壓器示意圖上標(biāo)出：原線圈、副線圈、鐵芯問題：⑴什么是原線圈（即原線圈是如何確立的）？⑵什么是副線圈？⑶鐵芯的作用又是什么？變壓器示意圖2、畫出變壓器的電路符號：問題：⑴鐵芯與線圈互相絕緣，變壓器副線圈和原線圈電路是否相通？⑵若副線圈閉合：在給原線圈接交變電壓U1后，副線圈作為新的電源，其電壓U2是怎樣產(chǎn)生的？（3）從能量轉(zhuǎn)化角度看，變壓器是怎樣轉(zhuǎn)化和傳輸能量的？活動三、實驗探究：探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系（1）學(xué)生猜想：副線圈輸出電壓和和原線圈的輸入電壓有什么關(guān)系呢？引導(dǎo)學(xué)生類比牛頓第二定律實驗方法，得到實驗方案——控制變量法。V1VV1V2（a）n1,n2一定，U1對U2的影響（b）U1,n1一定，n2對U2的影響（c）U1,,n2一定，n1對U2的影響學(xué)生分組，通過討論交流得出實驗電路圖，得到實驗方案，設(shè)計表格以便記錄數(shù)據(jù)，在學(xué)生實驗過程中注意事項：(1)為了人身安全，變壓器要用低壓電源，電壓不能超過12V，實驗過程中不要用手碰到裸導(dǎo)線以及接線柱。(2)為了電壓表的安全，測量過程先使用大量程，再逐步減小量程直至合適的量程。進行數(shù)據(jù)分析總結(jié)規(guī)律：公式：活動四、理想變壓器問題1：為什么上述實驗的數(shù)據(jù)存在一定誤差?變壓器工作時有哪些途徑會損失能量?問題2：為什么鐵芯是閉合的?在變壓器通過交變磁場傳輸電能的過程中，閉合鐵芯起什么作用?總結(jié)：理想變壓器：沒有能量損失的變壓器（1）磁感線全部集中在鐵芯（無______）（2）線圈導(dǎo)線無電阻（無______）（3）鐵芯不產(chǎn)生渦流（無______）活動五、理論推到變壓器的規(guī)律（1）原副線圈的單匝電動勢存在什么關(guān)系？表達式（2）電壓：原線圈電動勢U1=E1=_____;副線圈電動勢U2=E2=______結(jié)論：原、副線圈兩端電壓之比等于____________________。即問題1：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？問題2：原副線圈中的電流I1與I2有什么關(guān)系？結(jié)論：原、副線圈的電流之比等于____________________。即問題3：在繞制升壓變壓器原副線圈時，副線圈導(dǎo)線應(yīng)比原線圈導(dǎo)線粗一些好，還是細一些好？降壓變壓器呢？問題4：U1和U2大小可能不同，要使電壓經(jīng)過變壓器后升高，副線圈的匝數(shù)比原線圈的匝數(shù)多還是少？若要使電壓降低呢？結(jié)論：若n1n2，則U1U2為降壓變壓器若n1n2，則U1U2為升壓變壓器問題5：原副線圈、副線圈電流的周期和頻率有什么關(guān)系？結(jié)論：。例1、一臺理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為4∶1,若原線圈加上u=1414sin100πt（V）的交流電，則用交流電壓表測得副線圈兩端的電壓是()A、250VB、353.5VC、499.8VD、200V活動六、互感器問題：1.使用兩種互感器時，各自的初級線圈如何連接？2.各自的用途？3.分別是升壓變壓器，還是降壓變壓器？活動七、隨堂作業(yè)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6V的電池上，則副線圈兩端電壓（）A.36V B.6VC.1V D.0V3、如圖所示為一理想變壓器，K為單刀雙擲開關(guān)，P為滑動變阻器的滑動觸頭，U1為加在原線圈兩端的電壓，I1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，I1將增大B保持U1及P的位置不變，K由b合到a時，R消耗功率減小C．保持U1不變，K合在a處，使P上滑，I1將增大D．保持P的位置不變，K合在a處，若U1增大，I1將增大4、如圖中所示，理想變壓器B的原線圈跟副線圈的匝數(shù)比n1∶