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新课标鲁科版3-2 选修三4.2《变压器》 WORD教案2

《变压器》公开课教案 教学目标 一、知识目标 1.知道变压器的构造。理解互感现象,理解变压器的工作原理。 2.理解理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系,能应用它分析 解决有关问题。 3.知道课本中介绍的几种常见的变压器。 二、技能目标 1.用电磁感应去理解变压器的工作原理,培养学生综合应用所学知识的能 力。 2.讲解理想变压器使学生了解建立物理模型的意义。 三、情感态度目标 1.使学生体会到能量守恒定律是普遍适用的。 2.培养学生实事求是的科学态度。 教学重点难点 变压器工作原理。 变压器是如何将原线圈的电能传输给副线圈的。 教学方法 实验探究、演绎推理。 教学用具 可拆变压器、交流电压表、交流电流表、灯泡、自耦变压器、调压器、导线 等。 教学过程 引入新课 [师]生产生活中使用的各种用电设备,需要的电压不是都一样的。家用电器 用 220V 电压,机床动力用 380V,照明灯用 36V 安全电压,电子管灯丝用 6.3V 电压,电视显像管用 1 万多伏的电压,等等。在由统一的供电线路供电情况下,为了 适应这些不同电压的需要,就要有一种改变电压的设备——变压器。这一节我们 就要来了解一下变压器的构造及其工作原理等原理。 新课教学 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的。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。如有铁芯,由于磁化,绝大部分磁感线集中在铁芯内部,大大提 高了变压器的效率。 [生]原、副线圈中,感应电动势大小跟什么有关系? [师]与线圈中磁通量变化率及线圈匝数成正比。 师生共同活动: (1)实验探究得出理想变压器的变压比关系。 (2)推导理想变压器的变压比公式。 设原线圈的匝数为 N1,副线圈的匝数为 N2,穿过铁芯的磁通量为 Φ,则原 副线圈中产生的感应电动势分别为 ΔΦ1 E1=N1 Δt ΔΦ2 E2=N2 Δt 在忽略漏磁的情况下,ΔΦ1=ΔΦ2,由此可得 E1 N1 E2=N2 在忽略线圈电阻的情况下,原线圈两端的电压 U1 与感应电动势 E1 相等,则 有 U1=E1;副线圈两端的电压 U2 与感应电动势 E2 相等,则有 U2=E2。于是得 到 U1 N1 U2=N2 [师]请同学们阅读教材,回答下列问题: (1)什么叫理想变压器? (2)什么叫升压变压器? (3)什么叫降压变压器? (4)电视机里的变压器和复读机里的变压器各属于哪一类变压器? [生 1]忽略原、副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器,叫做理想变压 器。 [生 2]当 N2>N1 时,U2>U1,这样的变压器叫升压变压器。 [生 3]当 N2<N1 时,U2<U1,这样的变压器叫降压变压器。 [生 4]电视机里的变压器将 220 V 电压升高到 10 000 V 以上属升压变压器; 复读机的变压器将 220 V 电压降到 6 V,属于降压变压器。 [师]理想变压器原线圈的输入功率与副线圈的输出功率有什么关系? [生]P 出=P 入 [师]若理想变压器只有一个副线圈,则原副线圈中的电流 I1 与 I2 有什么关 系? [生]据 P 出=U2I2,P 入=U1I1 及 P 出=P 入得: U2I2=U1I1 I1 U2 N2 则:I =U =N 2 1 1 [师]绕制原副线圈的导线粗细一样吗? [生]粗细不一样。高压线圈匝数多而通过的电流小,用较细的导线;低压线 圈匝数少而通过的电流大,用较粗的导线。 2.几种常见的变压器 [师]变压器的种类很多,请同学们阅读教材,了解几种常见的变压器,并回 答下列问题: (1)互感器分为哪几类? (2)电压互感器的作用是什么? (3)电流互感器的作用是什么? [生 1]互感器分为两类,即电压互感器和电流互感器。 [生 2]电压互感器用来把高电压变成低电压。 它的原线圈并联在高压电路中, 副线圈上接入交流电压表,根据电压表测得的电压 U2 和变压比,就可以算出高 压电路中的电压。 [生 3]电流互感器用来把大电流变成小电流。 它的原线圈串联在被测电路中, 副线圈上接入交流电流表。 根据电流表测得的电流 I2 和变流比, 可以算出被测电 路中的电流。 课堂小结 本节课主要学习了以下内容: 1.变压器主要由铁芯和线圈组成。 2.变压器可改变交变电的电压和电流,利用了原、副线圈的互感现象。 3.理想变压器:忽略一切电磁损耗,有 P 输出=P 输入 U1 N1 I1 N2 = U2 N2 I2=N1 4.日常生活和生产中使用各种类型的变压器,但它们遵循同样的原理。 作业 (略) 板书设计 变压器 ? ?原理:原、副线圈的电磁互感现象 U N ? 变压比 ? U =N ? ? 变压器?理想变压器?变流比 I

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