《变压器》 教学设计
一、教学目标
知识与技能：
１）知道变压器的基本构造
２）理解变压器的工作原理
３）探究并应用变压器的各种规律
过程与方法：
１）能熟练应用控制变量法解决多变量问题
２）进一步掌握科学探究的一般思路
情感态度与价值观：
１）通过实验探究，体会科学探索的过程，激发探究物理规律的兴趣
２）通过真实操作和记录，获得团队合作精神的体验和实事求是的科学态度
二、教学重难点
教学重点：?通过实验探究变压器原、副线圈两端电压与匝数的关系
教学难点：理想变压器及工作原理
三、设计理念
在这节物理规律课的教学中，我的设计理念是：以实验为基础，学生的思维拓展为中心，充分发挥学生的主体，注重规律形成过程的教学、实验探究过程的教学、知识发展过程的教学；强调学以致用，联系生活实际，提高学生对知识的迁移和能力活化；
“变压器”一课的教学围绕“什么是变压器？” “变压器怎样将原线圈的电能传输给副线圈？”“变压器为什么能改变电压？”“变压器副线圈上的电压大小与什么因素有关？定量关系是怎样的?”等问题为线索展开教学过程。
四、教学方法
实验探究、讨论交流、多媒体辅助教学
五、课前准备
学生电源、可拆变压器、交流电压表、多用电表（交流电压档）、小灯泡、导线若干、多媒体
六、教学过程：
（一）创设问题，引入新课
教师活动
学生活动
设计意图
展示各种用电器的工作电压，各不相同；而且我们日常用的电压为220v。问题：如何实现？
引入：这个装置能起到改变电压的作用，这就是我们这节课研究的问题——变压器。
学生思考
问题的设置，和学生的原认知造成冲突，激发学生学习的兴趣
（二）进行新课
变压器的构造
①课件展示多种常见的变压器，说明尽管形态各异，但基本结构相同。
②指导学生拆装变压器
③提出问题：根据你的观察，变压器由哪几部分构成？
④总结变压器结构，介绍原、副线圈、铁芯相关概念，画出变压器的示意图和符号
观看课件，初步形成变压器的概念
自己动手、获得亲身感受
观察、总结
整理学案
开拓视野，增加实际知识
让学生获得亲身感受，提高学生进一步探究的兴趣
变压器的工作原理
引入：
提出问题：
两线圈未直接相连 ，如何实现变压？
教师讲解
总结工作原理：互感现象
在老师的引导下总结变压器的变压原理:电磁感应—互感现象
整理学案
通过问题，引导学生发现变压器的工作原理，帮助学生理解
③变压器工作时的能量转化
师生互动:变压器接上电源时，让同学上来触摸铁芯
问题：电能又是怎样由原线圈传输到副线圈的呢？
师生互动：变压器接电源和未接电源两种情况下分别让同学尝试提起铁芯的横条
小结：
原线圈：电能
铁芯：磁场能
副线圈：电能
学生触摸铁芯，
没有触电感觉
说明铁芯不带电
接电源时很难取出横条
未接电源时轻松取出横条
得到结论：
接通电源后铁芯被磁化、
铁芯内部有磁场，具有磁能
变压器就是把电能通过磁场能再转化成电能的装置
培养学生严谨的科学态度
——对待事物不要想当然，而要自己动手实验获得亲身感受
3、变压器的变压规律
a.猜想：
副线圈输出电压和哪些因素有关呢？
演示实验：用导线代替副线圈绕在副线圈上，观察绕制过程中导线上小灯泡的亮度变化？
得到定性结论
实验探究：
b.实验目的：
利用手边的实验器材探究：
U1一定，n1,n2对U2的影响
c.实验方法:
控制变量法
d.实验方案、步骤：
请同学画出设计实验的电路图，并设计对应的实验方案、设计表格以便记录数据
e.实验结论
问题：
要使电压经过变压器后电压升高，副线圈的匝数比原线圈的匝数多还是少？若要使电压降低呢？
学生观察现象，得到定性结论
分组实验，画出实验电路图
得到实验方案
实验步骤：
· 把可拆式变压器的一个线圈作为原线圈，连接到学生电源的交流输出端，另一个线圈作为副线圈，可不接负载。
· 闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量两个线圈两端的电压，测量完毕断开学生电源的开关。
· 改变原、副线圈的匝数，重复以上实验。
总结数据，得出结论：
在实验误差范围内
·n1与U1不变，U2与n2成正比
·n2与U1不变，U2与n1成反比
当n1>n2时，U1>U2 降压
当n1充分发挥学生的主体，注重规律形成过程的教学，完成本节课过程与方法教学目标
让学生在探究过程中，体验成功的喜悦，体会合作的快乐，完成本节课情感态度与价值观目标
经历实验探究的基础上，再进行理论推导，培养学生严谨的科学探究的态度
理想变压器
引入：
问题1 ：分析误差原因？
实际变压器在工作时，有哪些方面的原因也会引起电能的损失呢？
师生互动:
a用手触摸工作后的变压器线圈和铁芯；
b观察可拆变压器中铁芯的结构特点
②理想变压器及特点：
a:为了便于研究，物理学中引入了一种理想化模型------理想变压器。
b:理想变压器有什么特点呢?
