课件23张PPT。5.4 变压器 学习目标（1）通过阅读课本及对变压器模型的观察和拆装，能认识变压器并说出变压器的构造，画出结构简图和电路中的符号。
（2）通过观察演示实验现象，结合互感相关知识，思考回答教师所提问题，能说明变压器的工作原理及理想变压器的特点。
（3）通过小组实验探究，能总结出变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系，并能进一步通过理论分析，推导出理想变压器电压与匝数的关系，并能解决相关的问题，提高学生的实验能力及合作精神。
（4）通过对理解理想变压器的理解，推导出原、副线圈中电流与匝数关系，并能解决相关的问题，体会理想化模型在物理学研究中的重要性。
（5）通过阅读课本42页，认识变压器在现实生活中的应用，感受它的价值，同时能区分升压变压器和降压变压器及电压互感器和电流互感器。评价设计1、通过图片、对实物的拆装，能了解变压器的结构、符号、示意图，在导学案的相应位置画出图。
2、通过对演示实验的观察和对所提问问题的思考回答，使90﹪的同学能说明变压器的工作原理及理想变压器的特点，再通课堂评价1、2加以巩固。
3、90﹪同学通过小组实验，能总结出变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系，85﹪的同学通过理论能推导出理想变压器电压与匝数的关系，再通过课堂评价3加以巩固。
4、85﹪同学在掌握目标3的基础上，推导出原、副线圈中电流与匝数关系，通过课堂评价4的反馈加以巩固。
5、90﹪的同学通过阅读课本42-44页及对所设置问题的回答，完成学案上的题。教学过程【课前复习】
1、一个200匝、面积为20 cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，若磁感应强度在0.05 s内由0.1 T增加到0.5 T.在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是___________；磁通量的变化率是___________；线圈中的感应电动势的大小是___________。
2、试画出能产生互感现象装置的简图，并简要的叙述互感现象产生的原理。【引入新课】： 但我们国家民用统一供电均为220V，那么如何使这些额定电压不是220V的电器设备正常工作的呢？ 几种常见的变压器【进行新课】【学习环节一】
通过阅读课本及对变压器模型的观察和拆装，能认识变压器并说出变压器的构造。
1、阅读课本P41第一自然段及图5.4-2并结合手中可拆变压器在给出的变压器实物图上标出其结构、并画出示意图和电路符号。实物图实物示意图电路符号
实物图 实物示意图 电路符号2、演示实验：把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁心上，一个线圈连接到交流电源的两端，另一个连接到小灯泡上。
观察并思考：
（1）接学生电源直流接线柱时，小灯泡发光吗？接交流电时，小灯泡发光吗？说出你的理由。
（2）原、副线圈的导线并不相连，那么，电能是以什么为载体从原线圈传递副线圈的呢？
（3）保持交流电压不变，将变压器的铁芯由闭合变为断开观察小灯泡的亮暗程度，是思考闭合铁芯有什么作用？
（4）变压器实际工作时，哪些方面的原因会引起电能损耗？通过观察演示实验现象，结合互感相关知识，思考回答教师所提问题，能说明变压器的工作原理及理想变压器的特点。说明：理想变压器 1、理想模型。
2、铁芯内无漏磁，原副线圈磁通量相同。
3、原、副线圈不计内阻，电流流经原、副线圈产生焦耳热忽略不计，即没有能量损失。
④、实际变压器（特别是大型变压器）一般都可以看成理想变压器【课堂评价1】
T是绕有两组线圈的闭合铁芯，，金属棒ab可在两平行的金属导轨上沿导轨滑行，匀强磁场方向垂直纸面向里，判断电流计中是否有电流通过：
A向左匀速运动 B向右匀速运动。
C向左加速运动 D向左减速运动。
【课堂评价2】下列关于理想变压器的说法中，正确的是 ( )
A．输入电能等于输出的电能
B．输送的电能经变压器先转化为磁场能,再转化为电能
C．输送的电能经变压器的铁芯直接传输过去
D．不论直流电还是交流电都能通过变压器【学习环节二】
通过小组实验探究，能总结出变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系，并能进一步通过理论分析，推导出理想变压器电压与匝数的关系，且能解决相关的问题。培养细心观察、勤于分析、思考和相互交流的学习习惯和合作精神。（一）小组完成以下的实验探究过程：
猜测：原副线圈的电压与什么因素有关系？
实验设计：
