浙江省衢州市仲尼中学高二物理《变压器》说课教案

变压器
教材分析
变压器是交变电路中常见的一种电器设备，也是远距离输送交流电不可缺少的装置。对分析变压器的工作原理时，从电磁感应现象分析，原线圈上加交流电压产生交流电流，铁芯中产生交变磁通量，副线圈中产生交变电动势，副线圈相当于交流电源对外界负载供电。同时从能量转换的角度分析，变压器是把电能通过磁场能转换成电能的装置，经过转换后一般电压、电流都发生了变化。变压器在生产和生活中有十分广泛的应用.课本中介绍了一些，教学中可根据实际情况向学生进行介绍，以开阔学生眼界，增加实际知识。
学情分析
在第四章的学习，学生已经基本上掌握了电磁感应现象的大致规律，了解了电感现象，已为本节的学习打下了理论基础。同时对变压器的作用，变压装置在生活中很常见，可激发学生学习主动性。
教学目标
知识目标
1．知道变压器的构造.
2．理解互感现象，理解变压器的工作原理.
3．理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题.
4．理解理想变压器原、副线圈中电流与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题.
5．知道课本中介绍的几种常见的变压器.
能力目标
1．用电磁感应去理解变压的工作原理，培养学生综合应用所学知识的能力.
2．讲解理想变压器使学生了解建立物理模型的意义.（抓主要因素，忽略次要因素，排除无关因素）
情感态度与价值观
1．使学生体会到能量守恒定律是普遍适用的.
2．培养学生实事求是的科学态度.
教学重点
变压器工作原理及工作规律
教学难点
1．理解副线圈两端的电压为交变电压
2．推导变压器原副线圈电流与匝数关系
3．掌握公式中各物理量所表示对象的含义．
教学过程
引入新课
在实际应用中，常常需要改变交流的电压.大型发电机发出的交流，电压有几万伏，而远距离输电却需要高达几十万伏的电压.各种用电设备所需的电压也各不相同.电灯、电饭煲、洗衣机等家用电器需要220 V的电压，机床上的照明灯需要36 V的安全电压.一般半导体收音机的电源电压不超过10 V，而电视机显像管却需要10000 V以上的高电压.交流便于改变电压，以适应各种不同需要.变压器就是改变交流电压的设备.这节课我们学习变压器的有关知识.
新课讲解
1.变压器原理
师：出示可拆变压器，引导学生观察，变压器主要由哪几部分构成？
生：变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成.一个线圈跟电源连接，叫原线圈（初级线圈），另一个线圈跟负载连接，叫副线圈（次级线圈）。两个线圈都是绝缘导线绕制成的.铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。
师：画出变压器的结构示意图和符号，如下图所示：
实验演示：
将原线圈接照明电源，交流电压表接到不同的副线圈上，观察交流电压表是否有示数？
生：电压表有示数且示数不同.
师：变压器原、副线圈的电路并不相同，副线圈两端的交流电压是如何产生的？请同学们从电磁感应的角度去思考.
生：在原线圈上加交变电压U1，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量.这个交变磁通量既穿过原线圈，也穿过副线圈，在原、副线圈中都要引起感应电动势。如副线圈是闭合的，在副线圈中就产生交变电流，它也在铁芯中产生交变的磁通量，在原、副线圈中同样引起感应电动势。副线圈两端的电压就是这样产生的。
师：物理上把原副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象.互感现象是变压器工作的基础.
师：变压器的铁芯起什么作用？
实验演示探究有无铁芯的情况
分析：如果无铁芯，并排放置的原副线圈也发生互感现象，但原副线圈所激发的交变磁场的磁感线只有一小部分穿过对方，漏失的磁感线不会在原副线圈中传送电能.如有铁芯，由于磁化，绝大部分磁感线集中在铁芯内部，大大提高了变压器的效率.
师：原副线圈中，感应电动势大小跟什么有关系？
实验探究原副线圈中，感应电动势大小
分析推导理想变压器的变压比公式.
设原线圈的匝数为N1，副线圈的匝数为N2，穿过铁芯的磁通量为Φ，则原副线圈中产生的感应电动势分别为 ，
在忽略漏磁的情况下，ΔΦ1=ΔΦ2，由此可得
在忽略线圈电阻的情况下，原线圈两端的电压U1与感应电动势E1相等，则有U1=E1；副线圈两端的电压U2与感应电动势E2相等，则有U2=E2。于是得到
师：请同学们阅读教材，回答下列问题：
1．什么叫理想变压器？
2．什么叫升压变压器？
3．什么叫降压变压器？
4．电视机里的变压器和复读机里的变压器各属于哪一类变压器？
生：
1．忽略原、副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器，叫做理想变压器.
2．当N2＞N1时，U2＞U1，这样的变压器叫升压变压器.
3．当N2＜N1时，U2＜U1，这样的变压器叫降压变压器.
4．电视机里的变压器将220 V电压升高到10000 V以上属升压变压器；复读机的变压器将220 V电压降到6 V，属于降压变压器.
师：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？
生：P出=P入
师：若理想变压器只有一个副线圈，则原副线圈中的电流I1与I2有什么关系？
生：据P出=U2I2，P入=U1I1及P出=P入得：U2I2=U1I1
则：
师：绕制原副线圈的导线粗细一样吗？
生：粗细不一样.高压线圈匝数多而通过的电流小，用较细的导线；低压线圈匝数少而通过的电流大，用较粗的导线.
2.几种常见的变压器
师：请同学请同学们阅读教材有哪几种常见的变压器
作业布置
非常学案本节内容
板书设计
变压器
分层练习
A类
1．如图所示，理想变压器给负载R供电．保持输入的交变电压不变，各交流电表对电路的影响不计．当负载电阻的滑动触头向下移动时，图中各交流电表的示数及变压器的输入功率P的变化情况是
A.V1和V2不变，A1增大，A2减小，P增大
B.V1和V2不变，A1和A2增大，P增大
C.V1和V2不变，A1和A2减小，P减小
D.V1不变，V2增大，A1减小，A2增大，P减小
B类
2．如图所示，理想变压器的原线圈匝数为n1=1000匝，副线圈匝数为n2=200匝，交变电源的电动势e=311sin314tV，电阻R=88Ω，电流表和电压表对电路的影响忽略不计．下列结论正确的是 （ ）
A.电流表A1的示数为0.10A
B.电压表V1的示数为311V
C.电流表A1的示数为0.75A
D.电压表V2的示数为62.2V
C类
3．关于只有一只副线圈的理想变压器，下列说法中正确的是
A.输出功率由输入功率的大小而决定
B.输入功率的大小由输出功率的大小而决定
C.输出端负载越大原线圈中的电流越小
D.输出端负载电阻的阻值越大输入功率越大
A1
V1
V2
A2
R
n1 n2