第五章第4节变压器教案

选修3-2第五章第4节《变压器》教学设计

一、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）.

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.

二、教学目标

1、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.

2、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）

3、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.

三、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．

四、学情分析：学生已经掌握了电磁感应现象的大致规律，了解了电感现象，为本节的学习打下了理论基础。可自行预习课本，了解相关原理。同时变压器的作用神奇，变压装置在生活中很常见，应激发学生学习主动性，利用课余时间，带着自己的问题，搜集资料了解变压器

五、教学方法五步两段一体循环穿插教学法

六、课前准备

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.

七、课时安排 1 课时

八、教学过程

(一)预习检查、总结疑惑（5分钟）

检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（二）情景导入、展示目标。（2分钟）

［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.

（三）合作探究、精讲点拨。（20分钟）

导学问题：

1.变压器原理

(1)、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？

(2)、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？

（3）、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.

（4）、变压器的铁芯起什么作用？

（5）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.

（6）、原副线圈中，感应电动势大小跟什么有关系？

2、实验探究得出理想变压器得变比关系

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 E1=N1Δt 1

Δ

E2=N2Δt Δ2

Φ

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

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？

（5）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？

（6）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？

（7）绕制原副线圈的导线粗细一样吗？

3、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？

（四）反思总结，当堂检测。

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.

（五）新课导学、布置预习。