1、选择实验仪器、画出原理图。
2、依据原理图连接实物图，老师检查后才能接通电源。3、1-3组保持原线圈的电压和匝数不变，改变副线圈的匝数，研究其对副线圈电压的影响并将交流电压值和连入电路的原线圈的匝数记入表格。4、4-6组保持原线圈的电压和副线圈的匝数不变，研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响5、7-9组保持原、副线圈的匝数不变，研究原线圈的电压对副线圈电压的影响分析归纳：电压与匝数的关系 （二）理论推导理想变压器电压与线圈匝数的关系提问：两线圈中的磁通量大小什么关系？磁通量的变化率什么关系？
提问：两线圈的感应电动势分别为多少？与匝数的关系如何？
提问：线圈两端电压之比是多少？为什么？
结论：（用数学式表述）
思考：若有多个副线圈呢？【课堂评价3】一台理想变压器原线圈的匝数为4400匝,与有效值为220V的交流电源相连,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【学习环节三】 通过对理解理想变压器的理解，推导出原、副线圈中电流与匝数关系，且能解决相关的问题，体会理想化模型在物理学研究中的重要性。提问：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？
提问：若理想变压器只有一个副线圈，则原副线圈中的电流与匝数有什么关系？
结论：
思考：若有多个副线圈呢？【课堂评价4】
一理想变压器，原线圈匝数n1=1100，接在电压220V的交流电源上，当它对连入副线圈电路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 =______。
【课堂评价5】
一理想变压器，其原线圈匝数为2200匝，副线圈匝数440匝，并接有一个100欧的负载电阻，如图所示，AV电源
（1）当原线圈接在44V直流电源上时，电压表示数为 V，电流表示数为 A；
（2）当原线圈接在220V交流电源上时，电压表的示数为 V，电流表的示数为 A，此时输入功率为 W，变压器效率为 。
（3）负载电阻变大，变为200欧，原线圈还接在220V交流电源上时，电压表的示数为 V，电流表的示数为 A，此时输入功率为 W。【学习环节四】 通过阅读课本42-44页，认识变压器在现实生活中的应用，感受它的价值，同时能区分升压变压器和降压变压器及电压互感器和电流互感器。思考一：电压与匝数的关系大多数变压器的两个线圈的匝数都不相同，图中为输电过程示意图1、图中升压变压器副线圈匝数应该比原线圈多些还是少些？
2、图中低压变电所副线圈匝数应该比原线圈多些还是少些
思考二：电流与匝数的关系
变压器线圈中的电流越大，所用导线应当越粗（为什么），变压器高压线圈的导线应较粗些还是较细些？
思考：理想变压器原副线圈（只有一个副线圈）两侧一定相同的物理量有（ ）
A、交变电流的频率 B、交变电流的功率
C、磁通量的变化率 D、交变电流的最大值 应用举例：互感器
试画出电压互感器和电流互感器的原理图1、电压互感器：，原线圈 （并联或串联）在高压电路中，副线圈接电压表，电压互感器是
（降压还是升压）变压器，则 （原或副）线圈的匝数少。
2、电流互感器：，原线圈 （并联或串联）在待测高电流电路中，副线圈接电流表，互感器将大电
流变为小电流，电流互感器是 （降压还是升压）变压器，则 （原或副）线圈的匝数少。
3、钳式电流表：请说明它的使用原理
小结：一、结构，示意图和符号
二、工作原理
三、理想变压器
1、理想模型。
2、铁芯内无漏磁，原副线圈磁通量相同
3、原、副线圈不计内阻，原、副线圈不产生焦耳热，即没有能量损失。
四、原副线圈电压与匝数的关系
1、只有一个副线圈
2、多个副线圈
五、原副线圈电流与匝数的关系
1、只有一个副线圈
2、多个副线圈
六、变压器的应用
1、升压变压器和降压变压器
2、电压互感器和电流互感器 教学设计
教学主题
变压器
一、教材分析
这一节的内容是电磁感应教学的进一步延伸；同时变压器也是是交流电路中常见的一种电器设备，是远距离输送交流电不可缺少的装置。学习变压器能够从能的转化和传递的角度进一步强化对电磁感应现象的认识，为进一步学习远距离输电奠定基础。同时学习变压器可以使学生了解电磁感应现象的广泛应用，开拓学生视野，提高学习物理的能力和兴趣。
不同版本的教材（人教版和沪科版）将本节课安排的位置相差很大，本节课的安排也有差别：人教版先是实验探究再理论推导，而沪科版则是先理论推导再实验验证，我们备课组则倾向于人教版的安排，这样比较符合学生的认知规律。
本节教学的重难点是通过实验探究和理论推导得出理想变压器的电压、电流与匝数的关系，并能用来解决相关问题。
