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文本内容:
2019-2020年高中物理
5.4变压器教案新人教版选修3-2II
一、教学目标1.知道变压器的构造,了解变压器的工作原理2.理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系,能应用它分析解决有关问题
二、教学重点探究变压比和匝数比的关系
三、教学难点探究变压比和匝数比的关系实验探究法、阅读法、讲解法
四、教学方法:引导教学法
五、教学工具学生电源、可拆变压器、交流电压表、交流电流表、灯泡
六、教学用时2课时
七、教学过程
(一)引入新课师在实际应用中,常常需要改变交流的电压.大型发电机发出的交流,电压有几万伏,而远距离输电却需要高达几十万伏的电压各种用电设备所需的电压也各不相同电灯、电饭煲、洗衣机等家用电器需要220V的电压,机床上的照明灯需要36V的安全电压一般半导体收音机的电源电压不超过10V,而电视机显像管却需要10000V以上的高电压交流便于改变电压,以适应各种不同需要变压器就是改变交流电压的设备这节课我们学习变压器的有关知识[板书课题]变压器
(二)进行新课1.变压器的原理思考与讨论师按上图所示连接好电路,接通电源,观察灯泡是否发光生灯泡亮了师两个线圈并没有直接接触,灯泡为什么亮了呢?这个实验说明了什么?生1当一个线圈中同交变电流时,变化的电流产生变化的磁场,变化的磁场在另一个线圈中激起感生电场,从而产生感生电动势,灯泡中有了感应电流,故灯泡发光生2实验说明,通过互感现象,电源的能量可以从一个线圈传输给另一个线圈师变压器就是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈构成的一个线圈跟电源连接,叫原线圈(初级线圈),另一个线圈跟负载连接,叫副线圈(次级线圈)两个线圈都是绝缘导线绕制成的铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成师画出变压器的结构示意图和符号,如下图所示互感现象时变压器工作的基础在原线圈上加交变电压U1,原线圈中就有交变电流,它在铁芯中产生交变的磁通量这个交变磁通量既穿过原线圈,也穿过副线圈,在原、副线圈中都要引起感应电动势如副线圈是闭合的,在副线圈中就产生交变电流,它也在铁芯中产生交变的磁通量,在原、副线圈中同样引起感应电动势副线圈两端的电压就是这样产生的所以,两个线圈并没有直接接触,通过互感现象,副线圈也能够输出电流师在输入电压一定时,原线圈、副线圈取不同的匝数,副线圈输出的电压也不一样,变压器由此得名那么,变压器线圈两端的电压与匝数有何关系呢?下面我们通过实验来探究实验目的探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系器材可拆变压器,学生电源,多用电表,导线若干实验步骤
(1)按图示电路连接电路
(2)原线圈接低压交流电源6V,保持原线圈匝数n1不变,分别取副线圈匝数n2=n1,n1,2n1,用多用电表交流电压档分别测出副线圈两端的电压,记入表格
(3)原线圈接低压交流电源6V,保持副线圈匝数n2不变,分别取原线圈匝数n1=n2,n2,2n2,用多用电表交流电压档分别测出副线圈两端的电压,记入表格U1=6V实验次数123456原线圈匝数n1n1n1n1n2n2n2副线圈匝数n2n1n12n1n2n22n2副线圈输出电压U2结论
(4)总结实验现象,得出结论注意事项
(1)连接好电路后,同组同学分别独立检查,然后由老师确认,电路连接无误才能接通电源
(2)注意人身安全只能用低压交流电源,电源电压不能超过12V
(3)使用多用电表交流电压档测电压时,先用最大量程测试,然后再用适当的挡位进行测量2.电压与匝数的关系师从实验中可以发现什么规律?生原、副线圈两端的电压之比等于两个线圈的匝数之比师写出数学表达式生师电流通过变压器线圈是会发热,铁芯在交变磁场的作用下也会发热所以,变压器工作时存在能量损失没有能量损失的变压器叫做理想变压器,只适用于理想变压器实际上变压器的工作效率都很高,在一般的计算中,可以把实际变压器视为理想变压器师理想变压器原线圈的输入功率与副线圈的输出功率有什么关系?生因为理想变压器没有能量损失,所以P出=P入师若理想变压器只有一个副线圈,则原副线圈中的电流I1与I2有什么关系?生据P出=U2I2,P入=U1I1及P出=P入得U2I2=U1I1则师上式是理想变压器只有一个副线圈时,原副线圈中的电流比公式如果副线圈的电压高于原线圈的电压,这样的变压器叫升压变压器;如果副线圈的电压低于原线圈的电压,这样的变压器叫降压变压器那么两种变压器的匝数关系如何?生升压变压器,n2>n1,降压变压器,n2<n1师两种变压器原副线圈电流的大小关系如何?生升压变压器,I2I1,降压变压器,I2I1师在绕制升压变压器原副线圈时,副线圈导线应比原线圈导线粗一些好,还是细一些好?降压变压器呢?生因为升压变压器,I2I1,所以副线圈导线可以比原线圈导线细一些降压变压器,I2I1,所以副线圈导线要比原线圈导线粗一些师课后请大家阅读教材47页“科学漫步”,了解互感器的工作原理和应用
(三)课堂总结、点评本节课主要学习了以下内容1.变压器主要由铁芯和线圈组成2.变压器可改变交变电的电压和电流,利用了原副线圈的互感现象3.理想变压器没有能量损失的变压器,是理想化模型有P输出=P输入
八、课后作业书后
1、2
九、教学反思。