知識(shí)點(diǎn)：
1、如圖1所示，由于變壓器的初、次級(jí)線圈繞制在同一鐵芯上，鐵芯內(nèi)的變化磁場(chǎng)是由初、次級(jí)線圈共同產(chǎn)生的，因此初、次級(jí)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(shí)，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(jí)線圈，則I1U1=I2U2，所以
如果變壓器有兩組或多組次級(jí)線圈，則功率關(guān)系可寫為I1U1=I2U2+I3U3+…，此時(shí)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。
圖 1
2、變壓器工作時(shí)應(yīng)注意幾點(diǎn)：①當(dāng)初、次級(jí)線圈匝數(shù)n1、n2一定時(shí)，輸出電壓U2由輸入電壓Ul決定，與負(fù)載無關(guān)；②當(dāng)n1、n2、U1一定時(shí)，輸入電流I1由輸出電流I2決定，I2與所接負(fù)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(fù)載越大，總的負(fù)載電阻應(yīng)越小。
3、變壓器的工作原理是互感，所以對(duì)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(shí)踐：
1.如圖所示，理想變壓器的初級(jí)線圈連接到電壓為
在正弦交流電源上，次級(jí)線圈連接到一個(gè)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（）
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(jí)線圈的匝數(shù)比為
D.流過初級(jí)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(cè)量實(shí)際電流。圖中電流互感器ab側(cè)線圈匝數(shù)為100，工作時(shí)電流為Iab；cd側(cè)線圈匝數(shù)為2000，工作時(shí)電流為Icd。為使電流表正常工作，（）
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(jí)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(shí)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（）
A.單刀雙擲開關(guān)接a時(shí)，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(shí)，電流讀數(shù)為零
C、當(dāng)SPDT開關(guān)由a轉(zhuǎn)到b時(shí)，次級(jí)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(shí)，原線圈的輸入功率增大
4、圖中所示為動(dòng)圈式麥克風(fēng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。當(dāng)聲波到達(dá)振膜時(shí)，振膜振動(dòng)，與振膜相連的音圈也隨之振動(dòng)。由于音圈處于磁場(chǎng)中，在音圈內(nèi)會(huì)產(chǎn)生“隨聲音而變”的電流信號(hào)。為了減少電流信號(hào)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(hào)經(jīng)放大器放大后，可驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。下列說法正確的是（）
A.動(dòng)圈式麥克風(fēng)的音圈由于安培力的作用在磁場(chǎng)中移動(dòng)。
B.動(dòng)圈麥克風(fēng)振膜遇到聲波時(shí)的??運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。
C.動(dòng)圈式麥克風(fēng)將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)的原理是電流的磁效應(yīng)。
D.動(dòng)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(zhǎng)距離輸送一定功率的交流電時(shí)，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(tái)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(shí)，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（）
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(diǎn)之間輸入有效值為UAB的交流電壓時(shí)，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(shí)，6只燈泡均不損壞。則下列說法正確的是（）
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(shí)暗淡。
課件：
課程計(jì)劃：
變壓器教學(xué)設(shè)計(jì)
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(shí)驗(yàn)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(duì)電磁感應(yīng)教學(xué)的進(jìn)一步延伸；同時(shí)，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(yuǎn)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(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)遠(yuǎn)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(rèn)知出發(fā)，通過實(shí)驗(yàn)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(jì)理念
在這門物理規(guī)律課程的教學(xué)中，我的設(shè)計(jì)理念是：以實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)探索過程的教學(xué)、知識(shí)發(fā)展過程的教學(xué)；強(qiáng)調(diào)知識(shí)的應(yīng)用，聯(lián)系實(shí)際生活，提高學(xué)生知識(shí)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(jí)線圈上為什么會(huì)有電壓？”“變壓器是怎樣將電能從初級(jí)線圈傳輸?shù)酱渭?jí)線圈的？”“變壓器次級(jí)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：
3. 三維目標(biāo)
1. 知識(shí)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(jí)線圈中電壓、電流及匝數(shù)的關(guān)系，并能運(yùn)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(shí)驗(yàn)，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(huì)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(jià)值觀