二、学生分析
本节课要用到法拉第电磁感应定律和互感的相关知识，学生学过的时间稍久些，所以新课前要进行相关的知识准备。实验探究是本节课的关键，而学生的动手能力较弱，所以要对实验进行的每一步进行指导，尤其要注意用电安全。
三、教学目标
（1）通过阅读课本及对变压器模型的观察和拆装，能认识变压器并说出变压器的构造，画出结构简图和电路中的符号。
（2）通过观察演示实验现象，结合互感相关知识，思考回答教师所提问题，能说明变压器的工作原理及理想变压器的特点。
（3）通过小组实验探究，能总结出变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系，并能进一步通过理论分析，推导出理想变压器电压与匝数的关系，并能解决相关的问题，提高学生的实验能力及合作精神。
（4）通过对理解理想变压器的理解，推导出原、副线圈中电流与匝数关系，并能解决相关的问题，体会理想化模型在物理学研究中的重要性。
（5）通过阅读课本42-44页，认识变压器在现实生活中的应用，感受它的价值，同时能区分升压变压器和降压变压器及电压互感器和电流互感器。
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四、教学环境
□简易多媒体教学环境?? □交互式多媒体教学环境?? R网络多媒体环境教学环境?? □移动学习? ?□其他
五、信息技术应用思路（突出三个方面：使用哪些技术？在哪些教学环节如何使用这些技术？使用这些技术的预期效果是？）200字
1．使用PPT中的图片创设物理情景，丰富学生感性体验，激发学生学习兴趣，为学生提出问题、解决问题创设条件。
2．实验探究阶段，使用实物投影仪交流展示学生提出可能的预设方案，实现人人交互，资源智慧分享，头脑风暴；在反馈练习阶段，利用PPT。
3．在最后通过一段视频介绍远距离输电增强学习兴趣，提高学生对现代教育技术手段的兴趣。
六、教学流程设计（可加行）
教学环节
（如：导入、讲授、复习、训练、实验、研讨、探究、评价、建构）
教师活动
学生活动
信息技术支持（资源、方法、手段等）
一、知识链接，复习提问
课前提出两个问题
1、一个200匝、面积为20 cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，若磁感应强度在0.05 s内由0.1 T增加到0.5 T.在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是___________；磁通量的变化率是___________；线圈中的感应电动势的大小是___________。
2、试画出能产生互感现象装置的简图，并简要的叙述互感现象产生的原理。
1、认真完成本题，复习法拉第电磁感应定律及其应用
2、画出互感现象装置的简图，叙述互感现象产生的原理。
PPT
二、新课导入
表格引入，几种常见电器的额定工作电压，多媒体展示常见的变压器的种类和式样
观察表格和多媒体，了解到变压器与我们的生活联系很紧密，就在我们身边。
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学习环节一
通过阅读课本及对变压器模型的观察和拆装，能认识变压器并说出变压器的构造。
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通过观察演示实验现象，结合互感相关知识，思考回答教师所提问题，能说明变压器的工作原理及理想变压器的特点。
1、阅读课本P41第一自然段及图5.4-2并结合手中可拆变压器在给出的变压器实物图上标出其结构、并画出示意图和电路符号。
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2、按照课本图5.4-1实验进行演示并引导学生观察并思考：
（1）接学生电源直流接线柱时，小灯泡发光吗？接交流电时，小灯泡发光吗？说出你的理由。 （2）原、副线圈的导线并不相连，那么，电能是以什么为载体从原线圈传递副线圈的呢？
（3）保持交流电压不变，将变压器的铁芯由闭合变为断开观察小灯泡的亮暗程度，是思考闭合铁芯有什么作用？
（4）变压器实际工作时，哪些方面的原因会引起电能损耗？
3、说明：理想变压器
1、理想模型。
2、铁芯内无漏磁，原副线圈磁通量相同
3、原、副线圈不计内阻，原、副线圈不产生焦耳热，即没有能量损失。
④、实际变压器（特别是大型变压器）一般都可以看成理想变压器
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【课堂评价1】??????????????????
