选修3-2第五章第4节变压器教案(2篇)

合集下载

新人教版高中物理选修3-2同步教案第5章 5-4 变压器(2篇)

第四节变压器●本节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.在讲解变压器的原理时，要积极引导学生从电磁感应的角度说明：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.要向学生强调，从能量转换的角度看，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.有的学生认为变压器铁芯是带电的.针对这种错误认识，可让学生根据电磁感应原理，经过独立思考了解到变压器铁芯并不带电，铁芯内部有磁场（铁芯外部磁场很弱）.要让学生明白，互感现象是变压器工作的基础.要让学生在学习电磁感应的基础上理解互感现象.这里的关键是明白原线圈和副线圈有共同的铁芯，穿过它们的磁通量和磁通量变化时刻都是相同的.因而，其中的感应电动势之比只与匝数有关.这样，原副线圈的匝数不同，就可以改变电压了.要使学生明白，理想变压器是忽略了变压器中的能量损耗，它的输出功率与输入功率相等，这样才得出原、副线圈的电压、电流与匝数的关系.在解决有两个副线圈的变压器的问题时，不做统一的要求，不必急于去分析这类问题，对学有余力的学生，可引导他们进行分析讨论.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，或看挂图、照片、实物或参观，以开阔学生眼界，增加实际知识.●教学目标一、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.二、技能目标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）三、情感态度目标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.●教学难点变压器是如何将原线圈的电能传输给副线圈的.●教学方法实验探究、演绎推理.●教学用具可拆变压器、交流电压表、交流电流表、灯泡、自耦变压器、调压器、导线等.●课时安排1 课时●教学过程一、引入新课［师］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.二、新课教学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：［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.［生］变压器的铁芯起什么作用？［师］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.［生］原副线圈中，感应电动势大小跟什么有关系？［师］与线圈中磁通量变化率及线圈匝数成正比.师生共同活动：1．实验探究得出理想变压器得变比关系2．推导理想变压器的变压比公式.设原线圈的匝数为N 1，副线圈的匝数为N 2，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E 1=N 1Δt1ΦΔ E 2=N 2Δt Δ2Φ 在忽略漏磁的情况下，ΔΦ1=ΔΦ2，由此可得2121N N E E = 在忽略线圈电阻的情况下，原线圈两端的电压U 1与感应电动势E 1相等，则有U 1=E 1；副线圈两端的电压U 2与感应电动势E 2相等，则有U 2=E 2.于是得到2121N N U U = ［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.［生2］当N 2＞N 1时，U 2＞U 1，这样的变压器叫升压变压器.［生3］当N 2＜N 1时，U 2＜U 1，这样的变压器叫降压变压器.［生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I 1与I 2有什么关系？［生］据P 出=U 2I 2，P 入=U 1I 1及P 出=P 入得：U 2I 2=U 1I 1 则：121221N N U U I I == ［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］变压器的种类很多，请同学们阅读教材，了解几种常见的变压器，并回答下列问题：（1）自耦变压器有何特点？（2）自耦变压器如何作升压变压器？又如何作降压变压器？（3）互感器分为哪几类？（4）电压互感器的作用是什么？（5）电流互感器的作用是什么？［生1］自耦变压器只有一个线圈，滑动头位置变化时，输出电压会连续发生变化.［生2］若把整个线圈作副线圈，线圈的一部分作原线圈，为升压变压器；若把线圈的一部分作副线圈，整个线圈作原线圈，为降压变压器.［生3］互感器分为两类，即电压互感器和电流互感器.［生4］电压互感器用来把高电压变成低电压.它的原线圈并联在高压电路中，副线圈上接入交流电压表，根据电压表测得的电压U 2和变压比，就可以算出高压电路中的电压.［生5］电流互感器用来把大电流变成小电流.它的原线圈串联在被测电路中，副线圈上接入交流电流表.根据电流表测得的电流I 2和变流比，可以算出被测电路中的电流.三、小结本节课主要学习了以下内容：1.变压器主要由铁芯和线圈组成.2.变压器可改变交变电的电压和电流，利用了原副线圈的互感现象.3.理想变压器：忽略一切电磁损耗，有P 输出=P 输入2121N N U U = 1221N N I I = 4.日常生活和生产中使用各种类型的变压器，但它们遵循同样的原理.四、作业（略）五、板书设计六、本节优化训练设计1.理想变压器原、副线圈匝数比为n 1∶n 2=10∶1, 如图所示.在原线圈中输入交变电压，其瞬时表达式为U 1=2202sin(100πt ) V ，在副线圈两端接入一灯泡和一只交流电压表，下面说法正确的是A.电压表的示数220 VB.电压表的指针周期性左右偏转C.输出交变电压频率减为5 HzD.灯泡承受电压的最大值是220 V2.（1993年全国）如图所示，一理想变压器的原、副线圈分别由双线ab 和cd （匝数都为n 1），ef 和gh （匝数都为n 2）组成，用I 1和U 1表示输入电流和电压，I 2和U 2表示输出电流和电压.在下列四种连接中，符合12212121,n n I I n n U U ==的是A.b 与c 连接，以a 、d 为输入端；f 与g 相连，以e 、h 为输出端B.b与c相连，以a、d为输入端；e与g相连，f与h相连为输出端C.a与c相连，b与d相连为输入端；f与g相连，以e、h为输出端D.a与c相连，b与d相连为输入端；e与g相连，f、h相连为输出端3.如图所示的理想变压器供电线路中，若将开关S闭合，电流表A1的示数将_______，电流表A2的示数将_______，电流表A3的示数将_______，电压表V1的示数将_______，电压表V2将_______.（不考虑输电线电压损耗）4.如图，在a、b两端与e、f两端分别加上220 V交流电压时，测得c、d间与g、h间电压均为110 V，若分别在c、d间与g、h间加110 V电压，则a、b间与e、f间电压分别为A.220 V，220 VB.220 V，110 VC.110 V，110 VD.220 V，05.在绕制变压器时，将两个线圈绕在如图变压器铁芯的左右两臂上，当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂.已知线圈1、2的匝数比N1∶N2=2∶1，在不接负载情况下A.当线圈1输入电压220 V时，线圈2输出110 VB.当线圈1输入电压220 V时，线圈2输出电压55 VC.当线圈2输入电压110 V时，线圈1输出电压220 VD.当线圈2输入电压110 V时，线圈1输出电压110 V参考答案：1.A2.AD3.V1、V2均不变，A1变大，A2不变，A3变大4.B5.D●备课资料理想变压器与实际变压器理想变压器是对实际变压器作理想化处理后得到的结果.中学物理教材对变压器的讨论，都是在理想化基础上进行的，即认为变压器线圈电阻为零，磁通量全部集中在铁芯中以及变压器运行时内部损耗忽略不计.由此导出原、副绕组的电压平衡方程：U 1=E 1，U 2=E 2；电压关系：2121N N U U =;电流关系：1221N N I I =和功率传输关系：P 1=P 2.上述关系基本上反映了变压器的运行规律，但理想变压器与实际变压器存在一定的差距，在某些条件下，这种差距还相当大，以致个别公式并不适用.下面从四个方面作进一步分析.（1）原、副绕组的电压平衡方程实际变压器考虑了线圈电阻以及漏磁通的影响，因此其电压平衡方程为：空载时；负载运行时.式中R 1、X 1和R 2、X 2分别为原副绕组的电阻和漏电抗，0⋅I 为空载电流，20⋅U 为副边开路电压.由于电流1⋅I （I 0）在R 1、X 1上的压降与主磁感应电动势1⋅E 相比数值很小，可以忽略，故有1⋅U =-1⋅E .同理，如将2⋅I 在R 2和X 2上产生的压降忽略，则在空载和负载下，均有2⋅U =2⋅E .仅考虑数值大小，我们就得到了理想变压器的电压平衡方程：1⋅U =1⋅E ，2⋅U =2⋅E .不过从下面的分析可知，U 2=E 2的处理是近似的. （2）原、副绕组的电压关系式对于实际变压器，空载时有U 1E 1,U 20=E 2，因此201U U 21E E =21N N .负载时从图所示的外特性曲线可知，当负载为电阻性及电感性时，U 2随I 2的增大而下降，并且功率因数cos φ2愈小，U 2下降愈厉害；当负载为电容性时，U 2随I 2的增大而升高，U 2≠E 2,故21U U ≠2121N N E E =.不过由于电压变动率一般在5%左右，所以近似认为21U U =21N N ，即理想变压器的电压关系成立. （3）原、副绕组的电流关系由磁势平衡方程，可得到实际变压器原、副绕组的电流关系：21201⋅⋅⋅-=I N N I I .因为变压器运行在额定负载时，0⋅I 只占1⋅I 的百分之几，故可略去，即有2121⋅⋅-=I N N I .如只考虑数值关系，则有1221N N I I =，这就是理想变压器的电流关系式. 这里我们要指出，当变压器运行在轻载或空载状态时，I 1/I 2=N 2/N 1不成立，原因是此时0⋅I 与1⋅I 相比，绝对不可以忽略.（4）功率传输关系及效率效率曲线实际变压器输入、输出功率关系为P 1=P Fe +P Cu +P 2，式中P Fe 为铁损，包括磁滞损耗和涡流损耗；P Cu 为铜损，即电流在线圈电阻上消耗的功率.变压器的效率η=P 1/P 2×100%,效率η与输出功率的关系如图所示.如忽略P Fe 和P Cu ，则得到理想变压器功率传输关系：P 1=P 2和η=100%.由于大型变压器运行在额定值附近时，效率可达97%~99.5%，故此时理想变压的关系式均成立.不过请注意，当变压器在轻载和空载条件下运行，其效率是比较低的，也就是此时P 1=P 2、η=100%均不成立.（116）5.4 变压器【教学目标】1．知道变压器的构造及常见的变压器，了解其工作原理。

