高中物理选修一3.3变压器精品学案

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《变压器》教学设计-优质教案

《变压器》教学设计-优质教案

《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:。

高中物理选修变压器教案

高中物理选修变压器教案

高中物理选修变压器教案1.掌握变压器的基本原理和工作过程2.了解变压器的分类及应用3.能够计算变压器的变比和工作效率【教学重点】1.变压器的原理和工作过程2.变压器的分类及应用3.变压器的计算【教学难点】1.理解变压器的原理2.计算变压器的变比和效率【教学准备】PPT、实验器材、教学素材、黑板、粉笔【教学过程】一、导入1.引入话题:请同学们设想一下,如果没有变压器,我们的电子设备会怎样?2.观看视频:观看变压器的工作原理和应用视频,引起学生兴趣。

二、讲解1.变压器的定义和原理:通过PPT介绍变压器的定义和原理,让学生了解其作用和工作原理。

2.变压器的分类和应用:介绍不同类型的变压器及其在生活中的应用。

3.变压器的变比和效率计算:通过例题讲解变压器的变比计算和效率计算方法。

三、实验1.观察实验:进行变压器实验,让学生观察变压器工作的现象和特点。

2.数据记录:让学生记录实验数据,计算变压器的变比和效率。

四、练习1.小组讨论:分组讨论变压器的应用和优点。

2.作业布置:布置变压器的相关填空题和计算题作业,加深对知识点的理解。

五、总结1.梳理重点:总结变压器的原理、分类和应用。

2.反馈答疑:解答学生提出的问题,确保学生对知识点的掌握。

【教学板书】变压器- 定义:用来改变交流电压大小的装置- 原理:利用电磁感应原理【教学反思】本节课主要围绕变压器的原理、分类和计算展开,通过实验和讨论加深学生对变压器的理解和应用。

在教学中要注意引导学生思考,培养学生分析问题和解决问题的能力。

高二物理《变压器》教案3篇

高二物理《变压器》教案3篇

高二物理《变压器》教案3篇高二物理《变压器》教案2中国民用供电使用三相电作为楼层或小区进线,多用星形接法,其相电压为220V,而线电压为381V(近似值),需要中性线,一般也都有地线,即为三相五线制。

而进户线为单相线,即三相中的一相,对地或对中性线电压均为220V。

一些大功率空调等家用电器也使用三相四线制接法,此时进户线必须是三相线。

工业用电多使用6kV以上高压三相电进入厂区,经总降压变电所、总配电所或车间变电所变压成为较低电压后以三相或单相的形式深入各个车间供电。

一、知识目标1、知道三相交变电流是如何产生的.了解三相交变电流是三个相同的交流电组成的.2、了解三相交变电流的图象,知道在图象中三个交变电流在时间上依次落后1/3周期.3、知道产生三相交变电流的三个线圈中的电动势的最大值和周期都相同,但它们不是同时达到最大值(或为零).4、了解三相四线制中相线(火线)、中性线、零线、相电压、线电压等概念.5、知道什么是星形连接、三角形连接、零线、火线、线电压及相电压.二、能力目标1、培养学生将知识进行类比、迁移的能力.2、使学生理解如何用数学工具将物理规律建立成新模型3、训练学生的空间想象能力的演绎思维能力.4、努力培养学生的实际动手操作能力.三、情感目标1、通过了解我国的电力事业的发展培养学生的爱国热情2、让学生在学习的过程中体会到三相交流电的对称美教学建议教材分析三相电流在生产和生活中有广泛的应用,学生应对它有一定的了解.但这里只对学生可能接触较多的知识做些介绍,而不涉及太多实际应用中的具体问题.三相交变电流在生产生活实际中应用广泛,所以其基本常识应让每个学生了解.教法建议1、在介绍三相交变电流的产生时,除课本中提供的插图外,教师可以再找一些图片或模型,使学生明白,三个相同的线圈同时在同一磁场中转动,产生三相交变电流,它们依次落后1/3周期.三相交变电流就是三个相同的交变电流,它们具有相同的最大值、周期、频率.每一个交变电流是一个单相电.2、要让学生知道,三个线圈相互独立,每一个都可以相当于一个独立的电源单独供电.由于三个线圈平面依次相差120o角.它们达到最大值(或零)的时间就依次相差1/3周期.用挂图配合三相电机的模型演示,效果很好.让三个线圈通过星形连接或三角形连接后对外供电,一方面比用三个交变电流单独供电大大节省了线路的材料,另一方面,可同时提供两种不同电压值的交变电流.教师应组织学生观察生活实际中的交变电流的连接方式,理解课本中所介绍的三相电的连接.教学设计方案三相交变电流教学目的1、知道三相交变电流的产生及特点.2、知道星形接法、三角形接法和相电压、线电压知识.教具:演示用交流发电机教学过程:一、引入新课本章前面学习了一个线圈在磁场中转动,电路中产生交变电流的变化规律.如果三组互成120°角的线圈在磁场中转动,三组线圈产生三个交变电流.这就是我们今天要学习的三相交变电流.板书:第六节三相交变电流二、进行新课演示单相交流发电机模型:只有一个线圈在磁场中转动,电路中只产生一个交变电动势,这样的发电机叫单相交流发电机.它发出的电流叫单相交变电流.演示:三相交流发电机模型,提出研究三相交变电流的产生.板书:一、三相交变电流的产生1、三相交变电流的.产生:互成120°角的线圈在磁场中转动,三组线圈各自产生交变电流2、三相交变电流的特点:最大值和周期是相同的.板书:三组线圈到达最大值(或零值)的时间依次落后1/3周期我们还可以用图像描述三相交变电流板书:三相交变电流的图像三组线圈产生三相交变电流可对三组负载供电,那么三组线圈和三个负载是怎样连接的呢?板书:二、星形连接和三角形连接1、星形连接说明:在实际应用中,三相发电机和负载并不用6条导线连接,而是把线圈末端和负载之间用一条导线连接,这就是我们要学习的星形连接①把线圈末端和负载之间用一条导线连接的方法叫星形连接(符号Y)②端线、火线和中性线、零线从每个线圈始端引出的导线叫端线,也叫相线,在照明电路里俗称火线.从公共点引出的导线叫中性线,照明电路中,中性线是接地的叫做零线.③相电压和线电压端线和中性线之间的电压叫做相电压两条端线之间的电压叫做线电压.我国日常电路中,相电压是220V、线电压是380V2、三角形连接①把发电机的三个线圈始端和末端依次相连的方式叫三角板连接(符号△)②相电压和线电压两条端线之间的电压就是其中一个线圈的相电压,所以三角形连接中相电压等于线电压.高二物理《变压器》教案3教学目标一、知识目标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、理解在远距离输电时,利用变压器可以大大降低传输线路的电能消耗的原因.7、知道课本中介绍的几种常见的变压器.二、能力目标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.三、情感目标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.教学建议教材分析及相应的教法建议1、在学习本章之前,首先应明确的是,变压器是用来改变交变电流电压的.变压器不能改变恒定电流的电压.互感现象是变压器工作的基础.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的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.2、在分析变压器的原理时,课本中提到了次级线圈对于负载来讲,相当于一个交流电源一般情况下,忽略变压器的磁漏,认为穿过原线圈每一匝的磁通量与穿过副线圈的磁通量总是相等的.这两个条件,都是理想变压器的工作原理的内容.利用课本中的这些内容,教师在课堂上,首先可以帮助学生分析变压器原理,原线圈上加上交变流电后,铁心中产生交变磁通量;在副线圈中产生交变电动势,则副线圈相当于交流电源对外供电.在这个过程中,如果从能量角度分析,可以看成是电能(原线圈中的交变电流)转换成磁场能(铁心中的变化磁场),磁场能又转换成电能(副线圈对外输出电流).所以,变压器是一个传递能量的装置.如果不计它的损失,则变压器在工作中只传递能量不消耗能量.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、电流与匝数的关系式.在解决有两个副线圈的变压器的问题时,这一点尤其重要.当然,在初学时,有两个副线圈的变压器的问题,不做统一要求,不必急于去分析这类问题.对于学有余力的学生,可引导他们进行分析讨论.3、学生对变压器原理和变压器中原、副线圈的电压、电流的关系常有一些似是而非的模糊认识,引导学生认真讨论章后习题,对学生澄清认识会有所帮助.4、变压器的电压公式是直接给出的.课本中利用原、副线圈的匝数关系,说明了什么是升压变压器和什么是降压变压器,这也是为了帮助学生能记住电压关系公式.利用变压器的输出功率和输人功率相等的关系,得到了 I1I2=U1U2.建议教师做好用输出负载调节输入功率的演示实验.引导学生注意观察,当负载端接入的灯泡逐渐增多时,原、副线圈上的电压基本上不发生变化,原线圈中的电流逐渐增大,副线圈中的电流也逐渐增大.5、介绍几种常见的变压器,是让学生能见到真实的变压器的外型和了解变压器的实际构造.教师应当尽可能多地找一些变压器的给学生看一看.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6、电能的输送,定性地说明了在远距离输送电能时,采用变压器进行高压输电可以大大减少输电线路上的电能损失.这里重点描述了输电线上的电流大小与造成的电热损失的关系,教师应帮助学生分析,理解采用高压输电的必要性.教学重点、难点、疑点及解决办法1、重点:变压器工作原理及工作规律.2、难点:(l)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.3、疑点:变压器铁心是否带电即如何将电能从原线圈传输出到副线圈.4、解决办法:(l)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。

