江苏省兴化楚水实验学校高二物理变压器集体备课教案
科目 物理 年级 高 二 班级 时间 课题 第四节 变压器 教学目标（知识、能力、品德）教学目的1．知道变压器怕构造，理解互感现象，理解变压器的工作原理 2．理解理想变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析、解决基本问题 3．理解理想变压器的原、副线圈中电流与匝数的关系 4．知道几种常见的变压器 （教重材点、分难析点） 一、引入新课 电灯、电饭锅、洗衣机、电冰箱等用电器需要220V的电压，随听只需3－6V的电压，而彩色电视机显像管却需要1000V以上的高压电，而照明电路电压只有220V，那么如何使额定电压不是220V的电器设备正常工作呢？ 二、新课教学 1．介绍变压器的构造 由一个闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。如图1所示。 原线圈：跟电源相连，用绝缘线绕成的 1 3 副线圈：跟负载相连，用绝缘线绕成的 U2 U1 闭合铁芯是由涂有绝缘漆的硅钢薄片叠合而成。 2 4 强调：线圈必须绕在铁芯上。 原线圈 铁芯 副线圈 2．变压器的工作原理 3 ［演示实验］当原线圈接入交变电压时，副线圈 1 U2 两端拉入交变电压表会有读数，若原线圈不接电源，副 U1 2 4 线圈接入的交流电压表没有读数。如图2。 图.1 提问1：原、副线圈并没有直接连接，为什么副线圈 两端的电压表会有读数？ U2 答：是铁芯使原、副线圈发生了联系，原线圈中接入 12V U1 了交变电流，则副线圈中就有交变电流产生。 U3 引导学生用电磁感应的知识来分析问题。 讨论： 图2 1
板书 设计 示意 框图 重点：变压器的工作原理和工作规律 难点：理解副线圈两端电压是与原线圈频率相同的交变电流，推导变压器原、副线圈电流与匝数的关系 第四节 变压器 1．介绍变压器的构造 2．变压器的工作原理 教学操作过程设计（重点写怎么教及学法指导，含课练、作业） 个人备课 （1）套在变压器铁芯上的两只线圈起什么作用？ 强调：①原、副线圈之间是通过交变磁场相互联系的 ②从能量的角度看，显然变压器不能产生电能，它只是通过交变磁场传输电能。 （2）根据刚才分析，原、副线圈即使不套在闭合铁芯上，它们之间仍然存在电磁感应关系，那么为什么说铁芯是变压器的必要组成部分？ ［演示实验］将一只灯泡串接的变压器副线圈两端，调节变压器，使灯泡正常发光，然后拆去变压器铁芯的一边，使铁芯不闭合。立刻可看到灯泡变得很暗。 说明：没有铁芯但靠得很近的原、副线圈的确存在互感关系，但它传输电能的效率太差，因为大部分磁感线都流失在线圈外，漏失的磁感线不会在原、副线圈之间起传输电能作用。而铁芯由于被磁化，绝大部分磁感线集中在铁芯上，大大增强了变压器传输电能的效率。 小结：原、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相同，由于原、副线圈中有交变电流而发生了互感现象，使电能可以通过磁场从原线圈到达副线圈。 （3）原、副线圈之间的电压关系 提问2：感应电动势的大小与什么有关？ （①磁通量变化率 ②线圈匝数） 由于原、副线圈中的电流共同产生的磁通量相同，因而这两个线圈的每匝产生的感应电动势相等。推导变压比公式： 原、副线圈中产生感应电动势大小分别为： ???? ， E2?n2 E1?n1?t?t由此可得： E1n1 ?E2n2根据自感现象，原线圈中感应电动势E1起阻碍电流变化的作用，跟加在原线圈两端电压U1的作用相反，且电阻很小，则有E1＝U1。副线圈相当于一个电源，感应电动势E2相当于电源的电动势，内阻很小，则有E2＝U2， 故： U1n1? U2n2结论：理想变压器（这种忽略原、副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器称为理想变压器）的原副、线圈的两端电压之比等于这两个线圈的匝数比。从能量角度看，变压器不能产生电能，它只是通过交变磁场传输电能。 问：变压器能不能改变直流电压？ 指出：（1）n2＞n1 时，U2＞U1，称升压变压器 （2）n2＜n1 时，U2＜U1，称降压变压器 （4）变压器原、副线圈电流与匝数的关系 大型变压器铁芯中漏磁可以忽略不计，电能没有通过电磁波辐射出去，铜导线绕成的线圈电阻很小，不计导线上的热损，即无铜损。硅钢片极薄，且彼此绝缘，由于电感产生的涡流可忽略，即无铁损。所以大型变压器均可认为是理想变压器，即无任何电能损失。 2
因此：P入＝P出，即I1U1＝I2U2，而U1/U2=n1/n2 所以：I1n2? I2n1强调指出：以上结论仅限于副线圈只有一个的情况，但无认有几个副线圈，对理想变压器，P入＝P出恒成立。 提问：根据以上分析，请同学想想看，原、副线圈的导线粗细为不什么不同？这样做有什么好处？ 3．介绍几种常见的变压器：自耦变压器、调压器、互感变压器等。 三、巩固练习 为了安全，机床上照明电灯用的电压是36V，这个电压是把220V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40W的电灯供电，原、副线圈中的电流各是多大？（187匝，I1＝0.182A， I2＝1.1A） 四、作业布置 教学后记 3