人教版选修3-2 5.4变压器教案(2)

变压器一．教学目标【知识和技能】1、知道变压器的构造．知道变压器是用来改变交流电压的装置．2、理解互感现象，理解变压器的工作原理．3、掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题．4、理解理想变压器的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它分析解决基本问题．5、理解变压器的输入功率等于输出功率．能用变压器的功率关系解决简单的变压器的电流关系问题．6、知道课本中介绍的几种常见的变压器．【过程和方法】1、通过观察演示实验，培养学生物理观察能力和正确读数的习惯．2、从变压器工作规律得出过程中培养学生处理实验数据及总结概括能力．3、从理想变压器概念引入使学生了解物理模型建立的基础和建立的意义．【情感、态度、价值观】1、通过原副线圈的匝数与绕线线径关系中体会物理学中的和谐、统一美．2、让学生充分体会能量守恒定律的普遍性及辩证统一思想．3、培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度．二．教学重点、难点重点：变压器工作原理及工作规律．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．三．教学仪器多媒体四．教学方法讲授演绎推理五．教学过程（一）引入新课情境引入多媒体展示介绍生活中的一些用电器的使用电压，并通过这些提出问题：在我们使用的各种电器中，所需电源电压各不相同，而日常照明电路的电压是220V，那么如何解决这一问题呢？从而引入本节课——《变压器》，同时介绍变压器是改变交流电压的设备。

（二）进入新课1.多媒体展示生活中的一些变压器的图片，引入变压器的构造，并通过视频进一步了解变压器的构造。

（1）闭合铁芯（2）原线圈（初级线圈）（3）副线圈（次级线圈）介绍变压器的示意图以及电路符号。

2.变压器的原理课本中的思考与讨论：把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上。

小灯泡可能发光吗？说出你的道理。

新课标人教版3-2选修三5.4《变压器》WORD教案3

§5.4.1 变压器【学习目标】（1）了解变压器的构造及工作原理。

（2）探究理想变压器的原、副线圈中电压与匝数关系，电流与匝数关系。

（3）体会理想化模型在物理学研究中的重要性。

【自学过程】一、变压器1、探究一：出示可拆变压器，仔细观察，变压器主要由哪几部分构成？变压器是由和组成.一个线圈跟电源连接，叫线圈（或线圈），另一个线圈跟负载连接，叫线圈（或线圈）.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.画出变压器的结构示意图和符号：师生互动共同探讨变压器的工作原理：实验探究：(1)．变压器的作用问题1：按照书上所给的电路图接好线路，从电磁感应方面入手说明小灯泡为什么会亮？问题2：变压器为什么能改变电压？问题3：原副线圈的匝数，与原副线圈中的电压有着什么样的定量关系呢？2、探究二：变压器两个线圈的电压关系（1）．设计实验电路（2）．将不同的原副线圈接入线路测出线圈当中的电压添入下表：学生归纳，得出结论：3、升压变压器有什么特点？降压变压器有什么特点？二、理想变压器1．能量损耗探究1：使用可拆变压器有不闭合到闭合，观察接在副线圈两端的小灯泡的亮度变化?试分析原因？探究2：做过实验的变压器铁芯用手触摸有什么感觉？说明了什么？触摸变压器的原副线圈有什么感觉？说明什么？小结：实际的变压器在运行时，哪些地方有损耗呢？强调：变压器在工作过程中，电能和磁能的相互转化是最主要的因素，而伴随而来的损耗是一些次要因素。