新人教版高中物理选修3-2第五章《变压器》精品教案

新人教版高中物理选修3-2第五章《变压器》精品教案


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?

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)



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 ( )

人教版高中选修1-1物理3.4变压器教案(8)

人教版高中选修1-1物理3.4变压器教案(8)

[高二物理教案17-4]17.4 变压器一、教学目的l、巩固基础知识,进一步理解变压器2、培养学生利用所学知识解决实际问题的能力二、教学重点:巩固基础知识,进一步理解变压器三、教学难点:培养学生利用所学知识解决实际问题的能力四、教学方法复习提问、讲练结合五、课时安排2课时六、教学用具:投影片、投影仪七、教学过程:(一)基础知识复习1.变压器的构造原线圈、副线圈、铁心2.变压器的工作原理在原、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,互感现象是变压器工作的基础。

3.理想变压器磁通量全部集中在铁心内,变压器没有能量损失,输入功率等于输出功率。

4.理想变压器电压跟匝数的关系:U1/U2= n1/n2说明:对理想变压器各线圈上电压与匝数成正比的关系,不仅适用于原、副圈只有一个的情况,而且适用于多个副线圈的情况。

即有332211n U n U n U ===……。

这是因为理想变压器的磁通量全部集中在铁心内。

因此穿过每匝线圈的磁通量的变化率是相同的,每匝线圈产生相同的电动势,因此每组线圈的电动势与匝数成正比。

在线圈内阻不计的情况下,每组线圈两端的电压即等于电动势,故每组电压都与匝数成正比。

5.理想变压器电流跟匝数的关系I 1/I 2= n 2/n 1 (适用于只有一个副线圈的变压器)说明:原副线圈电流和匝数成反比的关系只适用于原副线圈各有一个的情况,一旦有多个副线圈时,反比关系即不适用了,可根据输入功率与输出功率相等的关系推导出:U 1I 1= U 2I 2+ U 3I 3+U 4I 4+……再根据U 2=12n n U 1, U 3=13n n U 1 , U 4=14n nU 4……可得出: n 1I 1=n 2I 2+ n 3I 3+ n 4I 4+…… 6.注意事项(1)当变压器原副线圈匝数比(21n n )确定以后,其输出电压U 2是由输入电压U 1决定的(即U 2=12n n U 1)但若副线圈上没有负载 , 副线圈电流为零输出功率为零 , 则输入 功率为零,原线圈电流也为零,只有副线圈接入一定负载,有了一定的电流,即有了一定的输出功率,原线圈上才有了相应的电流(I 1=12n n I 2),同时有了相等的输入功率,(P 入=P 出)所以(二)例题精讲【例1】如图1所示,理想变压器铁芯上绕有A C 三个线圈,匝数比为n A ∶n B ∶n C =4∶2∶1和C 的两端各接一个相同的电阻R ,当线圈A源连通时,交流电流表A 2的示数为I 0,则交流电表A 1的读数为_______________I 0 。

物理(人教版选修1 1)教案:3.4变压器

物理(人教版选修1 1)教案:3.4变压器

物理(人教版选修1 1)教案:3.4变压器物理(人教版选修1-1)教案:3.4变压器第四节变压器教学目标:1、2、3、4了解变压器的构造,知道变压器为什么能够改变交流的电压。

由实验探究总结变压器原、副线圈的电压与两个线圈匝数的关系。

了解几种常见的变压器类型及其应用。

体验科学探究过程,培养实验设计、分析和演示能力。

教学过程:注:发电机送电后,需要将其运输数千米。

发电站需要提高电压,然后才能将其传输到远程设备。

家用电压为220V,地铁机车电压为750V。

远距离发送的电压太高,无法直接使用。

变电站中的电压应先降低,然后才能发送给用户。

注:因此,在传输过程中,各种变压器起着极其重要的作用。

变压器是电气化社会中不可缺少的重要设备。

我们周围有各种各样的变形金刚。

首先,变压器的结构说明:变压器是由铁芯和绕在铁芯上的线圈组成的。

变压器的一个线圈跟前一级电路连接,叫做原线圈,也叫初级线圈.另一个线圈跟下一级电路连接,叫做副线圈,也叫次级线圈二、变压器为什么能改变电压演示实验实验仪器:变压器、学生电源和灯泡。

实验过程:①一个线圈连接学生电源的交流输出端,另一个线圈连接小灯泡的两端,闭合学生电源的开关,会看到小灯泡发光一②改变学生电源的电压,重复以上实验③原线圈与副线圈对调,重复以上实验④换用其他线圈,重复以上实验实验现象:小灯泡发光,改变学生电源电压,改变灯泡亮度,初级线圈和次级线圈切换,灯泡亮度改变问:小灯泡没有直接跟电源连接,为什么能发光?(变压器的原理是电磁感应定律,原线圈中通过电流时,铁芯中产生磁场,由于交变电流的大小和方向都在不断变化,铁芯中磁场的强弱和方向也都在不断变化。

副线圈与原线圈是套在同一个铁芯上的,通过副线圈的磁场也在不断变化,于是就在副线圈内产生了感应电动势。

线圈的各匝导线之间是相互串联的,每匝的感应电动势加在一起,就是整个线圈的感应电动势。

因此,在同一个铁芯上,哪个线圈的匝数多,哪个线圈的电压就高)问:电压比和匝数比之间的关系是什么?(U1:U2=N1:N2)Q:电流比和匝数比之间的关系是什么?(i1:i2=n2;n1)第四节、变压器板书设计1.升压和降压需要变压器I.变压器结构1、变压器是由铁芯和绕在铁芯上的线圈组成的。