T是绕有两组线圈的闭合铁芯，，金属棒ab可在两平行的金属导轨上沿导轨滑行，匀强磁场方向垂直纸面向里，判断电流计中是否有电流通过：
A向左匀速运动??????? B向右匀速运动。
C向左加速运动???????? D向左减速运动。
【课堂评价2】下列关于理想变压器的说法中，正确的是 ( ?????)
A．输入电能等于输出的电能??????????
B．输送的电能经变压器先转化为磁场能,再转化为电能
C．输送的电能经变压器的铁芯直接传输过去??
D．不论直流电还是交流电都能通过变压器
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1、观察变压器实物，画出示意图和符号
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2、认真观察实验现象，结合互感原理思考老师所列问题，对变压器工作原理进行理解
3、在教师三个问题的引导下进行思考，理解理想变压器模型必须满足的条件
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4、认真完成课堂评价1、2
PPT和实物投影仪
学习环节二
通过小组实验探究，能总结出变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系，并能进一步通过理论分析，推导出理想变压器电压与匝数的关系，且能解决相关的问题。培养细心观察、勤于分析、思考和相互交流的学习习惯和合作精神。
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（一）小组完成以下的实验探究过程：分9组进行实验，教师指导
猜测：原副线圈的电压与什么因素有关系？
实验设计：
1、选择实验仪器、画出原理图。
2、依据原理图连接实物图，老师检查后才能接通电源。
3、1-3组保持原线圈的电压和匝数不变，改变副线圈的匝数，研究其对副线圈电压的影响，并将交流电压值和连入电路的原线圈的匝数记入表格。（多媒体展示表格）
4、4-6组保持原线圈的电压和副线圈的匝数不变，研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响
5、7-9组保持原、副线圈的匝数不变，研究原线圈的电压对副线圈电压的影响
分析归纳：电压与匝数的关系
（二）理论推导理想变压器电压与线圈匝数的关系
提问：两线圈中的磁通量大小什么关系？磁通量的变化率什么关系？
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提问：两线圈的感应电动势分别为多少？与匝数的关系如何？
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提问：线圈两端电压之比是多少？为什么？
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结论：（用数学式表述）
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思考：若有多个副线圈呢？
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【课堂评价3】
一台理想变压器原线圈的匝数为4400匝,与有效值为220V的交流电源相连,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
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按照老师要求进行猜测、挑选实验器材、实验设计、分析归纳。
1-3组探究改变原线圈时的关系
2-6组探究改变副线圈时的关系
7-9组探究改变原线圈电压时的关系
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认真思考老师并积极回答所提问题，充分利用课前复习的知识，利用法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律的相关知识，得出原副线圈两端电压与匝数的比值关系
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完成课堂评价3
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PPT和实物投影仪
学习环节三
通过对理解理想变压器的理解，推导出原、副线圈中电流与匝数关系，且能解决相关的问题，体会理想化模型在物理学研究中的重要性。
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提问：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？
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提问：若理想变压器只有一个副线圈，则原副线圈中的电流与匝数有什么关系？
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结论：
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思考：若有多个副线圈呢？
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【课堂评价4】
一理想变压器，原线圈匝数n1=1100，接在电压220V的交流电源上，当它对连入副线圈电路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 =______。
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【课堂评价5】
一理想变压器，其原线圈匝数为2200匝，副线圈匝数440匝，并接有一个100欧的负载电阻，如图所示，
（1）当原线圈接在44V直流电源上时，电压表示数为???????? V，电流表示数为? ??????A；
（2）当原线圈接在220V交流电源上时，电压表的示数为?????? V，电流表的示数为?????? A，此时输入功率为??????? W，若交流电的频率是50赫兹，则副线圈获得的交流电频率是??????