为了研究问题的方便，我们突出主要因素，忽略次要因素。

这种方法叫________________,这是科学研究的一种常用方法。

因此，我们可以把实际的变压器抽象成理想变压器——一个没有能量损耗的理想模型。

2．理想变压器是一种模型．理想变压器是实际变压器的近似．理想变压器有三个特点：（1）铁芯封闭性好，无漏磁现象，即穿过原、副线圈两绕组每匝的磁通量Φ都．（2）线圈绕组的电阻，无能损（即铜损）现象．（3）铁芯中的电流不计，铁芯不发热，无能损（即铁损）现象．说明：大型变压器能量损失都很小，可看作理想变压器，本章研究的变压器可当作理想变压器处理．3．理想变压器的变压原理：变压器工作的原理是现象．4．能量转换：变压器是把电能转化为；又把磁场能转化为的装置．5．理想变压器的基本关系（1）输出功率输入功率，即：P出P入，U1I1 U2I2．（2）原副线圈两端的电压跟匝数成，即：．（3）原副线圈中的电流跟匝数成（仅限一个副线圈），即：．（4）原副线圈的交变电流的周期T和频率f ．课堂训练：1.一台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．理想变压器的原线圈的匝数为110匝，副线圈匝数为660匝，若原线圈接在6 V的电池上，则副线圈两端电压为（） A.36 V B.6 V C.1 VD.0 V3一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2，正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U1和U2，I1和I2，P1和P2，已知n1＞n2，则（）A.U1＞U2，P1＜P2B.P1=P2，I1＜I2C.I1＜I2，U1＞U2D.P1＞P2，I1＞I2 4．下列关于理想变压器的说法中，正确的是( )A．输入功率等于输出功率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先转化为电场能,再转化为电能D．输送的电能经变压器的铁芯直接传输过去。

新人教版高中物理选修3-2第五章《变压器》精品教案

学
手机充电器 4.2V 4.4V5.3V 录音机 6V 9V 12V
我们发现不同的用电器所需的额定电压是不同的，但是我国民用供电电压均为 220V，怎样才能让这些工作电压不同的用电器正常工作呢？
过
二、自主、合作、探究自主、合作、思考与讨论：思考与讨论右图中为了讨论使小灯泡对于左侧的电源有什使小灯泡发光，对于左侧的电源有什么要求？并说明原因。（提示：么要求？（3 分钟）恒定电流、交变电流）
过
程
教
探究：理想变压器的输出电流和输入电流之间的关系探究：理想变压器的输出电流和输入电流之间的关系电流和输入电流 1、从能量转化和守恒的角度来分析变压器里面的能量转化情况。变压器输入的是，经过原线圈转化为，通过铁芯传递到副线圈，经过副线圈转化为。 2、对于理想变压器来说是没有能量损失的，所以理想变压器输入的能量等于输出的能量，也就是理想变压器的输出功率等于输入功率。（输出功率决定输入功率输出功率决定输入功率）输出功率决定输入功率 3、理想变压器原副线圈的电流关系是怎样的？（提示：P=UI）
总结本节知识要点（2 分钟）
备注
课下练习 1、一个正常工作的理想变压器的原副线圈中，下列的哪个物理量不一定相等（） A．交流的频率 B．电流的有效值 C．电功率 D．磁通量变化率 2、理想变压器的原线圈的匝数为 110 匝，副线圈匝数为 660 匝，若原线圈接在 6 V 的电池上，则副线圈两端电压为（） A.36 V B.6 V C.1 V D.0 V ） 3．理想变压器原、副线圈的电流为 I1、I2，电压为 U1、U2，功率为 P1、P2，关于它们的关系，正确的是（ A.I2 由 I1 决定 B.U2 与负载有关 D.U1 由 U2 决定 C.P1 由 P2 决定 4．一台理想变压器原、副线圈匝数比为 22∶1，当原线圈两端输入 u1=220 2 sin314t V 的交变电压时，下列说法正确的是（）

新课标人教版3-2选修三5.4《变压器》WORD教案1

《变压器》一课的教学设计学情分析：学生通过前面《电磁感应》整章的学习，已经对磁生电以及涡旋电流有了基本的掌握，在《交流电》前两节的学习，对交流电的特点也比较清楚，已经基本具备了学习变压器这一节内容的必备知识。

但对变压器原线圈两端的电压与原线圈产生的电动势大小关系这一知识点比较欠缺，在教学中需作出补充提示。

教材分析：教材是落实课程标准、实现教学目标的重要载体，新教材的特点之一是“具有基础性、丰富性和开放性。

”即学习内容是基础而丰富的，呈现形式是丰富而开放的。

本节教材配有小实验，思考与讨论，简明扼要的文字说明，贴近生活的图片生动而形象，开阔眼界的科学漫步。

教材对变压器原理的表述比较浅，在处理时要将这部分内容情境化，将静态知识动态化，利于学生理解透彻。

另外，教材中“探究变压器线圈两端的电压与匝数关系”建议用控制变量法探究，但我认为控制变量法在这个实验中不利于学生寻找物理量之间的关系，因此我在这个实验中建议学生从和、差、积、比几个方面试探分析。

教、学用具：（1）教师的教具：台式电脑、投影屏幕、实物投影仪；教学课件；可拆式变压器、学生电源、开关、小灯泡、导线、多用电表等（2）学生的学具：分组用实验器材本课教学目标：1、知识目标：（1）理解变压器的结构（2）掌握变压器的工作原理和工作规律2、能力目标：（1）在探究过程中培养学生的协作、交流的能力。

（2）培养发现问题、解决问题、实验设计与探究的能力。

3、情感态度与价值观目标：（1）使学生领略科学研究的综合性，在科学探究中形成严谨务实的态度。

（2）领悟到物理与生活的紧密联系。

本课教学重点难点：本课的重点是变压器的原理及变压器两端电压与匝数的关系。

难点是变压器在怎样的条件下才能工作？闭合铁芯在变压器效率上有怎样的重要作用？我设计了四个小实验让学生自己去体验发现来突破难点。

教学过程：第一部分：课前收集变压器变压器在平时生活中比较常见，学生对变压器这一名词并不陌生，因此课外要求学生搜集各种变压器，了解变压器的基本作用，必然会引起学生对变压器的极大兴趣，激发出学生对变压器的好奇心和求知欲，增强了感性认识，使变压器教学更贴近学生的实际生活，体会到物理与生活的紧密联系，提高学习物理的兴趣。