高中物理 第3章 电磁感应 第4节 变压器教案 新人教版选修1-1(2021年最新整理)

高中物理 第3章 电磁感应 第4节 变压器教案 新人教版选修1-1(2021年最新整理)

高中物理第3章电磁感应第4节变压器教案新人教版选修1-1 编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(高中物理第3章电磁感应第4节变压器教案新人教版选修1-1)的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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§3。

4 变压器【教学目标】一、知识目标: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、理解在远距离输电时,利用变压器可以大大降低传输线路的电能消耗的原因。

7、知道课本中介绍的几种常见的变压器。

二、能力目标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。

三、情感目标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。

【重点难点】1、重点:变压器工作原理及工作规律。

2、难点:(l)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。

【教具】学生实验:10V的交流电源一个、5V的灯泡一个、环形铁芯一个、开关一个、电压表一个、导线若干展示:各种变压器的实物或图片多媒体课件【教学过程】【活动环节】任务:手里只有一个10V的交流电源,想让一个5V的灯泡正常发光,怎么办?器材:10V的交流电源一个、5V的灯泡一个、环形铁芯一个、开关一个、电压表一个、导线若干设想:上述器材中,环形铁芯显得很特别……分析其他器材的作用电路:分析:这种神奇的现象是怎么发生的呢?学生默读课本P62~63:“原线圈中通过电流时,铁芯中产生磁场,由于交变电流的大小和方向都在不断变化,铁芯中磁场的强弱和方向也都在不断变化。

高中物理选修1-1:3.4 变压器 教案(2篇)

高中物理选修1-1:3.4 变压器 教案(2篇)

备课时间上课时间第周周月班级节次课题 3.4 变压器总课时数第节教学目标1了解变压器的构造,知道变压器为什么能够改变交流的电压;2由试验探究总结变压器原、副线圈的电压与两个线圈匝数的关系;3了解几种常见的变压器的类型及其应用教学重难点由试验探究总结变压器原、副线圈的电压与两个线圈匝数的关系;教学参考教参教师用书授课方法问题引领教学辅助手段多媒体专用教室教学教学二次备课四、变压器学习目标知识脉络1.知道变压器的基本构造.2.理解变压器的工作原理.(难点)3.学会用变压器原、副线圈的电压与两线圈匝数的关系解决问题.(重点)4.知道常见的变压器的类型及它们的应用.(难点)变压器的结构[先填空]1.结构如图3-4-1中的实物是示教变压器,它像各种变压器一样,主要由铁芯和绕在铁芯上的线圈(也叫绕组)两部分组成,铁芯由硅钢片叠合而成,线圈由漆包线绕成.图3-4-1工作时,变压器的一个线圈跟前一级电路连接,叫做原线圈,也叫初级线圈(初级绕组);另一个线圈跟下一级电路连接,叫做副线圈,也叫次级线圈(次级绕组).2.作用能改变交变电流的电压,不改变交变电流的周期和频率.3.常用符号如图3-4-2甲所示,是由闭合铁芯和绕在铁芯上的原、副线圈构成.图3-4-2乙是变压器的符号.甲乙图3-4-2[再判断]1.变压器主要用铁芯和绕在铁芯上的线圈组成.(√)2.变压器不但能改变交流电流,也能改变直流电压.(×)3.变压器的原、副线圈是用导线连接在一起的,所以当原线圈接交流电源时,副线圈有电流输出.(×)[后思考]1.变压器的铁芯是由什么构成的?【提示】变压器的铁芯是由硅钢片叠合而成.2.变压器能改变交变电流的频率吗?【提示】变压器能改变交变电流的电压、电流,不能改变周期、频率.变压器为什么能改变电压[先填空]1.电磁感应现象是变压器的工作基础.当原线圈通过电流时,铁芯中产生磁场,由于交变电流的大小和方向都在不断变化,铁芯中磁场的强弱和方向也都在不断变化,通过铁芯副线圈中的磁场也在不断变化,于是副线圈内产生了感应电动势.2.线圈的各匝导线之间是相互串联的,每匝的感应电动势加在一起,就是整个线圈的感应电动势.因此,在同一个铁芯上,哪个线圈的匝数多,哪个线圈的电压就高.[再判断]1.变压器的工作原理是电磁感应.(√)2.变压器副线圈匝数多,则副线圈的电压高.(√)3.变压器的输出功率决定输入功率.有P入=P出.(√)[后思考]1.变压器为何不能改变恒定直流电压?【提示】变压器的工作原理是电磁感应,产生感应电动势的条件是磁通量发生变化,恒定直流电的磁场不变,故变压器不能改变恒定直流电压.2.理想变压器原、副线圈的两端电压与匝数之比有怎样的关系?【提示】U1U2=n1n21.变压器的工作原理电磁感应现象.当交变电流通过原线圈时,由于电流的大小和方向在不断改变,所以铁芯中的磁场也在不断变化,这样变化的磁场就在副线圈中产生感应电动势,由于原、副线圈匝数不同,所以副线圈中输出的电压与原线圈中的电压不同,这样就达到了改变交流电压的目的.2.理想变压器变压器在不考虑线圈的热损失和铁芯发热损失的能量时,输入功率和输出功率相等.理想变压器的磁通量全部集中在铁芯内,穿过原、副线圈的磁通量相同,穿过每匝线圈的磁通量的变化率也相同,因此每匝线圈产生的感应电动势相同,线圈的各匝导线之间是相互串联的,每匝的感应电动势加在一起,就是整个线圈的感应电动势.因此在同一个铁芯上,匝数多的线圈的电动势高,所以理想变压器原、副线圈的两端电压与匝数成正比,即U1U2=n1n2.3.理想变压器原、副线圈基本量的关系基本关系功率关系P入=P出电压关系U1U2=n1n2,与负载、副线圈的多少无关频率关系f1=f2(变压器不改变交流电的频率)因果关系(n1和n2不变时)(1)由U2=n2n1U1可知U1决定U2,即原线圈两端电压决定副线圈两端的电压(2)由P入=P出可知输出功率决定输入功率,功率按需分配4.变压器的种类(1)升压变压器:n2>n1时,U2>U1,变压器使电压升高,这种变压器叫升压变压器.(2)降压变压器:n2<n1时,U2<U1,变压器使电压降低,这种变压器叫降压变压器.1.(多选)如图3-4-3所示为变压器的示意图,它被用来升高发电机的输出电压,下列说法中正确的是()【导学号:46852062】图3-4-3A.图中M是闭合的铁芯B.发电机应与线圈I相连,升高后的电压由c、d两端输出C.电流以铁芯为通路从一个线圈流到另一个线圈D.变压器是根据电磁感应原理工作的【解析】由题设知该变压器为升压变压器,所以原线圈匝数小于副线圈匝数,故Ⅱ为输入端即接发电机,Ⅰ为输出端,选项B错;铁芯提供闭合的磁路,使电能先变成磁场能再在副线圈中变成电能,所以C项错.故选A、D.【答案】AD2.如图3-4-4所示,变压器原、副线圈匝数比为1∶2,则副线圈中电压表读数为()【导学号:46852063】图3-4-4A .0 VB .2 VC .4 VD .8 V【解析】 由于原线圈接的是直流电源,所以通过副线圈的磁场不变,因此副线圈中电压表读数为0,选项A 正确.【答案】 A3.如图3-4-5所示,可以将电压升高后供给家用电灯的变压器是( )【导学号:46852064】图3-4-5A .甲图B .乙图C .丙图D .丁图【解析】 变压器只能变交流,不能变恒定直流,故选项A 、D 错误.由U 1U 2=n 1n 2知,欲升压则需n 1<n 2,故丙图正确.【答案】 C4.如图3-4-6所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1,原线圈接正弦交流电源,副线圈接入“220 V 60 W ”灯泡一只,且灯泡正常发光,则( )图3-4-6A .电流表的示数为3 2220 AB.电源输出功率为1 200 WC.电流表的示数为3 220AD.原线圈端电压为11 V【解析】由灯泡正常发光可知,副线圈电压为220 V,由U1U2=n1n2可知,原线圈电压U1=20×220 V=4 400 V,选项D错;又因输入功率等于输出功率,P1=P2=60 W,故选项B错;电流表读数为有效值,原线圈中电流I1=P1U1=604 400A=3220A,故选项A错,选项C正确,故选C.【答案】 C5.一台理想变压器,原、副线圈的匝数比n1∶n2=20∶1,原线圈接入220 V 的交流电压,副线圈向一电阻为110 Ω的用电器供电,则副线圈中的电流为()【导学号:46852065】A.2 A B.0.1 AC.0.5 A D.0.005 A【解析】由U1U2=n1n2得U2=n2n1U1=120×220 V=11 V,副线圈中电流为I2=U2R=11110A=0.1 A,故选项B正确.【答案】 B1.变压器能改变交流电的电压、电流,不能改变周期、频率.2.变压器遵守能量守恒定律:P入=P出.。