（1）通過實(shí)驗(yàn)探索，學(xué)生可以體驗(yàn)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(shí)的操作與記錄，體驗(yàn)團(tuán)隊(duì)合作的精神和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。
四、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：
教學(xué)重點(diǎn)：通過實(shí)驗(yàn)探究變壓器初、次級(jí)線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系。
教學(xué)難點(diǎn)：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(shí)驗(yàn)法
6. 教學(xué)準(zhǔn)備
13 個(gè)可拆卸變壓器、1 個(gè)小燈泡、13 個(gè)學(xué)生電源、13 個(gè)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(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)：
簡(jiǎn)介：這個(gè)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(shí)驗(yàn)
兩道題的設(shè)置與學(xué)生原有認(rèn)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(hào)
（2）變壓器的工作原理
① 提出問題：
變壓器兩個(gè)線圈之間有一個(gè)鐵芯，這個(gè)鐵芯起什么作用？變壓器是遵循什么規(guī)律來實(shí)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(shí)的能量轉(zhuǎn)換
問題：電能如何從初級(jí)線圈傳輸?shù)酱渭?jí)線圈？
綜上所述：
初級(jí)線圈：電能
鐵芯：磁場(chǎng)能量
次級(jí)線圈：電能
通過觀察獲得直觀體驗(yàn)
觀察總結(jié)
整理知識(shí)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(chǎng)，具有磁能
變壓器是一種將電能轉(zhuǎn)換為磁場(chǎng)能，然后再轉(zhuǎn)換為電能的設(shè)備。
讓學(xué)生獲得親身體驗(yàn)，增加進(jìn)一步探索的興趣
利用學(xué)生已有的知識(shí)，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(shí)驗(yàn)?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(shí)驗(yàn)方案及步驟：
要求學(xué)生畫出所設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的電路圖，設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案，并設(shè)計(jì)表格記錄數(shù)據(jù)。
實(shí)驗(yàn)
頻率
電壓
n1/
（轉(zhuǎn)動(dòng)）
n2/
（轉(zhuǎn)動(dòng)）
U2/
（五）
一
200
400
二
200
400
三
800
400
四
800
400
五
200
100
在學(xué)生開始實(shí)驗(yàn)前，老師強(qiáng)調(diào)了實(shí)驗(yàn)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(shí)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(dá)式。
（1）關(guān)于U2相關(guān)量的猜想
（3）小組討論，
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖
獲取實(shí)驗(yàn)計(jì)劃
連接電路并執(zhí)行以下操作：
實(shí)驗(yàn)方案：
·將變壓器的一個(gè)線圈作為初級(jí)線圈連接到學(xué)生電源的交流輸出端，另一個(gè)線圈作為次級(jí)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(cè)量次級(jí)線圈兩端的電壓。測(cè)量完成后，關(guān)閉學(xué)生電源開關(guān)。
·改變初級(jí)、次級(jí)線圈匝數(shù)，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。
將數(shù)據(jù)記錄在設(shè)計(jì)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(huì)成功的喜悅、合作的快樂，完成本課的情感態(tài)度與價(jià)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(shí)驗(yàn)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(qǐng)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(jí)和次級(jí)線圈的內(nèi)阻時(shí)
所以
線圈、鐵芯等都有能量損失
特點(diǎn)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(gè)次級(jí)線圈的理想變壓器）
結(jié)合實(shí)驗(yàn)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(jí)線圈匝數(shù)為4400，接220V電源，次級(jí)線圈接一個(gè)額定電壓為36V的燈泡時(shí)，能正常發(fā)光，則該變壓器次級(jí)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(jí)線圈接6V干電池，初次級(jí)線圈匝數(shù)比為2：4，請(qǐng)問次級(jí)線圈兩端電壓為多少？
學(xué)生想出答案后，進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)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(jìn)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(qǐng)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(rèn)識(shí)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(jià)值觀
（五）課堂總結(jié)與評(píng)語(yǔ)
我們?cè)谶@堂課中學(xué)到了什么？
在學(xué)習(xí)過程中你運(yùn)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(diǎn)
6. 任務(wù)
課本P44《問題與練習(xí)》第2、3題
8.黑板設(shè)計(jì)：
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(gè)次級(jí)線圈的理想變壓器）