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1、第二節(jié) 變壓器 三維教學目標 1、知識與技能 （1）知道變壓器的構(gòu)造，了解變壓器的工作原理； （2）理解理想變壓器原、副線圈中電壓與匝數(shù)的關(guān)系，能應用它分析解決有關(guān)問題。 2、過程與方法:在探究變壓比和匝數(shù)比的關(guān)系中培養(yǎng)學生運用物理理想化模型分析問題、解決問題的能力。 3、情感態(tài)度與價值觀 （1）使學生體會到能量守恒定律是普遍適用的； （2）培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度。 教學重點：探究變壓比和匝數(shù)比的關(guān)系。 教學難點：探究變壓比和匝數(shù)比的關(guān)系。 教學方法：實驗探究法、閱讀法、講解法。 教學手段：學生電源、可拆變壓器、交流電壓表、交流電流表、燈泡。 教學過程： （一

2、）引入新課 在實際應用中，常常需要改變交流的電壓。大型發(fā)電機發(fā)出的交流，電壓有幾萬伏，而遠距離輸電卻需要高達幾十萬伏的電壓。各種用電設(shè)備所需的電壓也各不相同。 電燈、電飯煲、洗衣機等家用電器需要220 V的電壓，機床上的照明燈需要36 V的安全電壓。一般半導體收音機的電源電壓不超過10 V，而電視機顯像管卻需要10000 V以上的高電壓。交流便于改變電壓，以適應各種不同需要。變壓器就是改變交流電壓的設(shè)備。 這節(jié)課我們學習變壓器的有關(guān)知識。 （二）進行新課 1、變壓器的原理 思考與討論： 按上圖所示連接好電路，接通電源，觀察燈泡是否發(fā)光。 問題1：兩個線圈并沒有直接接觸，

3、燈泡為什么亮了呢？這個實驗說明了什么？ 答：當一個線圈中同交變電流時，變化的電流產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場在另一個線圈中激起感生電場，從而產(chǎn)生感生電動勢，燈泡中有了感應電流，故燈泡發(fā)光。實驗說明，通過互感現(xiàn)象，電源的能量可以從一個線圈傳輸給另一個線圈。 變壓器就是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈構(gòu)成的。 一個線圈跟電源連接，叫原線圈（初級線圈），另一個線圈跟負載連接，叫副線圈（次級線圈）。兩個線圈都是絕緣導線繞制成的。鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成。 變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖和符號，如下圖所示： 互感現(xiàn)象時變壓器工作的基礎(chǔ)。在原線圈上加交變電壓U1，原線圈中就有交變電流，它在鐵芯

4、中產(chǎn)生交變的磁通量。這個交變磁通量既穿過原線圈，也穿過副線圈，在原、副線圈中都要引起感應電動勢。如副線圈是閉合的，在副線圈中就產(chǎn)生交變電流，它也在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量，在原、副線圈中同樣引起感應電動勢。副線圈兩端的電壓就是這樣產(chǎn)生的。所以，兩個線圈并沒有直接接觸，通過互感現(xiàn)象，副線圈也能夠輸出電流。 問題2：變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)有何關(guān)系呢？下面我們通過實驗來探究。 目的：探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系 器材：可拆變壓器，學生電源，多用電表，導線若干 實驗步驟： （1）按圖示電路連接電路 （2）原線圈接低壓交流電源6V，保持原線圈匝數(shù)n1不變，分別取副線圈匝數(shù)n

5、2=n1，n1，2 n1，用多用電表交流電壓檔分別測出副線圈兩端的電壓，記入表格。 （3）原線圈接低壓交流電源6V，保持副線圈匝數(shù)n2不變，分別取原線圈匝數(shù)n1=n2，n2，2 n2，用多用電表交流電壓檔分別測出副線圈兩端的電壓，記入表格。 U1＝6V 實驗次數(shù) 1 2 3 4 5 6 原線圈匝數(shù)n1 n1 n1 n1 n2 n2 n2 副線圈匝數(shù)n2 n1 n1 2 n1 n2 n2 2 n2 副線圈輸出電壓U2 結(jié)論 （4）總結(jié)實驗現(xiàn)象，得出結(jié)論。 注意事項： （1）連接好電路后，同組同學分別獨立檢查，然