新课标人教版3-2选修三5.4《变压器》优秀教案5(重点资料).doc

课题：变压器人教版选修 3-2 第五章第四节教学目标一、知识与技能：1．了解变压器的构造及理解变压器的工作原理，2．探究变压器的匝数与线圈两端的电压的关系并能用它解决基本问题，3．明白理想变压器是忽略了变压器的能量损失，它的输出功率等于输入功率4、能运用功率关系推导电流与匝数关系二、过程与方法：从探究“匝数与电压关系”全过程指导学生学习物理的思想与方法三、情感态度与价值观：认识变压器在现实生活中的应用，感受它的价值。

重点：1．探究变压器的匝数与线圈两端的电压的关系并能用它解决基本问题，2．从电磁感应的角度和能量的转化与守恒的角度深刻理解变压器的工作原理难点：1．“探究变压器的匝数与线圈两端的电压的关系”实验，2．从能量的转化与守恒的角度理解变压器的工作原理。

教法：观察现象—进行猜想—设计实验—进行分析—得出结论—指导实践。

教具：学生电源、可拆变压器、多用电表、小灯泡、课型：新授课教学过程：一、引入新课我们国家民用统一供电均为220V，但在生活中的一些电器却需要不同的工作电压，比如可那这些元件是如何正常工作的呢？出示已拆录音机，指出变压器。

这就靠我们这节将要学习的变压器来实现升压、降压，从而使我们各类用电器在供电电压220V以下都能正常工作。

变压器又是如何实现变压的呢？二、新课教学探究一：变压器的构造问题：出示可拆变压器，仔细观察，变压器主要由哪几部分构成？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（或初级线圈），另一个线圈跟负载连接，叫副线圈（或次级线圈）.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.画出变压器的结构示意图和符号：探究二：变压器的工作原理：按照书上所给的电路图接好线路，从电磁感应方面入手说明小灯泡为什么会亮？演示1：交流电源、闭合铁芯（实验结果小灯泡亮，目的是让学生亲自验证变压器的工作原理）演示2：恒定直流电源、闭合铁芯（实验结果小灯泡不亮，目的是让学生亲自体验变压器工作需要用交流电源，进一步完善和强化对变压器工作原理的认识）问题：原线圈接直流电时，副线圈灯泡不亮，原线圈接交流电时副线圈灯泡亮，这是为什么？子问题1：铁芯在传导电流吗？不会，如果是直流电也能亮，原副线圈都是用绝缘导线绕成，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成的。

高二物理人教版选修32 5.4变压器教案-精选教学文档

变压器重/难点重点：变压器工作原理及工作规律。

难点：理解副线圈两端的电压为交变电压。

推导变压器原副线圈电流与匝数关系。

掌握公式中各物理量所表示对象的含义。

重/难点分析重点分析：变压器工作原理实际就是电磁感应现象。

而感应电动势大小与磁通量变化快慢有关，如果通过线圈的磁通量均匀变化时，线圈中产生的感应电动势大小不变。

而线圈中的磁通量做周期性变化，所以副线圈为交变电压。

从能量角度看，显然变压器不能产生电能，它只是通过交变磁场传输电能。

电能——磁场能——电能。

难点分析：要求熟记理想变压器的两个基本公式是：①1122U n U n =，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。

②P P =入出，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。

突破策略1．理想变压器的构造、作用、原理及特征构造：两组线圈（原、副线圈）绕在同一个闭合铁芯上构成变压器。

作用：在输送电能的过程中改变电压。

原理：其工作原理是利用了电磁感应现象。

特征：正因为是利用电磁感应现象来工作的，所以变压器只能在输送交变电流的电能过程中改变交变电压。

2．理想变压器的理想化条件及其规律在理想变压器的原线圈两端加交变电压U 1后，由于电磁感应的原因，原、副线圈中都将产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律有：111E n t D F =D ，222E n tD F=D 。

忽略原、副线圈内阻，有11U E ＝， 22U E ＝。

另外，考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁，即认为在任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相等，于是又有12DF =D F 。

由此便可得理想变压器的电压变化规律为1122U n U n =。

在此基础上再忽略变压器自身的能量损失（一般包括线圈内能量损失和铁芯内能量损失这两部分，分别俗称为“铜损”和“铁损”），有而12P P = ，而111P I U = ，222P I U = 。

于是又得理想变压器的电流变化规律为由此可见：（1）理想变压器的理想化条件一般指的是：忽略原、副线圈内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差别，忽略变压器自身的能量损耗（2）理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定律和能的转化与守恒定律在上述理想条件下的新的表现形式。

高中物理选修3-2人教版5.4《变压器》教案设计

变压器教学目标1. 知识与技能(1)知道变压器的构造及几种常见的变压器．(2)理解变压器的工作原理及理想变压器的特点．(3)掌握理想变压器的电压、电流、功率等规律．2. 过程与方法(1)通过实验，探究理想变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系，电流与匝数的关系．(2)通过探究变压器规律的实验，培养学生处理实验数据及总结概括能力．(3)通过自主探究和小组合作，培养自主探究、合作学习的能力．3. 情感、态度与价值观(1)了解变压器在生活中的应用．(2)让学生充分体会能量守恒定律的普遍性及辩证统一思想．教学重难点1．变压器工作原理及理想变压器的特点．2．理想变压器的电压、电流、功率等规律．3．推导变压器原副线圈电流与匝数的关系．教学准备闭合铁芯、学生电源、导线若干、小灯泡、可拆式变压器、交流电压表、开关、多媒体课件等．教学过程设计【自主学习】引导学生阅读课本P41“变压器的原理”的内容，3.变压器的工作原理：互感现象.副原线(3)铁芯不发热.说明：大型变压器能量损失都很小，可看作理想变压器，本章研究的变压器可当作理想变压器处理.2.理想变压器的基本规律(1)原、副线圈两端的电压跟匝数成正比，即U 1U 2＝n 1n 2.若n 1＞n 2，则U 1＞U 2，称为降压变压器. 若n 1＜n 2，则U 1＜U 2，称为升压变压器. (2)输出功率等于输入功率P 出＝P 入，U 1I 1＝U 2I 2. (3)原、副线圈中的电流跟匝数成反比，即I 1I 2＝n 2n 1.(4)原、副线圈的交变电流的周期T 和频率f 相同. 3.互感器(1)用途：把高电压变成低电压，或把大电流变成小电流. (2)分类：电压互感器、电流互感器.板书设计4 变压器一、变压器的原理1.变压器的构造：原线圈(初级线圈)、副线圈(次级线圈)、闭合铁芯,2.变压器示意图及符号：二、电压与匝数的关系1.理想变压器(1)无漏磁现象(2)线圈电阻不计(3)铁芯不发热2.理想变压器的基本规律(1)\f(U1,U2)＝\f(n1,n2)(2)P出＝P入，U1I1＝U2I2(3)\f(I1,I2)＝\f(n2,n1)(4)原、副线圈的交变电流的周期T和频率f相同,3.互感器,电压互感器、电流互感器。