[精品]新人教版选修1-1高中物理(文)3.4 变压器导学案

[精品]新人教版选修1-1高中物理(文)3.4 变压器导学案

高二物选修1——1导案课题:《34 变压器》导案[习目标]:1了解变压器的结构和工作原2探究分析想变压器的想模型及功率传输规律3想变压器的变压和变流规律【课堂点拨与交流】照明灯电压------220伏机床上照明灯------36伏半导体收音机电电压不超过10伏大型发电机交流电压------几万伏远距离输电------几十万伏电视机显像管却需要10000V以上电压交流便于改变电压,以适应各种不同的需要——变压器就是改变交流电压的设备一、变压器的构造(1)闭合铁芯(绝缘硅钢片叠合而成)(2)原线圈(初级线圈):其匝用1表示(3)副线圈(次级线圈):其匝用2表示(4)输入电压:U1; 输出电压:U22电路图中符号3、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?4、变压器原副线圈不相通,那么在给原线圈接交变电压U1后,副线圈电压U2是怎样产生的?二、想变压器的变压规律【实验探究】探究变压器两个线圈的电压关系:实验步骤:1 把可拆式变压器的一个线圈作为原线圈,连接到生电的交流输出端,另一个线圈作为副线圈,可不接负载。

2 闭合电开关,用多用电表的交流电压挡分别测量两个线圈两端的电压,测量完毕断开生电的开关。

3 改变生电的电压设置,重复以上实验。

4 改变原、副线圈的匝,重复以上实验。

请同们根据实验据讨论:1 变压器的原线圈、副线圈的电压与两个线圈的匝之间有什么关系?试写出它们之间的关系式。

2 要使电压经过变压器后电压升高,副线圈的匝比原线圈的匝多还是少?若要使电压降低呢?【结论】1、想变压器原副线圈的两端电压之比等于这两个线圈的匝之比。

2、升压变压器3、降压变压器【例1】一想变压器,其原线圈2200匝,副线圈440匝,并接一个100Ω的负载电阻。

(1)当原线圈接在44V直流电电上时,副线圈两端电压表示为________V,副线圈中电流表示为______A(2)当原线圈接在220V交变电上时,电压表示为________V,电流表示为_______A。

高中物理教学课例《变压器》课程思政核心素养教学设计及总结反思

高中物理教学课例《变压器》课程思政核心素养教学设计及总结反思

高中物理教学课例《变压器》教学设计及总结反思学科教学课例名称高中物理《变压器》《变压器》这一节在物理的学习过程中起着承上启下的重要作用,是本章重点内容,也是高考的热点之一。

教材分析教学目标变压器是沟通电路中常见的设备,它原理是电磁感应现象,是电磁感应教学的进一步延长,同时,是远距离输电中的必要装置,学习《变压器》将为远距离输电奠定根底。

1.物理观念:(1)知道变压器的构造,了解变压器的工作原理。

(2)理解抱负变压器原、副线圈中电压与匝数的关系,能应用它分析解决有关问题。

(3)了解变压器在生活中的应用。

2.科学思维:运用所学的互感现象的学问解释变压器的工作原理。

并体会到能量守恒定律是普遍适用的。

3.科学探究:在探究变压比和匝数比的关系中培育学生运用物理抱负化模型分析问题、解决问题的力气。

4.科学态度与责任:激发学生对科学的兴趣和热忱,使他们了解变压器在生活中的应用。

了解抱负化模型在物理学争论中的重要性。

本班学生根底极差,对变压器会感觉比较生疏,对前面电磁感应还不是特别理解,但已有确定的印象,需学生学习力气分析教学策略选择与设计要教师在讲解变压器原理时需要多引导,让学生在电磁感应理论的根底上理解什么是互感现象?为什么原、副线圈之间没有载流导线的连接,副线圈中还可以输出电流?使学生再次体会交变电流与恒定电流的区分,以及沟通电的特点。

教学应围绕“什么是变压器?”“变压器副线圈为什么有电压?”“变压器为什么能转变电压?”“变压器是怎样转变电压、电流的?”等问题为线索开放教学。

以能量转化和传输为核心,突出变压器的抱负化模型。

教学中课依据实际状况向学生进展介绍,如图片、实物,以及利用是多媒体设备呈现相关的视频资源,以提高学生学习的兴趣和开阔学生的眼界。

一、创设情境1.介绍在实际使用中,我们常常需要不同电压的沟通电并举例。

提出问题如何实现电压的灵敏变化,引教学过程入变压器的概念,并让学生体会到变压器作用的实际意义2.多媒体呈现变压器的种类和式样〔让学生对实际变压器有感性生疏〕;3.设置悬念:变压器是如何变压的呢?有什么规律?引出要探究的课题。

高中物理人教版选修1-1第三单元第4课《变压器》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案

高中物理人教版选修1-1第三单元第4课《变压器》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案

高中物理人教版选修1-1第三单元第4课《变压器》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案
1教学目标
知识与技能
1.知道变压器的构造,理解互感现象及变压器的工作原理。

2.掌握理想变压器变压比和变流比的规律。

3.知道几种常用变压器。

过程与方法
1.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,培养学生的实验能力和理论分析能力。

2.明确变压器的理想化条件,通过建立理想模型的学习过程,加强学生建立物理模型方法的学习,有利于提高他们的分析概括能力。

情感态度与价值观
1.让学生充分体会能量守恒定律的普遍性及辨证统一思想。

2.培养学生尊重事实,实事求是的科学精神和科学态度,主动关注周围事物。

2学情分析
对变压器的工作原理不了解,实际操作的能力有所欠缺。

3重点难点
1.变压器工作原理。

2.变压器是如何将原线圈的电能传输给副线圈的。

4教学过程
教学活动
1【导入】变压器
教师:请同学们思考,若将一个额外电压为6V的小灯泡直接接到照明电源上,会出现什么现象?
学生:因为照明电路电源电压是220V,所以小灯泡会立即烧毁。

