选择性必修 第二册变压器第1课时教案设计

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题课
第三章交变电流第二节 变压器 第1课时
课型
新
课时
共2课时
教
学
目
标
1.知道变压器的构造及理解变压器的工作原理、变压器的匝数与线圈两端的电压的关系，会推导变压器的匝数与线圈电流的关系，会用能量的观点理解变压器的工作原理。
2.经历探究过程，知道理想变压器模型是忽略能量损失的理想化模型，体会建模思维方法。
3.在实验中避免触电和安全使用电表，潜移默化严谨的科学态度。
学习重点
理想变压器模型及变压规律
学习难点
变压规律
教 学 过 程
教学环节（含备注）
教 学 内 容
引入新课
进行新课
讲

练与议
课堂总结
课后作业：
（一）引入新课
显示生活中输电过程，电压必须进行调整的实例，思考如何实现变压？原理是什么？
（二）进行新课
1、变压器构造及示意图，展示教学用可拆变压器。
2
.观察实验，分析实验数据
得出结论：电压与匝数的关系
3.理论分析与推导
（1）工作原理
原线圈上加交变电压时铁芯中产生交变磁场，即在副线圈中产生交变磁通量，从而在副线圈中产生交变电动势；当副线圈接负载时，副线圈相当于交流电源向外界负载供电。从能量转化角度看，变压器是把电能转化为磁场能，再将磁场能转化为电能的装置，一般地说，经过转化后电压、电流均发生了变化。
（2）电动势关系
由于互感现象，没有漏磁，原、副线圈中每一匝线圈都具有相同的eq \f(ΔΦ,Δt)，根据法拉第电磁感应定律有E1＝n1eq \f(ΔΦ,Δt)，E2＝n2eq \f(ΔΦ,Δt)，所以eq \f(E1,E2)＝eq \f(n1,n2)
（3）电压关系
由于不计原、副线圈的电阻，因此原线圈两端的电压U1＝E1，副线圈两端的电压U2＝E2 所以eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)
（4）功率关系
对于理想变压器，不考虑能量损失，P入＝P出。
(5)电流关系
由功率关系，当只有一个副线圈时，由U1I1＝U2I2，得eq \f(I1,I2)＝eq \f(U2,U1)，由eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)，得：eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1)
(6) 多个副线圈时
若有多个副线圈时，有P1＝P2＋P3＋…，即U1I1＝U2I2＋U3I3＋…
将U1︰U2︰U3︰…＝n1︰n2︰n3︰…代入得
n1I1＝n2I2＋n3I3＋…
[特别提醒](1)变压器的电动势关系、电压关系和电流关系是有效值(或最大值)间的关系，对于某时刻的瞬时值其关系不成立。
(2)变压器高压圈匝数多而导线细，低压圈匝数少而导线粗，这是区别高、低压线圈的方法。
4.小实验与课后练习1讨论：
〔即时讨论1〕
如图所示，把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到交流端，另一个线圈连到小灯泡上。
请同学们观察实验并思考：两个线圈没有直接连接，为什么灯泡却亮了？如果将学生电源打到适当的恒定电压挡上，灯泡还亮吗？
解析：①当一个线圈中接上交变电流时，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场通过闭合的铁芯的导磁作用，进入另一个线圈中，产生感应电动势，灯泡中有了感应电流，故灯泡发光。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。
②虽然学生电源的电压并不等于灯泡的额定电压，但是灯泡可以正常发光，这说明，通过中间这个装置——变压器，使加在灯泡上的电压等于灯泡的额定电压。说明，变压器可以改变交变电流的电压。
③如果将图中的学生电源打到适当的直流电压挡上，灯泡就不亮了。
（三）课堂讲练
课堂练习1：教材本节课后练习2
课堂练习2：练习3
课堂练习3：
理想变压器的原线圈的匝数为110匝，副线圈匝数为660匝，若原线圈接在6 V的交流电源上，则副线圈两端电压为 （ ）；若原线圈接在6 V的电池上，则副线圈两端电压为 （ ）；
A.36 VB.6 V C.1 VD.0 V
课堂练习4：
如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦式交流电源，副线圈接“220 V 60 W”灯泡一只，且灯泡正常发光，则( )
A．交流电流表的示数为eq \f(3\r(2),220) A B．电源输出功率为1 200 W
C．交流电流表的示数为eq \f(3,220) A D．原线圈两端电压为11 V
一、变压器的构造、示意图与符号
二、变压器的工作原理：
1、互感现象： 2、能量转化：电能→磁场能→电能
3、理想变压器：P入＝P出
三、理想变压器的变压、变流规律：
eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2) eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1)
有多个副线圈时，有P1＝P2＋P3＋…，
U1︰U2︰U3︰…＝n1︰n2︰n3︰… n1I1＝n2I2＋n3I3＋…
学案闯关检测部分
板书设计
3.3变压器（第1课时）
一、变压器的构造、示意图与符号

二、变压器的工作原理：
1、互感现象：变压器只能改变交流电的电压和电流
2、能量转化：电能→磁场能→电能
3、理想变压器：P入＝P出
三、理想变压器的变压、变流规律：
eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2) eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1)
有多个副线圈时，有P1＝P2＋P3＋…，
U1︰U2︰U3︰…＝n1︰n2︰n3︰… n1I1＝n2I2＋n3I3＋…
课后反思
在推导变压规律时，可先推导两个副线圈时公式，再推导一个副线圈，这样学生不会先入为主的错误，即认为电流总与匝数成反比。