《变压器》教学设计
学习目标
1.知道变压器的工作原理和理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系,会推导理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系,会用能量的观点理解变压器的工作原理。
2.知道理想变压器是忽略了能量损失的一种理想模型,进一步体会建立理想模型这种思维方法。
3.经历探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系的过程,提高科学探究的能力。
4.在实验中要养成避免触电和安全使用电表的习惯,养成尊重实验数据的严谨科学态度。
学习重难点
变压器的变压原理和理想变压器的变压规律。
教学过程
新课引入
前面我们学习了交流电,交流电在日常生活中扮演着非常重要的角色。冰箱、洗衣机、空调、手机、笔记本电脑、路由器、电动自行车等都是用交流电供电。你知道它们的工作电压吗?
我们生活用电电压为220V,它是如何满足各个用电器需求的呢?
一、变压器的结构
二、变压器的原理
思考:(1)变压器真的可以变压吗?
(2)变压器可以改变恒定电流的电压吗?
(3)原线圈中电流满足什么条件时,变压器才可以改变电压?
(4)变压器为什么可以改变电压呢?
(5)线圈为什么要套在铁芯中,如果没有铁芯,变压器还能工作吗?
(6)请同学们根据所学知识猜想变压器输出电压U2与哪些因素有关?
(7)探究多个物理量之间的关系,要用什么方法?
三、实验探究
(一)探究输出电压U2与副线圈匝数n2 的关系(控制U1和n1 不变)
实验次数 原线圈匝数n1(匝) 副线圈匝数n2(匝) 输入电压U1 (V) 输出电压U2(V)
(一) 1 400 200
2 800
3 1400
(二) 4 100 800
5 400
(三) 6 400 800
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(二)探究输出电压U2与副线圈匝数n1的关系(控制U1和n2 不变)
(三)探究输出电压U2与副线圈匝数U1的关系(控制n1和 n2 不变)
实验误差分析:
1.铜损:电流通过变压器线圈发热。
2.铁损:铁芯在交变磁场的作用下产生涡流发热。
3.漏磁:交变电流产生的磁场不可能完全局限在铁芯内。
四、理想变压器
1.“三无”:无漏磁、无铁损、无铜损
2.“两同”:磁通量、能量
思考:(1)变压器原副线圈中的电流有什么样的关系呢?
(2)变压器线圈中的电流越大,所用的导线应当越粗。降压变压器中哪个线圈应该使用较粗的导线?为什么?
五、课堂小结
科学思维——构建理想化模型