2021年高二人教版物理选修3-2全册教案：5.4 变压器

第四节变压器教学目标：（一）学问与技能1、生疏生活中的变压器2、了解变压器的结构3、理解变压器原、副线圈上的电压与匝数的关系4、通过探究熬炼动手力气和处理数据的力气（二）过程与方法1、做好教材中“思考与争辩”的演示试验，同时进一步补充两个小试验：变压器升压和降压的效果2、通过观看和分析，让同学明确变压器的基本结构和工作原理3、通过试验，探究变压器电压与匝数的关系4、总结归纳，得出结论（三）情感态度与价值观1、通过老师的引导及对问题探究中的相互沟通、争辩，促进师生之间、生生之间的合作互动，使同学实现学问和力气的协调进展。

2、通过确定数量的科学探究，同学经受与科学争辩工作相近或相像的过程，从中猎取学问和技能，体验其中的乐趣和曲折，感悟科学思想，培育科学精神。

教学重点：变压器工作原理和工作规律教学难点：变压器漏磁现象和互感原理教学方法：启发、争辩、讲授教学用具：可拆式变压器、同学电源、灯泡、万用表、导线若干、多媒体课件，同学变压器教学过程：（一）导入课题通过实例导入为了适应不同电压的需要，要有一种能转变沟通电压的设备——变压器幻灯片出示生活中的变压器的图片，变压器由哪几部分组成？它又是怎样工作的呢？（二）新课教学1、变压器的结构演示试验1：拆开可拆变压器的各组成部分，让同学观看．然后把可拆变压器的两个线圈分别与照明电源和小灯泡连接，观看到小灯泡正常发光．用投影显示出单相变压器的结构示意图及电路图，如图1所示．结合图示和实物介绍变压器各部分的名称．图12、变压器的工作原理师：变压器的工作原理是什么？当变压器的原线圈接上交变电源后，副线圈两端为何会有电压而使灯泡发光呢？请同学们用以前所学的学问解释产生这一现象的缘由和过程．生：把交变电压加在原线圈上，原线圈中的交变电流在铁芯中产生交变的磁通量，这个交变的磁通量不但穿过原线圈，也穿过副线圈，所以也在副线圈中激发感应电动势。

假如副线圈两端连着负载，副线圈中就会产生感应电流。

高中物理选修3-2教学设计2：5.4变压器教案

4变压器复习：1.法拉第电磁感应定律的内容是什么？数学表达式怎么写？2.电功率的定义是什么？定义式怎么写？引言:演示实验：要使额定电压为12V的灯泡正常发光，必须改变电压。

电路：原线圈接220V的交流电，副线圈接额定电压为12V的小灯泡。

现象：额定电压为12V的小灯泡正常发光。

结论：这个设备能够改变交变电流的电压。

实际应用中，常常需要改变交变电流的电压，例如：大型发电机产生的交流电，电压有几万伏，远距离输电需要高达几十万伏的电压，电饭煲、电磁炉、电冰箱、洗衣机需要220V 电压，电视机显像管需要10000V的高电压。

变压器就是改变交流电压的设备。

本节课我们就来研究变压器。

第1课时：变压器新课教学：一、变压器：改变交流电压的设备。

提出问题：变压器为什么能够改变交变电压呢？猜想：肯定与变压器的结构有关。

观察：闭合铁芯、原线圈、副线圈手摸：绝缘导线绕成线圈，涂绝缘漆的硅钢片叠合成闭合铁芯。

二、变压器原理1.结构线圈：原线圈和副线圈，由绝缘导线绕成；铁芯，由涂绝缘漆的硅钢片叠合而成。

2.电路符号：3.工作原理原线圈两端加交变电压，原线圈中就有交变电流流过，原线圈中的交变电流在铁芯中产生交变磁通量，交变磁通量既通过原线圈又通过副线圈，在原、副线圈中引起感应电动势；当副线圈闭合时，副线圈中就产生交变电流，它也在铁芯中产生交变磁通量，这个交变磁通量既穿过副线圈，也穿过原线圈，在原副线圈中同样要引起感应电动势。

这种在原副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应的现象，叫做互感现象。

由于互感现象，虽然原线圈和副线圈并没有连接，但是电能通过磁场从原线圈转移到了副线圈。

归纳：变压器改变电压的原理是靠互感现象。

提出问题：变压器在转移电能的过程有没有能量损失？如果有能量损失，造成能量损失的原因是什么？4.能量损耗线圈电阻：交变电流流过原副线圈，由于线圈有电阻，线圈中会产生热量；铁芯：当线圈中通过交变电流时，在铁心中会产生涡流，引起铁芯发热；辐射电磁波：感应电流的磁场分布在整个空间中，并不能完全限制在铁芯中，一小部分磁感线漏在铁芯外面，导致穿过原、副线圈的磁通量并不相等，形成电磁波，辐射能量。

高中物理人教版选修3-2 5.4 变压器教学设计、教案

第四节变压器素养目标定位1.了解变压器的构造，理解变压器的工作原理．2.理解变压器的变压规律和变流规律，并运用此规律解决实际问题．(重点＋难点)3.了解电压互感器和电流互感器．素养思维脉络知识点1 变压器原理1．构造由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成。

(1)原线圈：与__交流电源__相连的线圈。

(2)副线圈：与__负载__相连的线圈。

2．原理 __互感__现象是变压器的工作基础。

原线圈中电流的大小、方向不断变化，在铁芯中激发的__磁场__也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生__感应电动势__。

3．作用改变交变电流的__电压__，不改变交变电流的__周期__和__频率__。

知识点2 电压与匝数的关系1．理想变压器没有__能量损失__的变压器。

2．电压与匝数的关系原、副线圈的电压之比，等于两个线圈的__匝数__之比，即：U 1U 2＝__n 1n 2__。

3．两类变压器(1)降压变压器：副线圈的电压比原线圈的电压__低__的变压器。

(2)升压变压器：副线圈的电压比原线圈的电压__高__的变压器。

思考辨析『判一判』(1)变压器的工作原理是电磁感应。

(√)(2)变压器的工作基础是互感现象。

(√)(3)各种电流接入变压器的输入端，变压器都能正常工作。

(×)(4)原线圈的电压不随副线圈的输出电流的变化而变化。

(√)(5)原线圈的电流随副线圈的输出电流的增大而增大。

(√)(6)理想变压器的原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈。

(×)『选一选』(2019·云南省富宁一中高二下学期期中)如图所示，为四种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用白炽灯泡相同，且都是“220 V,40 W”，当灯泡所消耗的功率都调于20 W时，哪种台灯消耗的功率最小(C)解析：C图为理想变压器调节，而理想变压器不消耗能量，A、B、D三图中均利用电阻来调节灯泡上的电压，故一定要消耗能量。