总结：无能量损失
即:无漏磁、无电阻 、无涡流
漏磁现象
线圈和铁芯发热
由于电流流经线圈电阻，造成电能损耗
铁芯有涡流损耗
形象的实验和通俗的语言，让学生感到既熟悉又亲切，降低了学习铁芯的作用的难度，结合原有电热和涡流的知识，突破本节课的教学难点
通过学生分离概括，建立理想变压器模型。这不仅有理论上的意义，而且为提高实际变压器效率指出了方向。
理想变压器功率关系
功率关系：
提问：理想变压器输入、输出功率间有什么关系呢？
总结：P入=P出
自己思考、得到结论
因为没有能量损失，故：输入、输出功率相等
进一步认知理想变压器模型的特点
电流关系：
问题：变压器在变压的同时，电流强度是否发生变化？
请同学自己推导原副线圈中的电流关系
结论：I1:I2=n2:n1
利用已得到的功率关系、电压关系推导电流关系
P入=P出， 即：U1 I1=U2 I2
故：I1:I2=n2:n1
熟悉并运用变压器的相关规律
（三）范例分析、变式训练
例题：1、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
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 =______。
学生完成并总结
学生得到的答案与正确答案的冲突，激发学生重新思考、讨论的积极性，进一步认识变压器的变压特点
（四）课堂总结、点评
提出问题：
我们这节课学习了哪些知识？
在本节课的学习中用到了哪些思想方法？
学生自己总结、整理
变压器学案
济南第七中学物理学习指导书--4.2变压器
姓名 班级
1、了解变压器的构造及工作原理
2、掌握理想变压器的电压与匝数间关系
3、掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题
一、变压器的构造：
问：铁芯与线圈互相绝缘，变压器副线圈和原线圈电路是否相通？
二、变压器的工作原理
（1）解释变压器的工作原理：
（2）铁芯的作用：
思考1：铁芯为什么不能用整块的金属板？
三、实验探究：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系
实验步骤：
1、把可拆式变压器的一个线圈作为原线圈，连接到学生电源的交流输出端，另一个线圈作为副线圈，可不接负载。
2、选择学生电源的档位（10V量程交流电压表选2V、400匝；30V量程交流电压表选6V、400匝），闭合电源开关，可以用多用电表的交流电压档或交流电压表分别测量副线圈两端的电压，测量完毕断开学生电源的开关。
3、改变副线圈的匝数，重复以上实验。4、计算原、副匝数比和电压比。
5、注意完成以上要求后，可根据实际需求自行测量
原线圈匝数n1
副线圈匝数n2
原线圈电压U1
副线圈电压U2
n1/ n2
U1/U2
6、结论（1）变压器的原线圈、副线圈的电压与两个线圈的匝数之间有什么关系？
结论公式：
（2）要使电压经过变压器后升高，副线圈的匝数比原线圈的匝数多还是少？若要使电压降低呢？
四、推导理想变压器线圈两端的电流与匝数的关系？
思考2：实际的变压器在运行时，哪些地方有能量损耗呢？
思考操作3：请用6v的交流电给额定电压为3v的小灯泡供电？
1、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
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、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
五、变压器小结
一、变压器的结构：
1．示意图
2．符号
二、变压器的工作原理：
1、互感现象：
2、能量转化：
3、理想变压器：
三、理想变压器的变压、变流规律：
《变压器》 评测练习
1、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
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、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
