知識點：

1、如圖1所示，由于變壓器的初、次級線圈繞制在同一鐵芯上，鐵芯內(nèi)的變化磁場是由初、次級線圈共同產(chǎn)生的，因此初、次級線圈每匝磁通的變化率均為

總是相等，所以我們有

當(dāng)忽略線圈電阻時，我們有

如果變壓器沒有能量損耗（理想變壓器），輸入功率等于輸出功率，即Pin=Pout。如果變壓器只有一組次級線圈，則I1U1=I2U2，所以

如果變壓器有兩組或多組次級線圈，則功率關(guān)系可寫為I1U1=I2U2+I3U3+…，此時電流與匝數(shù)的反比關(guān)系不再成立，但電壓與匝數(shù)的比例關(guān)系仍然成立。

變壓器高中物理

圖 1

2、變壓器工作時應(yīng)注意幾點：①當(dāng)初、次級線圈匝數(shù)n1、n2一定時，輸出電壓U2由輸入電壓Ul決定，與負載無關(guān)；②當(dāng)n1、n2、U1一定時，輸入電流I1由輸出電流I2決定，I2與所接負載的大小有關(guān)；③變壓器的輸入功率由輸出功率決定；④變壓器的負載越大，總的負載電阻應(yīng)越小。

3、變壓器的工作原理是互感，所以對直流的電壓變換沒有作用。

4、電壓互感器、電流互感器都是互感變壓器，自耦調(diào)壓器是自感變壓器。

視頻教程：

實踐：

1.如圖所示，理想變壓器的初級線圈連接到電壓為

在正弦交流電源上，次級線圈連接到一個電阻器

電阻連接已知。理想電流表的讀數(shù)為

，則正確說法是（）

變壓器高中物理

A.變壓器的輸入功率為

B.電阻兩端的最大電壓為

C.變壓器初、次級線圈的匝數(shù)比為

D.流過初級線圈的電流的有效值為

2、高壓輸電線的電流一般在幾十到幾百安培之間，所以通常要通過電流互感器來測量實際電流。圖中電流互感器ab側(cè)線圈匝數(shù)為100，工作時電流為Iab；cd側(cè)線圈匝數(shù)為2000，工作時電流為Icd。為使電流表正常工作，（）

變壓器高中物理

A. ab 連接至 MN，cd 連接至 PQ，Iab:Icd=1:20

B. ab 接 MN留學(xué)之路，cd 接 PQ，Iab:Icd=20:1

C. ab 連接至 PQ，cd 連接至 MN，Iab:Icd=1:20

D. ab 接 PQ，cd 接 MN，Iab:Icd=20:1

3、如圖A所示，某理想變壓器初、次級線圈匝數(shù)比為10：1，b為初次線圈中心抽頭，圖中儀表均為理想交流電表，固定電阻R=

，忽略其他電阻，從某一時刻起變壓器高中物理，如圖B所示，在原線圈c、d兩端加上交變電壓，則下列說法正確的是（）

變壓器高中物理

A.單刀雙擲開關(guān)接a時，電壓表讀數(shù)為31.1V

B.當(dāng)SPDT開關(guān)連接到a且t = 0.01s時，電流讀數(shù)為零

C、當(dāng)SPDT開關(guān)由a轉(zhuǎn)到b時，次級線圈輸出電壓的頻率變?yōu)?5Hz

D.單刀雙擲開關(guān)由a拉到b時，原線圈的輸入功率增大

4、圖中所示為動圈式麥克風(fēng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。當(dāng)聲波到達振膜時，振膜振動，與振膜相連的音圈也隨之振動。由于音圈處于磁場中，在音圈內(nèi)會產(chǎn)生“隨聲音而變”的電流信號。為了減少電流信號沿導(dǎo)線傳輸過程中的功率損耗，在麥克風(fēng)上接有變壓器。麥克風(fēng)輸出的電流信號經(jīng)放大器放大后，可驅(qū)動揚聲器發(fā)聲。下列說法正確的是（）