『想一想』汽车等交通工具中用电火花点燃汽油混合气，如图所示，已知汽车蓄电池电压为12 V，变压器匝数之比为1∶100。

人教版高中选修3-2物理5.4变压器教案(3)

变压器一、自主探究1．变压器的原理（1）构造：原线圈：也叫_______,与________相接副线圈：也叫_______,与________相接铁芯：由涂有_______的硅钢片叠合而成（2（3）工作原理：原线圈上加上交变电压U 1时，原线圈中就有交变电流，铁芯中产生交变的磁通量，在原、副线圈中都要引起________________，如果副线圈是闭合的，则副线圈中将产生__________，它也要在铁芯中产生交变的磁通量，在原、副线圈中同样要引起感应电动势，在原、副线圈中由于有交变电流而发生互感现象。

所以变压器只能在_________电路中工作 ________________是变压器的工作原理，_________________是变压器的工作基础。

当（4）能量转换方式原、副线圈虽然不相连，但电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈，其能量转换方式为：___________转化为____________再转化为__________2．电压与匝数的关系（1）理想变压器：忽略___________________________________________的变压器叫理想变压器，是一个理想化的模型。

实际的变压器工作时有能量损失，如电流经过变压器线圈时会发热，铁芯在交变磁场的作用下也会发热（涡流）（2）电压关系实验和理论分析表明，对于理想变压器，原、副线圈的电压之比，等于两个线圈的__________之比，即______________________。

当n 1>n 2时，变压器使电压________，这种变压器叫_____________；当n 1<n 2时，变压器使电压__________，这种变压器叫______________。

（3）功率关系对于理想的变压器，由于不考虑能量损失，由能量守恒得____________________。

（4）电流关系对于理想变压器，原、副线圈中的电流之比与对应的匝数成_________，即________________。

人教版高中物理选修3-2 5.4《变压器》的教学设计

变压器
（高中物理选修3-2第五章第4节）
《变压器》教学设计
一、教材分析
《变压器》选自人教版、普通高中课程标准实验教科书、物理选修3—2第五章《交变电流》的第四节。

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，因此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。

教材对《变压器》这节课的设置是从学生的原有认知出发，通过实验手段，引导学生一步一步围绕变压器的原理及工作特性展开，让学生自己进行讨论、分析，逐步完成教学目标。

二、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？”、“变压器副线圈为什么有电压？”、“变压器怎样将原线圈的电能传输给副线圈？”、“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。

因此，本节课的教学采用如下的教学流程：。

新课标人教版3-2选修三5.4《变压器》优秀教案4(重点资料).doc

课题：变压器
人教版选修3-2第五章第四节
第1课时2011年6月
教学目标
一、知识与技能：1．了解变压器的构造及理解变压器的工作原理，2．探究变压器的匝数与线圈两端的电压的关系并能用它解决基本问题，3．明白理想变压器是忽略了变压器的能量损失，它的输出功率等于输入功率4、能运用功率关系推导电流与匝数关系
二、过程与方法：从探究“匝数与电压关系”全过程指导学生学习物理的思想与方法
n11
U1＇
n21
U21＇
n22
U22＇
n23
U23＇
5固定交流电压表可动接线柱3,将S扳向b并将数据记入表格
6改变交流电压,重复上面操作,将相应数据记入表格
7数据处理(要力求用准确而又简练的语言把它表述出来,如果可能最好用数学表达式来表示〔诱思导学4〕:电压与匝数的关系
学生按要求进行实验，教师巡回指导学生顺利进行实验。
1、n2>n1U2>U1——升压变压器
2、n2 <n1U2 <U1——降压变压器
四、理想变压器的变流规律
理想变压器输入功率等于输出功率
P入=P出即:U1I1=U2I2
理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比
注：此公式只适用于一个副线圈的变压器
1、分析：若无铁芯或铁芯不闭合时，原线圈中的磁通量只有一小部分贯穿副线圏，大部分漏失在外。有了闭合铁芯，由于铁芯被磁化，绝大部分磁通量集中在铁芯内部，贯穿副线圈，大大增强了变压器传输电能的作用。变压器中能量转换的过程是：电能→磁能→电能。铁芯起到了能量转换的作用。
七、课堂小结
通过本节课的学习你有什么收获和感悟？
让学生经讨论体验收获和感悟，对学生的展示进行评价。
学生讨论并体验收获和感悟。

高二物理选修3-2第五章交变电流第四节变压器导学案设计

高二物理选修3-2第五章交变电流第四节变压器导学案【教学目标】1．知道变压器的构造及几种常见的变压器，理解变压器的工作原理。

2．通过实验，探究理想变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系，电流与匝数的关系。

了解理想化模型在物理学研究中的重要性。

3．了解变压器在生活中的应用。

【教学重点】通过实验，探究理想变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系【教学难点】理解变压器的工作原理【自主学习】【思考与讨论】把两个没有导线相连的线圈套在同一闭合铁芯上，一个线圈连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上，如图所示。

小灯泡可能发光吗？说出你的道理。

连接电路，接通电源看看你的判断对不对。

知识点一：变压器的原理1．变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的，如图所示。

一个线圈与交流电电源连接，叫做，也叫初级线圈；另一个线圈与负载连接，叫做，也叫次级线圈。

（1）闭合铁芯由绝缘硅钢片叠合而成（2）原线圈或初级线圈匝数用n1表示（3）副线圈或次级线圈匝数用n2表示（4）输入电压：用U1表示；输出电压用U2表示（5）变压器的符号，如图所示。

2．互感现象是变压器工作的基础。

电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的大小、方向在不断地变化，铁芯中的磁场也在不断变化。

变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，所以尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电流。

3．在输入电压一定时，原线圈、副线圈取不同的匝数，副线圈输出的电压也不一样，变压器由此得名。

与线圈互相绝缘，变压器副线圈和原线圈电路是否相通？在给原线圈接交变电压U1后，副线圈电压U2是怎样产生的？4．实验探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系可以利用教学用的可拆变压器进行探究。