1.对于理想变压器下，下列说法中正确的是 ( )
A.原线圈的输入功率，随副线圈输出功率增大而增大
B.原线圈的输入电流随副线圈输出电流的减小而增大
C.原线圈的电压，不随副线圈输出电流变化而变化
D.当副线圈电流为零时，原线圈电压为零
2.如图所示，理想变压器的输入端电压 u=311 sin100 πt(V) ，原副线圈的匝数之比为:n1 :n2=10:1 ；若图中电流表读数为 2 A ，则 ( )
A.电压表读数为 220 V B.电压表读数为 22 V
C.变压器输出功率为 44 W D.变压器输入功率为 440 W
3.如图所示， M 为理想变压器，电源电压不变，当变阻器的滑动头 P 向上移动时，读数发生变化的电表是( )
A.A1 B.A2 C.V1 D.V2
4.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比另三灯都暗
C.灯L将会被烧坏 D.不能确定
课件16张PPT。 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？生活中需要各种电压需改变电压，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可拆式变压器变电站的大型变压器一、变压器的构造铁芯原线圈副线圈自主拆开观察互感现象是变压器的工作基础在原、副线圈上由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象。二、变压器的工作原理——互感现象 变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：
电能 → 磁场能 → 电能转化
(U1、I1) (变化的磁场) ( U2、I2)～～变压器工作过程中的能量转化分析：闭合铁芯，使原线圈中绝大部分磁通量集中在铁芯内部，贯穿副线圈，增强了变压器传输电能的作用。铁芯起到了能量转换的作用。思考1：铁芯为什么不能用整块的金属板？感受实验思考：原、副线圈的电压与什么因素有关系？请你根据所学过的知识进行猜想。三、变压器的变压规律1、演示实验：定性分析变压器线圈两端电压与匝数的关系 副线圈匝数越多，副线圈输出电压越大数据记录及处理2、探究实验：定量分析变压器线圈两端电压与匝数的关系 实验结论误差允许范围内～～现在，由于在材料和技术上采取了许多有效措施，实际变压器的效率都很高，特别是大型变压器，效率可达97%-99.5%，所以理论研究时我们把它当成100%－－理想变压器(即没有能量损失的变压器)。理想变压器：无漏磁 无电阻 无涡流
P入＝P出 理想变压器也是一个理想化模型。思考2：实际的变压器在运行时，哪些地方有能量损耗呢？分析：铁芯漏磁，线圈导线电阻，涡流原线圈 E1=副线圈 = 所以：原.副线圈两端电压之比等这两个线圈的匝数比。 即：与实验结论相同而3、理论分析法1、n2 >n1 U2>U1——升压变压器2、n2 A、36匝 B、72匝 C、720匝 D、1440匝C课堂练习1学以致用，知识延伸思考操作3：请用6v的交流电给额定电压为3v的小灯泡供电？注：在原副线圈匝数一定的情况下输出电压U2由输入电压U1决定，即U1决定U2 。又因由能量守恒有所以P2=U2I2P1=U1I1P2P1=U1U2I1I2n2n1==即：原.副线圈中的电流之比跟它们的线圈匝数成反比。四、理想变压器的变流规律此公式只适用于一个副线圈的变压器一理想变压器，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 =______。1803A课堂练习2(1) U1=220V, U2=36V, U1/U2=n1/n2(2) I2=P2/U2=660/36A, I1/I2=n2/n1或 P1=P2=660W, I1=P1/U1注：在原副线圈匝数一定的情况下输入功率P1由输出功率P2决定，即P2决定P1 一、变压器的构造
1．示意图
2．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：三、理想变压器的变压、变流规律：变压器 小结
