教案-全国-2006_高二物理变压器教案 新课标 人教版.rar

4高二物理变压器教案教学目标：知识和技能：知道变压器的构造，理解理想变压器的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它分析、解决基本问题。过程与方法：探究变压器的结构，变压原理，原副线圈的电流与匝数的关系。情感态度和价值观：查找资料了解各种变压器的应用，提高学习物理的兴趣。重点：变压器的工作原理和工作规律难点：理解副线圈两端电压是与原线圈频率相同的交变电流，推导变压器原、副线圈电流与匝数的关系新课教学1．变压器的构造由一个闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。如图1所示。铁芯原线圈副线圈12343412U1U2U2U1原线圈：跟电源相连，用绝缘线绕成的副线圈：跟负载相连，用绝缘线绕成的闭合铁芯是由涂有绝缘漆的硅钢薄片叠合而成。强调：线圈必须绕在铁芯上。2．变压器的工作原理［演示实验］当原线圈接入交变电压时，副线圈两端拉入交变电压表会有读数，若原线圈不接电源，副线圈接入的交流电压表没有读数。图.1U3U1U212V提问1：原、副线圈并没有直接连接，为什么副线圈两端的电压表会有读数？答：是铁芯使原、副线圈发生了联系，原线圈中接入了交变电流，则副线圈中就有交变电流产生。分析问题：（1）套在变压器铁芯上的两只线圈起什么作用？强调：①原、副线圈之间是通过交变磁场相互联系的②从能量的角度看，显然变压器不能产生电能，它只是通过交变磁场传输电能。（2）根据刚才分析，原、副线圈即使不套在闭合铁芯上，它们之间仍然存在电磁感应关系，那么为什么说铁芯是变压器的必要组成部分？［演示实验］将一只灯泡串接的变压器副线圈两端，调节变压器，使灯泡正常发光，然后拆去变压器铁芯的一边，使铁芯不闭合。立刻可看到灯泡变得很暗。说明：没有铁芯但靠得很近的原、副线圈的确存在互感关系，但它传输电能的效率太差，因为大部分磁感线都流失在线圈外，漏失的磁感线不会在原、副线圈之间起传输电能作用。而铁芯由于被磁化，绝大部分磁感线集中在铁芯上，大大增强了变压器传输电能的效率。小结：原、副线圈有共同的铁芯，穿过它们的磁通量和磁通量的变化时刻都相同，由于原、副线圈中有交变电流而发生了互感现象，使电能可以通过磁场从原线圈到达副线圈。（3）原、副线圈之间的电压关系提问2：感应电动势的大小与什么有关？（①磁通量变化率②线圈匝数）由于原、副线圈中的电流共同产生的磁通量相同，因而这两个线圈的每匝产生的感应电动势相等。推导变压比公式：原、副线圈中产生感应电动势大小分别为：，由此可得：根据自感现象，原线圈中感应电动势E1起阻碍电流变化的作用，跟加在原线圈两端电压U1的作用相反，且电阻很小，则有E1＝U1。副线圈相当于一个电源，感应电动势E2相当于电源的电动势，内阻很小，则有E2＝U2，故：结论：理想变压器（这种忽略原、副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器称为理想变压器）的原副、线圈的两端电压之比等于这两个线圈的匝数比。从能量角度看，变压器不能产生电能，它只是通过交变磁场传输电能。问：变压器能不能改变直流电压？指出：（1）n2＞n1时，U2＞U1，称升压变压器（2）n2＜n1时，U2＜U1，称降压变压器（4）变压器原、副线圈电流与匝数的关系大型变压器铁芯中漏磁可以忽略不计，电能没有通过电磁波辐射出去，铜导线绕成的线圈电阻很小，不计导线上的热损，即无铜损。硅钢片极薄，且彼此绝缘，由于电感产生的涡流可忽略，即无铁损。所以大型变压器均可认为是理想变压器，即无任何电能损失。因此：P入＝P出，即I1U1＝I2U2，而U1/U2=n1/n2所以：强调指出：以上结论仅限于副线圈只有一个的情况，但无认有几个副线圈，对理想变压器，P入＝P出恒成立。提问：原、副线圈的导线粗细为不什么不同？这样做有什么好处？3．介绍几种常见的变压器：自耦变压器、调压器、互感器等。教材P471.自耦变压器2.互感器电压互感器电流互感器例：为了安全，机床上照明电灯用的电压是36V，这个电压是把220V的电压降压后得到的，如果变压器的原线圈是1140匝，副线圈是多少匝？用这台变压器给40W的电灯供电，原、副线圈中的电流各是多大？[巩固练习]1.理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2＝4：1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，图中电流表A1的示数12mA，则电流表A2的示数为————（）A．3mAB．0C．48mAD．与负载R的值有关2.如图所示，理想变压器的输入端电压u=311sin100πt(V)，原副线圈的匝数之比为:n1:n2=10:1；若图中电流表读数为2A，则()A.电压表读数为220VB.电压表读数为22VC.变压器输出功率为44WD.变压器输入功率为440W3.如图所示，一理想变压器初次级线圈的匝数比为3:1，次级接三个相同的灯泡，均能正常发光，初级线圈中串有一个相同的灯泡L，则()A.灯L也能正常发光B.灯L比