课 题：第四节、变压器 类型：新授课
目的要求：了解变压器的构造，知道变压器为什么能够改变交流的电压。由实验探究总结变压器原、副线圈的电压与两个线圈匝数的关系。了解几种常见的变压器类型及其应用。体验科学探究过程，培养实验设计与分析论证能力。
重点难点：
教 具：
过程及内容：一、远距离输电的困难
说明：电从发电机发出后，需要输送到几千千米之外，发电站要把电压升高后才向远方输电，而家里使用的电压是220V ，地铁机车的电压是750V … … 远距离送过来的电压太高，不能直接使用，要在变电站把电压降低才能送给用户 说明：因此在输电过程中，电压必须进行调整。各种变压器发挥着极其重要的作用。变压器是电气化社会不可或缺的重要设备。变压器就是改变交流电压的设备
我们身边有形形色色的变压器 二、变压器的结构 说明：变压器是由铁芯和绕在铁芯上的线圈组成的。变压器的一个线圈跟前一级电路连接，叫做原线圈，也叫初级线圈．另一个线圈跟下一级电路连接，叫做副线圈 ，也叫次级线圈
三、变压器为什么能改变电压 演示实验 实验仪器：变压器、学生电源、灯泡 实验过程： ①一个线圈连接学生电源的交流输出端，另一个线圈连接小灯泡的两端，闭合学生电源的开关，会看到小灯泡发光 ②改变学生电源的电压，重复以上实验 ③原线圈与副线圈对调，重复以上实验 ④换用其他线圈，重复以上实验 实验现象：小灯泡发光，改变学生电源的电压，灯泡的亮度发生变化，原线圈与副线圈对调，灯泡的亮度发生变化 问：小灯泡没有直接跟电源连接，为什么能发光？
（变压器的原理是电磁感应定律，原线圈中通过电流时，铁芯中产生磁场，由于交变电流的大小和方向都在不断变化，铁芯中磁场的强弱和方向也都在不断变化。副线圈与原线圈是套在同一个铁芯上的，通过副线圈的磁场也在不断变化，于是就在副线圈内产生了感应电动势。---这个过程叫互感
线圈的各匝导线之间是相互串联的，每匝的感应电动势加在一起，就是整个线圈的感应电动势。因此，在同一个铁芯上，哪个线圈的匝数多，哪个线圈的电压就高） 理想变压器：
如果在能量转化的过程中能量损失很小，能够略去原、副线圈的电阻，以及各种电磁能量损失，这样的变压器称之为理想变压器。是物理学中的一种理想化模型。
理想变压器特点：
（1）变压器铁芯内无漏磁。
（2）原、副线圈不计内阻。
理想变压器原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数之比：
1、当n2 >n1 时，U2>U1—— 升压变压器
2、当n2 = n1时，U2=U1—— 等压变压器
3、当n2 1、理想变压器输出功率等于输入功率，即: P出= P入也可写成: U1I1=U2I2
2、理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比
此公式只适用于一个副线圈的变压器
变压器工作时,高压线圈匝数多而通过的电流小,可用较细的导线绕制；低压线圈匝数少而通过的电流大,应当用较粗的导线绕制。这是判断高压线圈和低压线圈的一种方法。
五、几种常用变压器
1.自耦变压器
2.互感器
课件28张PPT。3.4变压器世界上最大的水电站长江三峡水电站全景一、远距离输电的困难
1、实际需要：输电距离达几千千米，输电电
压达几百千伏。
2、发电方面：大型发电机发出的电，按等级
一般有10.5kV、13.0KV、15.75KV和
18.0KV几种，不符合远距离送电的要求。
3、用电方面： 家里用的是220V，地铁机车的
电压是50V……
困难：需要将电压变高或变低送电过程在输电过程中，电压必须进行调整。 在我们使用的各种用电器中，所需的电源电压各不相同，而日常照明电路的电压是220V，那么如何解决这一问题呢？需改变电压，以适应各种不同电压的需要。变压器变压器就是改变交流电压的设备形形色色的变压器城乡变压器各式变压器可拆式变压器变电站的大型变压器二、变压器的结构变压器由闭合铁芯和绕在闭合铁芯上的原,副线圈组成。或称初级、次级线圈。 说明：原线圈接电源，副线圈接负载。（1）闭合铁芯 （绝缘硅钢片叠合而成）（2）原线圈（初级线圈）由漆包线绕成：其匝数用n1表示（3）副线圈（次级线圈）由漆包线绕成：其匝数用n2表示（4）输入电压：U1； 输出电压：U2.变压器在电路中的符号:三、变压器的作用——改变交流电压原线圈
接交流电在铁芯中
产生变化
的磁通量副线圈产生感应电动势副线圈中
如有电流在铁芯中
产生变化
的磁通量原线圈
产生感