6、后由老師確認，電路連接無誤才能接通電源。 （2）注意人身安全。只能用低壓交流電源，電源電壓不能超過12V （3）使用多用電表交流電壓檔測電壓時，先用最大量程測試，然后再用適當?shù)膿跷贿M行測量。 答：電壓與匝數(shù)的關(guān)系 電流通過變壓器線圈是會發(fā)熱，鐵芯在交變磁場的作用下也會發(fā)熱。所以，變壓器工作時存在能量損失。沒有能量損失的變壓器叫做理想變壓器。，只適用于理想變壓器。實際上變壓器的工作效率都很高，在一般的計算中，可以把實際變壓器視為理想變壓器。 問題3：理想變壓器原線圈的輸入功率與副線圈的輸出功率有什么關(guān)系？ 答：因為理想變壓器沒有能量損失，所以P出=P入 問題4：若理想

7、變壓器只有一個副線圈，則原副線圈中的電流I1與I2有什么關(guān)系？ 據(jù)P出=U2I2，P入=U1I1及P出=P入得：U2I2=U1I1 則： 上式是理想變壓器只有一個副線圈時，原副線圈中的電流比公式。 如果副線圈的電壓高于原線圈的電壓，這樣的變壓器叫升壓變壓器；如果副線圈的電壓低于原線圈的電壓，這樣的變壓器叫降壓變壓器。升壓變壓器 n2＞n1，降壓變壓器 n2＜n1。升壓變壓器，I2I1。 問題5：在繞制升壓變壓器原副線圈時，副線圈導線應比原線圈導線粗一些好，還是細一些好？降壓變壓器呢？ 答：因為升壓變壓器，I2

8、些。降壓變壓器，I2>I1，所以副線圈導線要比原線圈導線粗一些。 2、實例探究 理想變壓器基本規(guī)律 例1、一個正常工作的理想變壓器的原副線圈中，下列的哪個物理量不一定相等 （ ） A.交流的頻率 B.電流的有效值 C.電功率 D.磁通量變化率 理想變壓器的綜合應用 例2、如圖所示為一理想變壓器，K為單刀雙擲開關(guān)，P為滑動變阻器的滑動觸頭，U1為加在原線圈兩端的電壓，I1為原線圈中的電流，則 （ ） A.保持U1及P的位置不變，K由a合到b時，I1將增大 B.保持U1及P的位置不變，K由b合到a時，R消耗功率減小 C.保持U1不變，K

9、合在a處，使P上滑，I1將增大 D.保持P的位置不變，K合在a處，若U1增大，I1將增大 例3、如圖所示，接于理想變壓器的四個燈泡規(guī)格相同，且全部正常發(fā)光，求三個線圈的匝數(shù)比n1∶n2∶n3。 5、鞏固練習 1、理想變壓器的原線圈的匝數(shù)為110匝，副線圈匝數(shù)為660匝，若原線圈接在6 V的電池上，則副線圈兩端電壓 （ ） A.36 V B.6 V C.1 V D.0 V 2、當理想變壓器副線圈空載時，副線圈的（ ） A.負載電阻為0 B.輸出電流為0 C.兩端電壓為0 D.輸出功率為0

10、3、理想變壓器原、副線圈的電流為I1、I2，電壓為U1、U2，功率為P1、P2，關(guān)于它們的關(guān)系，正確的是（ ） A.I2由I1決定 B.U2與負載有關(guān) C.P1由P2決定 D.U1由U2決定 4、一理想變壓器原線圈接交流、副線圈接電阻，下列哪些方法可使輸入功率增加為原來的2倍（ ） A.次級線圈的匝數(shù)增加為原來的2倍 B.初級線圈的匝數(shù)增加為原來的2倍 C.負載電阻變?yōu)樵瓉淼?倍 D.副線圈匝數(shù)和負載電阻均變?yōu)樵瓉淼?倍 5、用理想變壓器給負載R供電，下列哪些辦法可以減小變壓器原線圈中的電流（ ） A.增加原線圈的匝數(shù)

11、 B.增加副線圈的匝數(shù) C.減小負載電阻R的數(shù)值 D.增加負載電阻R的數(shù)值 6、在圖所示的電路中，理想變壓器的變壓比為2∶1，四個燈泡完全相同，若已知燈泡L3和L4恰能正常工作，那么 （ ） A.L1和L2都能正常工作 B.L1和L2都不能正常工作 C.L1和L2中只有一個能正常工作 D.條件不足，無法判斷 7、如圖所示，理想變壓器的原、副線圈分別接有相同的白熾燈，原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2=2∶1，電源電壓為U，求B燈兩端的電壓UB為多少? 8、如圖中所示，理想變壓器B的原線圈跟副線圈的匝數(shù)比 n1∶n2=2∶1，交流電源電壓U1=220 V，F(xiàn)為熔斷電流為I0=1。0 A的保險絲，負載為一可變電阻。 （1）當電阻R=100 Ω時，保險絲能否被熔斷？ （2）要使保險絲不被熔斷，電阻R的阻值應不小于多少?變壓器輸出的電功率不能超過多少？