變壓器高中物理

A.動圈式麥克風(fēng)的音圈由于安培力的作用在磁場中移動。

B.動圈麥克風(fēng)振膜遇到聲波時的??運動是簡諧運動。

C.動圈式麥克風(fēng)將聲音信號轉(zhuǎn)換成電流信號的原理是電流的磁效應(yīng)。

D.動圈式麥克風(fēng)里的變壓器是升壓變壓器，電壓經(jīng)過升壓后，傳輸電流就減小了。

5、長距離輸送一定功率的交流電時，若將輸送電壓提高到原值的n倍（n>1），則（）

A.輸電線路上的電壓損耗增加 B.輸電線路上的功率損耗增加

C.輸電線路上的電壓損耗保持不變 D.輸電線路上的功率損耗減小到原來的

6、圖中為4種可調(diào)亮度臺燈的電路圖，它們采用的是同樣的白熾燈泡，均為“220V 40W”，當(dāng)將燈泡消耗的功率調(diào)節(jié)為20W時，電路A、B、C、D中消耗的功率分別為P1、P2、P3、P4，下列關(guān)系正確的是（）

變壓器高中物理

A.P1＝P2＝P4＞P3B.P4>P1＝P2>P3

C． P4>P1>P2>P3D. P1>P2>P4>P3

7、如圖所示，當(dāng)在A、B點之間輸入有效值為UAB的交流電壓時，閉合開關(guān)S后，6只電阻值相同的燈泡亮度相同（即流過燈泡的電流相等）。已知變壓器為理想變壓器，原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，UAB保持不變，副線圈兩端電壓用UCD表示，開關(guān)S閉合或斷開時，6只燈泡均不損壞。則下列說法正確的是（）

變壓器高中物理

A. n1:n2=1:4

B.如果開關(guān)S閉合，UAB:UCD=8:1

C.若開關(guān)S斷開，UAB:UCD=8:3

D、開關(guān)S打開后，燈泡L1的亮度比S閉合時暗淡。

課件：

變壓器高中物理

課程計劃：

變壓器教學(xué)設(shè)計

1. 教材分析

《變壓器》選自人民教育出版社普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教材、物理選修課3-2第五章《交流電》第四節(jié)。了解變壓器可以幫助學(xué)生了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的廣泛應(yīng)用，開闊視野，提高學(xué)習(xí)物理的能力和興趣。因此，本節(jié)內(nèi)容是對電磁感應(yīng)教學(xué)的進一步延伸；同時，變壓器也是交流電路中常見的一種電器設(shè)備，是交流電遠距離輸送不可缺少的設(shè)備。了解變壓器可以從能量轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)慕嵌冗M一步加強對電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解，為進一步學(xué)習(xí)遠距離輸電奠定基礎(chǔ)。

教材中《變壓器》課程的設(shè)置從學(xué)生原有的認知出發(fā)，通過實驗的手段，引導(dǎo)學(xué)生圍繞變壓器的原理、工作特性等逐步展開，讓學(xué)生自行討論、分析，逐步完成教學(xué)目標(biāo)。

2. 設(shè)計理念

在這門物理規(guī)律課程的教學(xué)中，我的設(shè)計理念是：以實驗為基礎(chǔ)，以拓展學(xué)生思維為中心，充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，注重規(guī)律形成過程的教學(xué)、實驗探索過程的教學(xué)、知識發(fā)展過程的教學(xué)；強調(diào)知識的應(yīng)用，聯(lián)系實際生活，提高學(xué)生知識的遷移和能力的激活；

《變壓器》一課的教學(xué)圍繞“什么是變壓器？”“變壓器次級線圈上為什么會有電壓？”“變壓器是怎樣將電能從初級線圈傳輸?shù)酱渭壘€圈的？”“變壓器次級線圈上的電壓與哪些因素有關(guān)？它們之間有怎樣的定量關(guān)系？”等問題展開。

因此變壓器高中物理，本節(jié)課的教學(xué)流程如下：

變壓器高中物理

3. 三維目標(biāo)

1. 知識和技能

（1）了解變壓器的基本結(jié)構(gòu)；

（2）了解變壓器的工作原理；

（3）了解理想變壓器初、次級線圈中電壓、電流及匝數(shù)的關(guān)系，并能運用其分析和解決基本問題。

2. 流程與方法

（1）通過探究變壓器線圈兩端電壓與匝數(shù)關(guān)系的實驗，培養(yǎng)學(xué)生物理觀察能力和正確讀數(shù)的習(xí)慣，學(xué)會處理數(shù)據(jù)，提高概括能力；