教师:根据以前所学的知识,有办法使小灯泡正常工作吗?。

高中物理选修1-1教案-3.4变压器6-人教版

高中物理选修1-1教案-3.4变压器6-人教版

变压器【教学目标】一、知识与技能:1、了解使用变压器的目的,知道变压器的基本构造,知道理想变压器和实际变压器的区别。

2、知道变压器的工作原理,会用法拉第电磁感应定律解释变压器的变比关系。

3、变压器知识的应用二、过程与方法1、鼓励学生观察生活中的变压器三、情感态度与价值观通过拆装变压器,理论结合实践【教学重点】变压器的工作原理,互感过程的理解及电压与匝数的关系。

【教学难点】互感过程的理解,变比关系的推导和理解【教学方法】演示、实验探究法、推理、讲解法。

【教具】学生电源、可拆变压器、小灯泡【教学过程】一、引入新课今天我们要学习的是变压器这一节,在进入新课前,我们来看这样一组数据。

用电器额定工作电压用电器额定工作电压随身听3V 机床上的照明灯36V扫描仪12V 防身器3000V手机充电器 4.2V 4.4V 5.3V 黑白电视机显像管几万伏录音机6V 9V 12V 彩色电视机显像管十几万伏提问: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?回答:用我们今天所要学习的设备――变压器。

演示实验:现象:灯泡能够正常发光。

这说明变压器是能够改变交流电压的设备。

过渡:为什么变压器会有这样的功能呢?就让我们先从变压器的构造说起。

一、变压器的构造最典型的变压器是由两个线圈和闭合铁芯构成。

展示可拆变压器. 示意图. 电路图中符号投影:变压器的示意图,原副线圈的匝数一般是不同的,n 1和n 2分别表示原线圈和副线圈的匝数,U 1和U 2表示原线圈和副线圈的端电压。

提出疑问:从前面的实验中看到灯泡能够发光,说明副线圈两端是有电压的,但是线圈和铁芯彼此绝缘,不可能将原线圈的电能直接传送到副线圈来,那么这个电压是如何产生的呢?其实变压器也是法拉第电磁感应现象的一种应用,我们可以具体来分析变压器是如何工作的。

二、变压器的工作原理互感现象,把原、副线圈中由于有交变电流而产生的互相感应的现象。

高中物理选修1-1《变压器》教案

高中物理选修1-1《变压器》教案

高中物理选修1-1《变压器》教案
【课程名称】:高中物理选修1-1《变压器》
【课程时间】:2课时
【课程内容】:
一、变压器的基本原理
二、变压器的基本结构和工作原理
三、变压器的电压、电流和功率的关系
四、变压器的效率
五、变压器的应用领域
【教学目标】:
1. 理解变压器的基本原理和工作原理。

2. 掌握变压器的电压、电流和功率的关系,以及效率的计算方法。

3. 了解变压器的应用领域,了解各种类型的变压器的特点。

【教学重难点】:
重点:变压器的基本原理和工作原理;变压器的电压、电流和功率的关系,以及效率的计算方法。

难点:变压器的应用领域,了解各种类型的变压器的特点。

【教学方法】:
讲授、讨论、案例分析等多种教学方法相结合。

【教学过程】:
一、导入
引得学生自然发问:“变压器是什么?有什么作用?”
二、知识点讲解
1. 变压器的基本原理
2. 变压器的基本结构和工作原理
3. 变压器的电压、电流和功率的关系
4. 变压器的效率
5. 变压器的应用领域
三、案例分析
通过分析实际应用中的变压器,让学生更加深入了解变压器的应用领域和特点。

四、小结
对变压器的基本原理、应用领域和计算方法做一个简单的总结和归纳。

【教学资源】:
1. 多媒体教学设备
2. 《物理》选修1-1教材
3. 多种变压器实物模型
【教学评估与反思】:
1. 学生展示自己掌握的知识。

2. 教师评估学生学习情况并及时反馈。

3. 教师总结本节课的教学过程,反思自己对学生的指导方式是否得当。

高中物理选修1-1教案-3.4变压器4-人教版

高中物理选修1-1教案-3.4变压器4-人教版

变压器教案自主学习提出问题学生通过阅读教材,独立完成学案课件自主学习内容,提出问题。

并将学生提出的问题记录以便在后面的突破疑难环节中解决。

学生展示,在做中发现问题导入新课情景导入:以实际生活中的发电站和用户为情景激发兴趣师导生学合作探究一、变压器的构造问1 变压器由哪些部分构成?问2 变压器中共有几个回路??问3 铁芯中是否有电流流过?问4 变压器的符号是什么?问5变压器的工作电源及作用是什么?问题解决问1 两个线圈一个铁芯问2 三个:两个电路,一个磁路问3 否问5 交流改变交流电源的电压设疑激趣,让问题引导学生学生展示师导生学合作探究二、变压器的工作原理问1 原线圈接入交流电源时,原线圈在铁芯中产生的磁场是否变化?问2 副线圈的磁通量是否变化?问3副线圈中是否有感应电动势?若有,感应电动势大小是否变化?问4副线圈中的感应电流产在铁芯中产生的磁场是否变化问5原线圈的磁通量是否变化问6原副线圈的电流变化是相互影响还是只有原线圈影响副线圈问7从能的转化角度如去理解变压器的工作原理问题解决变压器的工作原理:互感培养考虑问题的全面性和深刻性学生展示师导生学四、变压器的规律问1理想变压器的特点?问2原、副线圈的磁通量大小每时每刻有何关系问3原、副线圈上产生感应电动势E1、E2分别为多大?问4原线圈输入的交流电压U1与E1、副线圈E2与输出电压U2存在的关系?深化认识,探究规律合作探究问5变压器输入输出电压U1与U2与原副线圈匝数n1与n2的关系(并说明升压器和变压器的匝数关系)?问6 变压器输入输出功率P1与P2存在的关系?问7 变压器输入输出电压I1与I2与原副线圈匝数n1与n2的关系?问8变压器能否改变交流电源的频率?问题解决学生展示合作探究变压器的基本规律1、三个回路2、三组规律:电压关系:2121nnUU=功率关系:21PP=电流关系:1221nnII=总结规律互动交流突破疑难1、解决学生课前提出的问题2、典例分析如下图,已知理想变压器原、副线圈匝数比为11:2,原线圈两端电压为220V,副线圈两端的负载电阻为20Ω,则:(1)电阻两端电压;(2)原,副线圈中的电流;(3)输入和输出功率;(4)若在副线圈两端再并联一个同样的电阻,上题中电压、电流和功率那些变化,那些不变?解决问题深化规律达标检测一台理想变压器原线圈的匝数为4400匝,与220V的电源相连,当副线圈两端接入一36V、18W的灯泡时,灯泡能够正常发光.则:问1 变压器副线圈的匝数是多少?问2 原副线圈中的电流分别是多大问3 变压器的输入功率是多大?与典例分析结合形成一应用体系反馈小结求解变压器问题,应首先正确画出变压器示意图,并将已知量和待求量写在电路图相应位置。