（3）负载电阻变大，变为200欧，原线圈还接在220V交流电源上时，电压表的示数为?????? V，电流表的示数为?????? A，此时输入功率为??????? W。
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学生思考并回答老师设计的三个问题，独立推导出电流与匝数的关系。
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完成课堂评价4
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认真完成课堂评价5
PPT、实物投影仪、多媒体
学习环节四
通过阅读课本42页，认识变压器在现实生活中的应用，感受它的价值，同时能区分升压变压器和降压变压器及电压互感器和电流互感器。
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通过阅读课本42页，
多媒体展示输电过程示意图，完成以下问题：问题一：思考电压与匝数的关系
1、图中升压变压器副线圈匝数应该比原线圈多些还是少些？
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2、图中低压变电所副线圈匝数应该比原线圈多些还是少些？
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问题二：电流与匝数的关系
变压器线圈中的电流越大，所用导线应当越粗（为什么），变压器高压线圈的导线应较粗些还是较细些？
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思考：理想变压器原副线圈（只有一个副线圈）两侧一定相同的物理量有（???? ）
A、交变电流的频率? B、交变电流的功率??? C、磁通量的变化率?? D、交变电流的最大值
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应用举例：互感器
试画出电压互感器和电流互感器的原理图
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1、电压互感器：，原线圈?????? （并联或串联）在高压电路中，副线圈接电压表，电压互感器是
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?????? （降压还是升压）变压器，则????? （原或副）线圈的匝数少。
2、电流互感器：，原线圈?????? （并联或串联）在待测高电流电路中，副线圈接电流表，互感器将大电
流变为小电流，电流互感器是?????? （降压还是升压）变压器，则????? （原或副）线圈的匝数少。
3、钳式电流表：请说明它的使用原理
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1、认真阅读课本能区分升压变压器和降压变压器
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2、认真思考问题二利用焦耳定律分析出，变压器线圈电流是如何决定导线的粗细的，同时通过思考题加深对变压器理解
3、阅读课本科学漫步部分，画图并填写，最终能正确的区分两种互感器的原理和使用
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PPT、实物投影仪、多媒体
三、小结
大屏幕展示本节的学习目标
学生通过学习目标自我鉴定本节课的收获与成效
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四、作业设置：分层设计：练习卷子1-9
七、教学特色（如为个性化教学所做的调整，为自主学习所做的支持、对学生能力的培养的设计，教与学方式的创新等）200字左右
围绕什么是变压器，变压器的工作原理、变压器为什么能改变电压、变 压器是怎样改变电压和电流的、变压器在实际中的应用等问题为线索展开的。针对学生现有的知识水平和认知特点，采用定性分析和定量推导相结合、实验探究和理 论推导相结合的方法，使学生先在实验探究中发现电压与线圈匝数之间存在的关系，然后从电磁感应原理出发解释和推导这一关系，这样不但加深学生对变压器原理 的理解，而且使学生的实验能力和理论分析能力同时得以训练和培养。 以能量转化和传输为核心，突出变压器的理想化模型。通过引导学生分析变压器传输电能时的各种损耗，提出变压器的理想化条件。建立理想模型。在此基础上，进 一步分析导出理想变压器原副线圈的功率关系、电压关系和电流关系。这个设计思路不仅能使学生准确理解理想变压器的工作原理和工作特性，而且，能使学生再次 学习建立物理模型的方法，有利于提高他们的分析概括能力