应电动势----变压器的工作原理(动画）变压器为什么能改变电压 原线圈中通过电流时，铁芯中产生磁场，由于交变电流的大小和方向都在不断变化，铁芯中磁场的强弱和方向也都在不断变化。副线圈与原线圈是套在同一个铁芯上的，通过副线圈的磁场也在不断变化，于是就在副线圈内产生了感应电动势。---这个过程叫互感。 变压器为什么能改变电压 变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：电能磁场能电能 (U1、I1) (变化的磁场)( U2、I2)若原线圈接入直流，那么副线圈中是否能产生感应电流？改变原线圈或副线圈的匝数，会产生怎样的效果？不能，因为直流电产生的磁场不发生改变。输出电压的大小跟原副线圈的匝数有关。变压器的工作原理 线圈的各匝之间是串联的,匝的感应电动势加在一起就是整个线圈的感应电动势。因此,在同一个铁芯上，匝数多的电压高。电压与匝数成正比。原、副线圈中产生的感应电动势分别是：若不考虑原副线圈的内阻有 U1=E1
U2=E2 短片2原副线圈的电压与两个线圈匝数的关系理想变压器：如果在能量转化的过程中能量损失很小，能够略去原、副线圈的电阻，以及各种电磁能量损失，这样的变压器称之为理想变压器。是物理学中的一种理想化模型。理想变压器特点：
（1）变压器铁芯内无漏磁。
（2）原、副线圈不计内阻。理想变压器原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数之比：短片3不同的变压需要1、当n2 >n1 时，U2>U13、当n2 1．示意图
2．电路图中符号
3．构造：二、变压器的工作原理：
1、互感现象：原、副线圈中由于有交变电流而发生
的互相感应现象
2、能量转化：电能→磁场能→电能
3、理想变压器 P入＝P出三、理想变压器的变压规律 U1/U2=n1/n2四、理想变压器的变流规律：I1/I2=n2/n1 五、常用变压器小 结理想变压器原、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．3mA
B．0
C．48mA
D．与负载R的值有关练习1B练习2一理想变压器，原线圈匝数n1=1100，接在电压220V的交流电源上，当它对11只并联的“36V，60w”的灯泡供电时，灯泡正常发光。由此可知副线圈的匝数n2= ，通过原线圈的电流I1 = 。3 A180一台理想变压器原线圈的匝数为4400匝,与220V的电源相连,当副线圈接入额定电压为36V的灯泡时,能够正常发光.则变压器副线圈的匝数为( )
A 36匝 B 72匝 C 720匝 D 1440匝CC练3、钳形电流表的外形和结构如图（a）所示。图（a）中电流表的读数为1.2A 。图（b）中用同一电缆线绕了3匝，则
A.这种电流表能测直流电流，图（b）的读数为2.4A
B.这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为0.4A
C.这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为3.6A
D.这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图 （b）的读数为3.6A练4、为了保证用电安全，家庭居室的室内电路前端一般都安装漏电保护开关，如图所示是保护开关的电路原理简图． 问：
（1）电路正常工作时，b线圈是没有电流的，原因是什么？
（2）如果站在地上的人不小心接触火线时，b线圈为什么会产生感应电流？解析 发电厂的零线是接地的，漏电保护开关有一个结构和变压器相似的电流互感器，其铁芯的a侧有两个形状、绕向和匝数都完全相同的线圈（图中分别用实线和虚线表示），它们分别将用电器和火线、零线串联起来，220V交变电流在线圈、用电器与发电厂之间流过；铁芯的b侧有另一个线圈与电磁继电器J的线圈（图中未画出）并联，室内电路正常工作时，b线圈没有电流，J保持导通状态，当漏电时，b线圈便会产生感应电流，推动电磁继电器J切断用电器的电路，从而防止事故的发生．答案 （1）电流互感器a侧两线圈完全相同，流过两线圈的电流大小相等，方向相反，它们产生的磁场相互抵消，b侧线圈磁通量总为零而不变，线圈中不产生感应电流．（2）火线的电流有一部分流经人体，经大地流回发电厂，a侧两线圈电流大小不等，产生“剩余电流”在铁芯中产生变化的“剩余磁通”，b侧线圈中磁通量发生变化，线圈中产生感应电流．