教科版高中物理选修(3-2)2.6《变压器》word学案

教科版高中物理选修(3-2)2.6《变压器》word学案

学案6 变压器[学习目标定位] 1.了解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.掌握理想变压器的电压与匝数的关系并能用它解决相关问题.3.掌握理想变压器的功率关系,并能推导出原、副线圈的电流关系.1.当一个线圈中的电流变化时,在另一个线圈中产生 的现象,称为互感.利用互感现象,可以把 从一个线圈传递到另一个线圈. 2.电流在一段电路上做功的功率P 等于 ,即P = .一、变压器的结构与原理1.变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的 组成的,与 连接的线圈叫原线圈,也叫初级线圈,与负载连接的线圈叫副线圈,也叫次级线圈.2.变压器的原、副线圈并不相连,电能从原线圈通过 传输给副线圈.二、变压器的电压与匝数的关系理想变压器原、副线圈两端的电压跟它们的匝数成 比,即U1U2=n1n2.三、电流与匝数的关系理想变压器原、副线圈中的电流I1、I2与它们的匝数n1、n2的关系:I1I2=n2n1.四、电压互感器和电流互感器1.电压互感器是一种 变压器,它的初级 在高压交流线路上,次级则与交流电压表相连.2.电流互感器是一种 变压器,它的原线圈 在被测交流电路中,副线圈与交流电流表相连.一、变压器的原理及电压与匝数的关系[问题设计]把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上,一个线圈通过开关连到交流电源的两端,另一个线圈连到小灯泡上(如图1所示).图1(1)小灯泡能发光吗?为什么?(2)若小灯泡发光,那么小灯泡两端电压与什么因素有关? (3)若将原线圈接到恒定的直流电源上,小灯泡亮不亮?分析讨论小灯泡亮或不亮的原因.[要点提炼]1. 是变压器的工作基础.因此变压器只对 的电流起作用,对 电流不起作用.(后两空填“变化”或“恒定”)2.变压器 (填“能”或“不能”)改变交变电流的频率.3.变压器中的电压关系:(1)只有一个副线圈:U1U2=n1n2. (2)有多个副线圈:U1n1=U2n2=U3n3=…… 4.原、副线圈的地位(1)原线圈在其所处回路中充当负载.(2)副线圈在其所处回路中充当 .二、理想变压器中的功率关系及电流关系[问题设计]1.什么是理想变压器?理想变压器原、副线圈中的功率有什么关系?2.若只有一个副线圈,原、副线圈中的电流与匝数有什么关系?3.若有多个副线圈时,电流与匝数间的关系是什么?[要点提炼]1.理想变压器的特点: (1)变压器铁芯内无 ;无 损失.(2)原、副线圈不计 ,即无能量损失.实际变压器(特别是大型变压器)一般可以看成理想变压器.2.功率关系:3.电流关系:(1)若只有一个副线圈,有I1U1= ,即I1I2=n2n1. (2)当有多个副线圈时I1U1= + 3+……得I1n1= + +……三、理想变压器中各量的制约关系和动态分析1.变压器工作时的制约关系(1)电压制约:当变压器原、副线圈的匝数比(n1n2)一定时,输入电压U1决定输出电压U2,即U2=n2U1n1. (2)功率制约:P 出决定P 入,P 出增大,P 入 ;P 出减小,P 入 ,P 出为0,P 入为0.(3)电流制约:当变压器原、副线圈的匝数比(n1n2)一定,且输入电压U1确定时,副线圈中的输出电流I2决定原线圈中的电流I1,即I1=n2I2n1. 2.对理想变压器进行动态分析的两种常见情况(1)原、副线圈匝数比不变,负载电阻变化,进行动态分析的顺序是R→I2→P 出→P 入→I1; (2)负载电阻不变,匝数比变化,进行动态分析的顺序是n1、n2→U2→I2→P 出→P 入→I1.一、对变压器的原理的理解例1 关于理想变压器的工作原理,以下说法正确的是 ( )A .通过正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B .穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都相等C .穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势D .原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈二、理想变压器基本规律的应用例2 理想变压器连接电路如图2甲所示,已知原、副线圈匝数比为10∶1,当输入电压波形如图乙时,电流表读数为2 A ,则( )图2A.电压表读数为282 V B.电压表读数为28.2 VC.输入功率为56.4 W D.输入功率为40 W三、理想变压器中的动态分析例3如图3所示为一理想变压器,K为单刀双掷开关,P为滑动变阻器的滑动触头,U1为加在原线圈两端的交变电压,I1为原线圈中的电流,则()图3A.保持U1及P的位置不变,K由a扳向b时,I1将增大B.保持U1及P的位置不变,K由b扳向a时,R消耗的功率减小C.保持U1不变,K接在a处,使P上滑,I1将增大D.保持P的位置不变,K接在a处,若U1增大,I1将增大1.(对变压器原理的理解)如图4所示,理想变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2=4∶1,当导线在平行导轨上匀速切割磁感线时,电流表的示数是12 mA,则副线圈中电流表的示数是()图4A.3 mA B.48 mAC.零D.与R阻值有关2.(理想变压器基本规律的应用)如图5所示,理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1,两个标有“12 V,6 W”的小灯泡并联在副线圈的两端.当两灯泡都正常工作时,原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想电表)的示数分别是()图5A.120 V,0.10 A B.240 V,0.025 AC.120 V,0.05 A D.240 V,0.05 A3.(理想变压器中的动态分析)如图6所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,b是原线圈的中心抽头,电压表和电流表均为理想交流电表,从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压u,其瞬时值表达式为u=220 2 sin (100πt) V,现把单刀双掷开关与a连接,则()图6A.电压表的示数为22 VB.流过滑动变阻器的电流的方向每秒改变100次C.在滑动变阻器的触头P向上移动的过程中,电压表和电流表的示数均变大D.若把单刀双掷开关由a扳向b时,保持滑动变阻器的触头P不动,电压表示数变大,电流表的示数变小。

教学设计1:3.3变压器

教学设计1:3.3变压器

教学目标(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。

教学过程一、新课引入在实际应用中,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、新课学习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。