可拆变压器能方便地从不同的接线柱上选取不同匝数的线圈，如图所示。

探究时要注意一下几点（1）先写出操作步骤，画出电路图。

建议先保持原线圈的匝数不变，改变副线圈的匝数，研究其对副线圈电压的影响。

然后在保持副线圈的匝数不变，研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响。

新人教版高中物理选修3-2同步教案第5章 5-4 变压器 (2)(2篇)

第四节变压器●本节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.在讲解变压器的原理时，要积极引导学生从电磁感应的角度说明：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.要向学生强调，从能量转换的角度看，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.有的学生认为变压器铁芯是带电的.针对这种错误认识，可让学生根据电磁感应原理，经过独立思考了解到变压器铁芯并不带电，铁芯内部有磁场（铁芯外部磁场很弱）.要让学生明白，互感现象是变压器工作的基础.要让学生在学习电磁感应的基础上理解互感现象.这里的关键是明白原线圈和副线圈有共同的铁芯，穿过它们的磁通量和磁通量变化时刻都是相同的.因而，其中的感应电动势之比只与匝数有关.这样，原副线圈的匝数不同，就可以改变电压了.要使学生明白，理想变压器是忽略了变压器中的能量损耗，它的输出功率与输入功率相等，这样才得出原、副线圈的电压、电流与匝数的关系.在解决有两个副线圈的变压器的问题时，不做统一的要求，不必急于去分析这类问题，对学有余力的学生，可引导他们进行分析讨论.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，或看挂图、照片、实物或参观，以开阔学生眼界，增加实际知识.●教学目标一、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.二、技能目标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）三、情感态度目标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.●教学难点变压器是如何将原线圈的电能传输给副线圈的.●教学方法实验探究、演绎推理.●教学用具可拆变压器、交流电压表、交流电流表、灯泡、自耦变压器、调压器、导线等.●课时安排1 课时●教学过程一、引入新课［师］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.二、新课教学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：［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.［生］变压器的铁芯起什么作用？［师］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.［生］原副线圈中，感应电动势大小跟什么有关系？［师］与线圈中磁通量变化率及线圈匝数成正比.师生共同活动：1．实验探究得出理想变压器得变比关系2．推导理想变压器的变压比公式.设原线圈的匝数为N 1，副线圈的匝数为N 2，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E 1=N 1Δt1ΦΔ E 2=N 2Δt Δ2Φ 在忽略漏磁的情况下，ΔΦ1=ΔΦ2，由此可得2121N N E E = 在忽略线圈电阻的情况下，原线圈两端的电压U 1与感应电动势E 1相等，则有U 1=E 1；副线圈两端的电压U 2与感应电动势E 2相等，则有U 2=E 2.于是得到2121N N U U = ［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.［生2］当N 2＞N 1时，U 2＞U 1，这样的变压器叫升压变压器.［生3］当N 2＜N 1时，U 2＜U 1，这样的变压器叫降压变压器.［生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I 1与I 2有什么关系？［生］据P 出=U 2I 2，P 入=U 1I 1及P 出=P 入得：U 2I 2=U 1I 1 则：121221N N U U I I == ［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］变压器的种类很多，请同学们阅读教材，了解几种常见的变压器，并回答下列问题：（1）自耦变压器有何特点？（2）自耦变压器如何作升压变压器？又如何作降压变压器？（3）互感器分为哪几类？（4）电压互感器的作用是什么？（5）电流互感器的作用是什么？［生1］自耦变压器只有一个线圈，滑动头位置变化时，输出电压会连续发生变化.［生2］若把整个线圈作副线圈，线圈的一部分作原线圈，为升压变压器；若把线圈的一部分作副线圈，整个线圈作原线圈，为降压变压器.［生3］互感器分为两类，即电压互感器和电流互感器.［生4］电压互感器用来把高电压变成低电压.它的原线圈并联在高压电路中，副线圈上接入交流电压表，根据电压表测得的电压U 2和变压比，就可以算出高压电路中的电压.［生5］电流互感器用来把大电流变成小电流.它的原线圈串联在被测电路中，副线圈上接入交流电流表.根据电流表测得的电流I 2和变流比，可以算出被测电路中的电流.三、小结本节课主要学习了以下内容：1.变压器主要由铁芯和线圈组成.2.变压器可改变交变电的电压和电流，利用了原副线圈的互感现象.3.理想变压器：忽略一切电磁损耗，有P 输出=P 输入2121N N U U = 1221N N I I = 4.日常生活和生产中使用各种类型的变压器，但它们遵循同样的原理.四、作业（略）五、板书设计六、本节优化训练设计1.理想变压器原、副线圈匝数比为n 1∶n 2=10∶1, 如图所示.在原线圈中输入交变电压，其瞬时表达式为U 1=2202sin(100πt ) V ，在副线圈两端接入一灯泡和一只交流电压表，下面说法正确的是A.电压表的示数220 VB.电压表的指针周期性左右偏转C.输出交变电压频率减为5 HzD.灯泡承受电压的最大值是220 V2.（1993年全国）如图所示，一理想变压器的原、副线圈分别由双线ab 和cd （匝数都为n 1），ef 和gh （匝数都为n 2）组成，用I 1和U 1表示输入电流和电压，I 2和U 2表示输出电流和电压.在下列四种连接中，符合12212121,n n I I n n U U ==的是A.b 与c 连接，以a 、d 为输入端；f 与g 相连，以e 、h 为输出端B.b与c相连，以a、d为输入端；e与g相连，f与h相连为输出端C.a与c相连，b与d相连为输入端；f与g相连，以e、h为输出端D.a与c相连，b与d相连为输入端；e与g相连，f、h相连为输出端3.如图所示的理想变压器供电线路中，若将开关S闭合，电流表A1的示数将_______，电流表A2的示数将_______，电流表A3的示数将_______，电压表V1的示数将_______，电压表V2将_______.（不考虑输电线电压损耗）4.如图，在a、b两端与e、f两端分别加上220 V交流电压时，测得c、d间与g、h间电压均为110 V，若分别在c、d间与g、h间加110 V电压，则a、b间与e、f间电压分别为A.220 V，220 VB.220 V，110 VC.110 V，110 VD.220 V，05.在绕制变压器时，将两个线圈绕在如图变压器铁芯的左右两臂上，当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂.已知线圈1、2的匝数比N1∶N2=2∶1，在不接负载情况下A.当线圈1输入电压220 V时，线圈2输出110 VB.当线圈1输入电压220 V时，线圈2输出电压55 VC.当线圈2输入电压110 V时，线圈1输出电压220 VD.当线圈2输入电压110 V时，线圈1输出电压110 V参考答案：1.A2.AD3.V1、V2均不变，A1变大，A2不变，A3变大4.B5.D●备课资料理想变压器与实际变压器理想变压器是对实际变压器作理想化处理后得到的结果.中学物理教材对变压器的讨论，都是在理想化基础上进行的，即认为变压器线圈电阻为零，磁通量全部集中在铁芯中以及变压器运行时内部损耗忽略不计.由此导出原、副绕组的电压平衡方程：U 1=E 1，U 2=E 2；电压关系：2121N N U U =;电流关系：1221N N I I =和功率传输关系：P 1=P 2.上述关系基本上反映了变压器的运行规律，但理想变压器与实际变压器存在一定的差距，在某些条件下，这种差距还相当大，以致个别公式并不适用.下面从四个方面作进一步分析.（1）原、副绕组的电压平衡方程实际变压器考虑了线圈电阻以及漏磁通的影响，因此其电压平衡方程为：空载时；负载运行时.式中R 1、X 1和R 2、X 2分别为原副绕组的电阻和漏电抗，0⋅I 为空载电流，20⋅U 为副边开路电压.由于电流1⋅I （I 0）在R 1、X 1上的压降与主磁感应电动势1⋅E 相比数值很小，可以忽略，故有1⋅U =-1⋅E .同理，如将2⋅I 在R 2和X 2上产生的压降忽略，则在空载和负载下，均有2⋅U =2⋅E .仅考虑数值大小，我们就得到了理想变压器的电压平衡方程：1⋅U =1⋅E ，2⋅U =2⋅E .不过从下面的分析可知，U 2=E 2的处理是近似的. （2）原、副绕组的电压关系式对于实际变压器，空载时有U 1E 1,U 20=E 2，因此201U U 21E E =21N N .负载时从图所示的外特性曲线可知，当负载为电阻性及电感性时，U 2随I 2的增大而下降，并且功率因数cos φ2愈小，U 2下降愈厉害；当负载为电容性时，U 2随I 2的增大而升高，U 2≠E 2,故21U U ≠2121N N E E =.不过由于电压变动率一般在5%左右，所以近似认为21U U =21N N ，即理想变压器的电压关系成立. （3）原、副绕组的电流关系由磁势平衡方程，可得到实际变压器原、副绕组的电流关系：21201⋅⋅⋅-=I N N I I .因为变压器运行在额定负载时，0⋅I 只占1⋅I 的百分之几，故可略去，即有2121⋅⋅-=I N N I .如只考虑数值关系，则有1221N N I I =，这就是理想变压器的电流关系式. 这里我们要指出，当变压器运行在轻载或空载状态时，I 1/I 2=N 2/N 1不成立，原因是此时0⋅I 与1⋅I 相比，绝对不可以忽略.（4）功率传输关系及效率效率曲线实际变压器输入、输出功率关系为P 1=P Fe +P Cu +P 2，式中P Fe 为铁损，包括磁滞损耗和涡流损耗；P Cu 为铜损，即电流在线圈电阻上消耗的功率.变压器的效率η=P 1/P 2×100%,效率η与输出功率的关系如图所示.如忽略P Fe 和P Cu ，则得到理想变压器功率传输关系：P 1=P 2和η=100%.由于大型变压器运行在额定值附近时，效率可达97%~99.5%，故此时理想变压的关系式均成立.不过请注意，当变压器在轻载和空载条件下运行，其效率是比较低的，也就是此时P 1=P 2、η=100%均不成立.第四节变压器教学目标：（一）知识与技能1、认识生活中的变压器2、了解变压器的结构3、理解变压器原、副线圈上的电压与匝数的关系4、通过探究锻炼动手能力和处理数据的能力（二）过程与方法1、做好教材中“思考与讨论”的演示实验，同时进一步补充两个小实验：变压器升压和降压的效果2、通过观察和分析，让学生明确变压器的基本结构和工作原理3、通过实验，探究变压器电压与匝数的关系4、总结归纳，得出结论（三）情感态度与价值观1、通过教师的引导及对问题探究中的相互交流、讨论，促进师生之间、生生之间的合作互动，使学生实现知识和能力的协调发展。