（2）引入理想變壓器的概念，理解建立物理模型的依據(jù)和意義。

3.情感態(tài)度和價值觀

（1）通過實驗探索，學(xué)生可以體驗科學(xué)探索的過程，激發(fā)其探索物理規(guī)律的興趣；

（2）通過真實的操作與記錄，體驗團隊合作的精神和實事求是的科學(xué)態(tài)度。

四、教學(xué)重點與難點：

教學(xué)重點：通過實驗探究變壓器初、次級線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系。

教學(xué)難點：變壓器的工作原理及能量轉(zhuǎn)換。

5.教學(xué)方法

問題導(dǎo)向教學(xué)法、講授法、討論法、探究法、實驗法

6. 教學(xué)準(zhǔn)備

13 個可拆卸變壓器、1 個小燈泡、13 個學(xué)生電源、13 個交流電壓表和若干電線

7.教學(xué)過程：

1. 創(chuàng)造情境，激發(fā)情緒，引入新課程

教師活動

學(xué)生活動

設(shè)計意圖

復(fù)習(xí)：什么是電磁感應(yīng)？

問題：

小燈泡不直接接電源能亮嗎？

它的亮度可以改變嗎？

演示實驗：

簡介：這個裝置可以改變電壓。這就是我們這門課學(xué)習(xí)的變壓器。

思考答案

觀察演示實驗

兩道題的設(shè)置與學(xué)生原有認知產(chǎn)生沖突，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

2. 開展新課程

1、變壓器的結(jié)構(gòu)及原理

（1）施工：

① 引導(dǎo)學(xué)生觀察變壓器

②提問：根據(jù)你的觀察，變壓器由哪些部分組成？

③概括變壓器的結(jié)構(gòu)，介紹一次、二次線圈、鐵心的概念，畫出變壓器的原理圖及符號

（2）變壓器的工作原理

① 提出問題：

變壓器兩個線圈之間有一個鐵芯，這個鐵芯起什么作用？變壓器是遵循什么規(guī)律來實現(xiàn)電壓變換功能的？

②工作原理總結(jié)：互感現(xiàn)象

（3）變壓器工作時的能量轉(zhuǎn)換

問題：電能如何從初級線圈傳輸?shù)酱渭壘€圈？

綜上所述：

初級線圈：電能

鐵芯：磁場能量

次級線圈：電能

通過觀察獲得直觀體驗

觀察總結(jié)

整理知識內(nèi)容

總結(jié)變壓器的工作原理：電磁感應(yīng)-互感現(xiàn)象

結(jié)論：

當(dāng)通電后，鐵芯就被磁化。

鐵芯內(nèi)部有磁場，具有磁能

變壓器是一種將電能轉(zhuǎn)換為磁場能，然后再轉(zhuǎn)換為電能的設(shè)備。

讓學(xué)生獲得親身體驗，增加進一步探索的興趣

利用學(xué)生已有的知識，引導(dǎo)學(xué)生去探索變壓器的工作原理，讓學(xué)生獲得學(xué)以致用的成就感。

從能量角度講解變壓器的工作原理，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度

2.變壓器電壓變換規(guī)律：

（1）問題：

變壓器輸出端電壓U2與哪些因素有關(guān)？有何關(guān)系？

（2）實驗?zāi)康模?span style="display:none">A30物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

探索 U1、n1、n2 和 U2 之間的關(guān)系

（3）實驗方案及步驟：

要求學(xué)生畫出所設(shè)計實驗的電路圖，設(shè)計相應(yīng)的實驗方案，并設(shè)計表格記錄數(shù)據(jù)。

實驗

頻率

電壓

n1/

（轉(zhuǎn)動）

n2/

（轉(zhuǎn)動）

U2/

（五）

一

200

400

二

200

400

三

800

400

四

800

400

五

200

100

在學(xué)生開始實驗前，老師強調(diào)了實驗的安全性：學(xué)生所接的電源不要超過10V，儀表的指針不要超過其量程，讀數(shù)時要注意最小刻度。