人教版高中物理选修1-1学案:3.4变压器

人教版高中物理选修1-1学案:3.4变压器

3.4 变压器[学习目标定位] 1.了解变压器的基本构造,知道变压器为什么能够改变交流电压及其和实际变压器的区别.2.通过实验和理论探究,总结变压器原、副线圈的电压与两个线圈匝数的关系.3.了解几种常见的变压器类型及其应用.4.体验科学探究过程,提高实验设计与分析论证能力.知识点一、变压器的结构1.变压器由铁芯和绕在铁芯上的线圈组成.2.原、副线圈原线圈:与电源(或电路的上一级)连接的线圈叫原线圈(也叫初级线圈).副线圈:与负载(或电路的下一级)连接的线圈叫副线圈(也叫次级线圈).二、变压器的工作原理1.原理电磁感应现象是变压器的工作基础.当原线圈中的电流变化时,在铁芯中就会产生变化的磁场,就会引起副线圈中的磁通量的变化,从而产生感应电动势.2.变压器的作用:能改变交变电流的电压,不改变交变电流的周期和频率.知识探究一、变压器的结构变压器组成如图1所示:图11.线圈:由漆包线绕制而成.原线圈连接前一级电路,副线圈连接下一级电路.2.铁芯:由硅钢片叠合而成.3.变压器的符号:如图2所示图2二、变压器的工作原理[问题设计]1.把学生电源、可拆变压器、灯泡按图3和图4连接并分别通入直流电和交流电,观察灯泡是否发光.通入交流电时取下可拆变压器的一块铁芯,使其不闭合,观察灯泡亮度是否变化?图3图4答案通入直流电时灯泡不发光,通入交流电时灯泡发光.通入交流电时取下可拆变压器的一块铁芯,使其不闭合,灯泡亮度明显减弱或不发光.2.理论探究:为什么变压器通以恒定电流灯不发光,而交变电流通过变压器能让灯发光?变压器的铁芯起什么作用?答案原线圈中通过电流时,铁芯中产生磁场,由于交变电流的大小和方向都在不断变化,铁芯中磁场的强弱和方向也都在不断变化.副线圈与原线圈是套在同一个铁芯上的,通过副线圈的磁场也在不断变化,于是就在副线圈内产生了感应电动势.变压器的铁芯起通畅磁回路,减小漏磁的作用.[要点提炼]1.变压器工作的基本原理和发电机一样,也是电磁感应现象.2.当原线圈两端加交变电压时,原线圈中就有交变电流,铁芯中产生交变的磁场,在原、副线圈中都要引起感应电动势,如果副线圈是闭合的,则副线圈中将产生感应电流,它也要在铁芯中产生交变的磁场,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.3.穿过每匝线圈中的磁通量的变化率是一样的,因此每匝线圈中产生的感应电动势大小相等,匝数越多,总感应电动势越大.4.能量转换:变压器是把电能转化为磁场能,又把磁场能转化为电能的装置.三、变压器的电压比和电流比[问题设计]1.你能根据变压器的工作原理推导出原、副线圈两端电压的关系吗?答案设原、副线圈的匝数分别为n1、n2,原、副线圈两端的电压分别为U1、U2,由于穿过原、副线圈的磁通量的变化率相同,设在原、副线圈中产生的感应电动势分别为E1和E2,由法拉第电磁感应定律得E1=n1,E2=n2,则有=.对于理想变压器E1=U1,E2=U2,所以=.这就是电压比关系,即原、副线圈的电压与对应匝数成正比.2.变压器既是改变交流电压的装置,又是电能的传输装置.如果变压器没有电能损失,那么变压器的输入功率与输出功率有何关系?如何用图5中的物理量表示这种关系?原、副线圈中的电流与匝数有什么关系?图5答案功率关系:P入=P出,也可以表示为:I1U1=I2U2;原、副线圈中的电流与匝数的关系.由I1U1=I2U2和=得:=.[要点提炼]1.电压比:设原线圈匝数n1,输入电压U1,副线圈匝数n2,输出电压U2,则=.(1)n1>n2,是降压变压器,用户附近的变电室内的变压器一般是降压变压器.(2)n1<n2,是升压变压器,发电站出来的电压一般要先经过升压变压器升压.2.功率关系:理想变压器,由于不考虑能量损失,由能量守恒得P入=P出.3.电流关系:原、副线圈中电流与对应的匝数成反比即,=.[延伸思考]在绕制变压器的原、副线圈时,原线圈与副线圈所用导线的规格是否需要一致?为什么?答案在绕制变压器时,原线圈与副线圈所用导线的规格可以不一致.由=可知,变压器匝数多的线圈通过的电流小,所用导线可以细一些;变压器匝数少的线圈通过的电流大,所用导线应该粗一些.例题一、变压器的原理例1对一正在工作中的变压器,下述说法正确的是()A.副线圈中的电流是从原线圈中传过来的B.铁芯是用来导电的C.副线圈中电流变小,原线圈中的电流也一定减小D.副线圈相当于一个电源解析原、副线圈及铁芯间都是彼此绝缘的,铁芯是用来导磁的,故A、B错;由能量守恒知C正确;副线圈把磁场能转化为电能,给用电器提供电压和电流,相当于一个电源.答案针对训练关于理想变压器,下面各说法中正确的是()A.它的输出功率可以大于它的输入功率B.它不仅可以改变交流电压还可以改变直流电压C.原、副线圈两端的电压与它们的匝数成正比D.原、副线圈的电流与它们的匝数成正比答案 C解析理想变压器的输出功率等于输入功率,A错;变压器不能改变直流电压,B错;原、副线圈两端的电压与它们的匝数成正比,通过原、副线圈的电流与它们的匝数成反比,C对,D错.二、变压器的规律例2一台理想变压器,其原线圈2200匝,副线圈440匝,并接一个100 Ω的负载电阻,如图6所示.图6(1)当原线圈接在44 V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220 V交流电源上时,电压表示数为V,电流表示数为A,此时输入功率为W.解析(1)原线圈接在直流电源上时,由于原线圈中的电流恒定,所以穿过原、副线圈的磁通量不发生变化,副线圈两端不产生感应电动势,故电压表示数为零,电流表示数也为零.(2)由=得:U2=U1=220× V=44 V(电压表读数),I2==A=0.44 A(电流表读数),P入=P出=I2U2=0.44×44 W=19.36 W.答案(1)00(2)440.4419.36针对训练如图7所示,一个理想变压器的原线圈接在220 V的市电上,向额定电压为1.8×104 V的霓虹灯供电,使它正常发光,为了安全,需要在原线圈回路中接入熔断器,当副线圈电路中电流超过12 时,熔丝熔断.图7(1)原、副线圈的匝数比为多少?(2)熔丝的熔断电流是多大?答案(1)11∶900(2)0.982 A解析(1)===(2)=,I1=I2=×12×10-3 A≈0.982 A.。

变压器优秀教案学案

变压器优秀教案学案

变压器优秀教案学案变压器优秀教案学案一、教学目标1、理解变压器的原理、构造及工作过程;2、掌握变压器的应用和优缺点;3、能够通过实验和实例分析变压器的性能。

二、教学内容1、变压器的定义、原理及基本构造;2、变压器的工作过程及实现交流电转换的原理;3、变压器的应用场景及优缺点分析;4、实验及实例分析,变压器的性能评估。