高中物理选修3-2教案：5.4变压器

（3）掌握公式中各物理量所表示对象的含义教学方法(1）通过演示实验来研究变压器工作规律使学生能在实验基础上建立规律.（2)通过理想化模型建立及理论推导得出通过原副线圈电流与匝数间的关系。

（3)通过运用变压器工作规律的公式来解题使学生从实践中理解公式各物理量的含义教学过程(一）明确目标通过实验得出变压器工作规律并能运用解决实际问题。

(二）整体感知这节内容承上启下，它是电磁感应知识与交变电流概念的综合应用，体现出了交变电流的优点,为电能输送奠定了基础。

(三)重点、难点的学习与目标完成过程1．引入新课幻灯打出一组数据从以上表格可看到各类用电器额定工作电压往往不同，可我们国家民用统一供电均为220V,那这些元件是如何正常工作的呢？出示已拆录音机，指出变压器。

这就靠我们这节将要学习的变压器来实现升压、降压，从而使我们各类用电器在供电电压220V以下都能正常工作.出示可拆式变压器2．讲授新课我们先来了解变压器的构造,请同学观察实物并回答变压器由哪些部分组成.变压器由一个闭合铁心和两个绕在铁心上的线圈组成。

闭合铁心是由极薄彼此绝缘的硅钢片叠压而成，（实物呈现,各组由前往后传)现在我们用符号来表示变压器。

强调线圈必须绕在铁心其中与电源连接叫原线圈,也叫初级线圈.另一个与负载连接叫副线圈，也叫次级线圈。

接下来我们再来研究变压器的工作原理。

原副线圈都是用绝缘导线绕成，原副线圈彼此间没有直接关系。

但闭合铁芯使原副线圈发生了联系。

原线圈输入交变电压，则原线圈中就有交变电流,请同学们思考铁芯闭合与没有闭合两种情况的磁感线分布图。

当铁芯闭合，原线圈产生的磁感线几乎全部分布在铁芯内部。

当铁芯不闭合副线圈通过的磁通量减少。

由于原线圈中通的是交变电流，因而铁芯中的磁通量是变化的,这样副线圈两端有电压吗？为什么[演示]因为通过副线圈的磁通量也发生变化那副线圈两端电压U2变化吗?为什么？感应电动势大小与磁通量变化快慢有关，那副线圈的磁通量变化均匀吗？如果通过线圈的磁通量均匀变化时,线圈中产生的感应电动势大小不变。