（4）數(shù)據(jù)分析：

分析處理數(shù)據(jù)，得到U2，n1，n2，U1之間的關(guān)系表達式。

（1）關(guān)于U2相關(guān)量的猜想

（3）小組討論，

設(shè)計實驗電路圖

獲取實驗計劃

連接電路并執(zhí)行以下操作：

實驗方案：

·將變壓器的一個線圈作為初級線圈連接到學(xué)生電源的交流輸出端，另一個線圈作為次級線圈連接到交流電壓表。

· 關(guān)閉電源開關(guān)，用交流電壓表測量次級線圈兩端的電壓。測量完成后，關(guān)閉學(xué)生電源開關(guān)。

·改變初級、次級線圈匝數(shù)，重復(fù)上述實驗。

將數(shù)據(jù)記錄在設(shè)計的表格中

（4）總結(jié)數(shù)據(jù)并得出結(jié)論：

變壓器線圈兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系

充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，注重規(guī)律形成過程的教學(xué)，完成本課的過程與方法教學(xué)目標(biāo)

讓學(xué)生在探索過程中體會成功的喜悅、合作的快樂，完成本課的情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)

3.理想變壓器

引導(dǎo)學(xué)生思考并分析為什么上述實驗中的數(shù)據(jù)

和

不完全相等嗎？

概括：

（1）理想變壓器

① 理想化模型

②理想變壓器的特性

（2）理想變壓器定律

請總結(jié)理想變壓器的功率關(guān)系、電壓關(guān)系、電流關(guān)系

（3）理想變壓器電壓變換規(guī)律的理論分析

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律

原裝線圈

輔助線圈

當(dāng)忽略初級和次級線圈的內(nèi)阻時

所以

線圈、鐵芯等都有能量損失

特點概要：無能量損失

①電壓關(guān)系：

②功率關(guān)系：P輸入=P輸出

③目前關(guān)系：

（適用于只有一個次級線圈的理想變壓器）

結(jié)合實驗與理論，感受科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性

（三）例題分析與變異訓(xùn)練

1、某理想變壓器初級線圈匝數(shù)為4400，接220V電源，次級線圈接一個額定電壓為36V的燈泡時，能正常發(fā)光，則該變壓器次級線圈匝數(shù)為（）

A. 36 圈

B. 72 圈

C.720圈

D.1440圈

2、某理想變壓器初級線圈接6V干電池，初次級線圈匝數(shù)比為2：4，請問次級線圈兩端電壓為多少？

學(xué)生想出答案后，進行演示實驗來驗證

根據(jù)理想變壓器變換定律

必須

答案：0

結(jié)論：變壓器只變換交流電

鞏固變壓器的電壓變換規(guī)則和工作原理

學(xué)生可能得到的答案12V與正確答案相矛盾，激發(fā)學(xué)生重新思考和討論，進一步理解變壓器的電壓變換特性。

4. 學(xué)以致用

提出問題：

變壓器在日常生活中有哪些用途？請舉例：改變電壓的升壓變壓器，村外的降壓變壓器，各種充電器等。

交流發(fā)言

讓學(xué)生認識到，只要善于思考，科學(xué)發(fā)明并非遙不可及。教育學(xué)生的情感、態(tài)度和價值觀

（五）課堂總結(jié)與評語

我們在這堂課中學(xué)到了什么？

在學(xué)習(xí)過程中你運用了哪些思維方法？

學(xué)生自我總結(jié)和組織

讓學(xué)生整體掌握本課的重點

6. 任務(wù)

課本P44《問題與練習(xí)》第2、3題

8.黑板設(shè)計：

第 4 節(jié) 變壓器

1.變壓器結(jié)構(gòu)

2.工作原理

3.探究變壓器兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系

1.研究結(jié)論

2.理想變壓器

電壓關(guān)系：

功率關(guān)系：P 輸入 = P 輸出

目前關(guān)系：

（適用于只有一個次級線圈的理想變壓器）

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變壓器工作原理及注意事項：磁通量變化率、功率關(guān)系與匝數(shù)關(guān)系

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