三、教学过程1、导入新课:展示变压器在生活和工业中的应用案例,引导学生思考变压器的作用及原理。

2、讲解变压器的定义、原理和构造:通过示意图或实物展示,介绍变压器的基本构造和组成部分,阐述变压器的工作原理,即利用电磁感应原理实现交流电的转换。

3、分析变压器的工作过程:以一个具体的变压器为例,详细讲解输入电压、输出电压、原边线圈、副边线圈等关键概念,阐述变压器的工作过程,包括电能转换和传输的过程。

4、讲解变压器的应用和优缺点:结合实际案例,介绍变压器在电力系统、家电、工业等领域的应用,分析变压器使用的优缺点,如效率高、便于远距离输电等。

5、实验及实例分析:通过实验或实例分析,让学生实际操作和观察变压器的工作过程,进一步理解变压器的性能和特点。

6、总结与回顾:回顾本节课的重点内容,强调变压器的原理、构造、工作过程及优缺点,加深学生对变压器的认识和理解。

四、教学评估1、问题解答:针对学生在学习过程中提出的问题,进行解答和讲解。

2、课堂练习:布置一些与变压器相关的练习题,检验学生对所学内容的掌握程度。

3、小组讨论:组织学生分组进行讨论,分享对变压器的学习心得和体会。

4、实验报告:要求学生根据实验内容撰写实验报告,分析实验数据和结果,加深对变压器性能的理解。

五、课后作业1、复习课本中关于变压器的内容,加深对基本概念和原理的理解。

2、搜集并阅读一些关于变压器应用的案例,了解变压器在不同领域的应用。

3、尝试设计一个基于变压器的简单电路,并记录实验过程和结果。

六、教学反思根据学生的反馈情况和教学目标达成情况,对本节课的教学过程进行反思和总结,找出存在的问题和不足,提出改进措施和建议,为今后的教学提供参考和借鉴。

高中物理选修1-1教案-3.4变压器8-人教版

高中物理选修1-1教案-3.4变压器8-人教版

课题变压器学习目标 1.了解变压器的构造,理解变压器的工作原理.2.掌握理想变压器的电压与匝数的关系并能用它解决相关问题.3.掌握理想变压器的功率关系,并能推导出原、副线圈的电流关系.学习重点变压器工作原理及工作规律学习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压与匝数关系双基预习1.两个相互靠近的线圈,当一个线圈中的时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生,这种现象叫互感.利用互感现象可以把由一个线圈传递到另一个线圈.自主学习一、变压器的构造(1)闭合铁芯(绝缘硅钢片叠合而成)(2)原线圈(初级线圈)其匝数用n1表示(3)副线圈(次级线圈)其匝数用n2表示(4)输入电压:U1; 输出电压:U2.二、变压器的工作原理1、交变电源通过线圈在铁芯中激发的磁场,该磁场在线圈中产生感应电动势,故副线圈能够输出,两线圈虽没有导线连接却实现了的传递,故我们说变压器的工作的原理是现象。

2、如果在变压器输入端输入直流电,输出端的电压为多少?组内合作三、理想变压器1、变压器在工作过程中由于和会发热而造成一定的能量损失,我们把的变压器叫做理想变压器,理想变压器是一个模型。

由于生活中变压器的效率较高,故可当做来处理。

2、原、副线圈的电压之比两个线圈的匝数之比,即,若12U U>为变压器,若12U U<为变压器。

3、由于理想变压器无能量损失,则理想变压器原、副线圈的功率是,故原、副线圈的电流之比两个线圈的匝数之,即。

课堂展例1、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.0C.48mA D.与负载R的值有关例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。

求副线圈的匝数n2,和通过原线圈的电流。

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3.3 变压器【学习目标】
1.了解变压器的构造,理解变压器的变压原理;
2.通过实验探究变压器的原副线圈中的电压与匝数的关系;
3.会利用电压与匝数的关系和能量守恒进行简单的计算。

【课堂探究】
活动一:变压器构造及变压原理
1.变压器构造观察变压器模型,说出变压器的构造: (1)闭合铁芯(绝缘硅钢片叠合而成)
(2)原线圈(初级线圈)匝数______表示;
(3)副线圈(次级线圈)匝数用______表示;
(4)输入电压:用_____表示; 输出电压:用_____表示.
2、画出变压器在电路中的符号:
3、变压器工作原理:
把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上,一个线圈连接到直流电源的两端,另一个线圈连接到小灯泡上(如图所示),小灯泡能发光吗?若把直流电源改为交流电源,小灯泡能发光吗?
现象是变压器工作的基础,中电流的大小、方向不断变化,在铁芯中激发的也在不断变化,变化的磁场在中产生感应电动势对外界负载供电。

活动二:探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
1、根据电磁感应定律,猜想线圈两端的电压与线圈匝数存在什么关系?
2、【实验步骤】
(1)按如图所示的电路连接电路。

铁芯
副线圈
原线圈
U112
n n U2
(2)原线圈接低压交流电源U 1,改变原线圈匝数n 1和副线圈匝数n 2,用多用电表交流电压档分实验次数
输入电压U 1
原线圈匝数n 1 副线圈匝数n 2 输出电压U 2
1 2 3 4 …
【注意事项】
(1)为了人身安全,只能使用 交流电源且电压不超过 ;
(2)为了多用电表的安全,使用多用电表交流电压档测电压时,先用 试测 ,然后再选用适当的挡位进行测量。

(3)分析总结实验数据,得出结论:
3、根据以下问题、提示,应用所学的物理规律理论分析变压器变压规律。

(1)参照变压器的构造示意图,思考变压器工作时在哪些方面造成了能量损失______________________,
从变压器原线圈输入的能量E 入与从副线圈输出的能量E 出的大小关系是 ,
(2)理想变压器原线圈的输入能量E 入与副线圈的输出能量E 出大小关系是 , 原线圈的输入
功率P 入与副线圈的输出功率P 出大小关系是 。

理想变压器在实际中 (存在或不存在),是一种理想化模型。

(4)理想变压器,原、副线圈中的磁通量相同,磁通量的变化率
t
φ
∆∆相同。

原线圈的匝数为1n ,输入交变电压1U 后,原线圈中产生的自感电动势1E = ,不计原线圈的电阻,则有:
11U E == ;副线圈(匝数为2n )中产生的感应电动势2E = ,不计副线
圈的电阻则有:22U E == ;综合上面的分析可得:原副线圈的电压与匝数的关系为:U 1/U 2= 。

对升压变压器:1U 2U ,则:1n 2n ;对降压变压器:1U
2U ,则:1n 2n 。

(5)对某理想变压器原线圈的匝数为1n ,输入电压为1U ,输入电流为1I ,输入功率为1P ;副线圈的匝数为2n ,输出电压为2U ,输出电流为2I ,输出功率为2P 。

推导 理想变压器原、副线圈中电流大小与它们线圈匝数之间的关系?
活动三、学以致用
例1、为了安全,机床上照明电灯用的电压是36V ,这个电压是把380V 的电压降压后得到的,如果变压器的原线圈是1140匝,副线圈是多少匝?用这台变压器给60W 的电灯供电,原、副线圈中的电流各是多大?
例2、(课本课后题5)如图3.3-7是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。

变压器的输入电压是市区电网的电压,负载变化时输入电压不会有大的波动(可视为不变)。

输出电压通过输电线输送给用户,两条输电线的电阻用R 0 表示,变阻器R 代表用户用电器的总电阻,当电器增加时,相当于R 的阻值减小(滑动片向下移)。

如果变压器上的能量损耗可以忽略,当用户的用电器增加时,图中各表的读数如何变化?
由上面问题分析,在原副线圈匝数比一定的情况下关于变压器的输入端和输出端各物理量的决定关系,你认为正确的是( )
A .U 1决定U 2;
B .U 2决定U 1;
C .I 2决定I 1;
D .I 1决定I 2;
E .P 1决定P 2 ;
F .P 2决定P 1;
G .U 2与负载有关 输出的交变电流与输入的交变电流的频率 (相同或不相同)
【科学漫步】——课本59页 无线充电技术
【达标检测】
1.对于理想变压器,下列说法中正确的是()
A.原线圈的输入功率随着副线圈的输出功率增大而增大
B.原线圈的输入电流随着副线圈的输出电流增大而增大
C.原线圈的电压不随副线圈的输出电流变化而变化
D.当副线圈的电流为零时,原线圈的电压也为零
2、如图所示,与理想变压器相连的四只灯泡相同,变压器原、副线圈的匝数比为3∶1,接在副
线圈上的三只灯泡正常发光.则对于串联在原线圈上的灯泡A( )
A.比正常发光时的亮度更大
B.也能正常发光
C.比正常发光时的亮度更暗
D.无法判断其亮度情况
3.如图所示,理想变压器B的原线圈跟副线圈的匝数比n1:n2=2:1,交流电源电压U1=220v,
F为熔断电流I0=1.0A的保险丝,负载为一可变电阻。

⑴当电阻R=100Ω时,保险丝能否被熔断?
⑵要使保险丝不被熔断,电阻R的阻值最小值为多少?变压器输出的电功率不能超过多少?。

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