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《變壓器》精品教案教學目標:1.了解變壓器的構造,理解變壓器的工作原理。2.通過實驗,探究變壓器電壓與匝數(shù)的關系。3.掌握理想變壓器的變壓規(guī)律、原副線圈的能量關系,并理解單相理想變壓器的原副線圈電流關系。通過理想變壓器的學習使學生了解建立物理模型的方法(抓主要因素,忽略次要因素,排除無關因素)。4.知道幾種常見的變壓器。教學重點:理解變壓器的變壓規(guī)律、原副線圈的能量關系教學難點:變壓器是如何傳輸電能的理論角度理解變壓器的變壓規(guī)律教學方法:實驗探究、演繹推理環(huán)節(jié)一:真實情景引入新課展示:生活中的幾種用電設備,電腦、手機、LED燈。設問:提出問題各種用電設備所需電壓各不相同。比如:筆記本電腦用電電壓為20v,手機充電電壓一般為5v,常見的家用LED燈所需電壓是幾十伏、實驗室中的一些實驗需要用到上萬伏的電壓…而我們國家的民用供電統(tǒng)一為220伏交流電,那么,如何使這些額定電壓不是220伏的電器設備都能正常工作呢?環(huán)節(jié)二:變壓器的結構問題1:先來認識幾種常見變壓器,變壓器幫助我們解決了這么大的問題,那變壓器結構究竟什么樣子?我們把變壓器拆開來,請同學們注意觀察,變壓器由哪些部分組成。介紹變壓器的結構。根據(jù)變壓器的結構畫出變壓器的結構示意圖,中間的矩形框代表閉合的鐵芯,兩邊分別是套在鐵芯上的原線圈和副線圈。變壓器在電路中的符合,是由兩個線圈符號組合而成,中間這條線代表鐵芯,有時也可以簡略不畫。問題2:從變壓器的結構可以看出,變壓器的原、副線圈之間并沒有用導線直接連接,那副線圈兩端的電壓是怎么產(chǎn)生的?環(huán)節(jié)三:變壓器的原理結合變壓器的結構示意圖,從原線圈加上交變電壓開始,分析變壓器工作時的基本物理過程。介紹:同學們在前面電磁感應一章中,了解到:當一個線圈中的電流變化時,它所產(chǎn)生的變化的磁場會在另一個線圈中產(chǎn)生感應電動勢。這種現(xiàn)象叫做互感。學生活動1:變壓器能改變恒定電流的電壓嗎?舉例分析:家庭燃氣灶、汽油發(fā)動機的點火裝置、手機電源適配器。學生活動2:變壓器在變壓時,副線圈也輸出了能量,那么變壓器副線圈輸出的能量是怎么來的?從能量角度理解變壓器的工作原理。問題3:變壓器副線圈的輸出的電壓與什么因素有關?環(huán)節(jié)四:實驗探究學生活動3:請同學們根據(jù)探究目的,結合變壓器的的結構、原理確定實驗思路、器材、步驟。學生活動4:分析實驗中獲得的數(shù)據(jù),得出實驗結論。問題4:實驗數(shù)據(jù)表明,變壓器原、副線圈電壓之比與原、副線圈的匝數(shù)之比很接近,但又不相等,這是為什么呢?介紹:變壓器變壓過程也是能量的傳輸過程。但是變壓器在傳輸能量的過程中也有能量損失。變壓器的能量損耗主要在三個方面,交變電流的磁場會有小部分漏到鐵芯之外,這個損失稱為漏磁;變壓器線圈雖然是由銅線繞制,但由于匝數(shù)多,電阻不為零,電流通過時會發(fā)熱,這種損耗叫做銅損;鐵芯在變化磁場中,會產(chǎn)生渦流使鐵芯發(fā)熱,這種損耗叫做鐵損。所以,鐵芯是由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成,就是為了減少變壓器的渦流損耗。正是這些能量損耗使得變壓器原、副線圈電壓之比與它們的匝數(shù)之比很接近,但又不能嚴格相等。通過實驗以及數(shù)據(jù)的分析和思考,我們可以得出實驗結論。在誤差允許的范圍內(nèi),原、副線圈的電壓比等于兩個線圈的匝數(shù)比。數(shù)學表達式寫為U1U2過渡:實際變壓器的效率都是比較高的,特別是電力設備中的大型變壓器,在滿負荷工作時效率可以達到95%以上?;趯嶋H情況,可以忽略變壓器的各種損耗,即不計漏磁,忽略銅損和鐵損。我們把沒有能量損耗的變壓器叫作理想變壓器。一聽名字,想必同學們意識到,這又是一個理想模型。環(huán)節(jié)五:理想變壓器介紹:理想變壓器的條件。學生活動5:由變壓器的原理可以知道,當鐵芯中磁通量發(fā)生變化時,變壓器的原、副線圈均要發(fā)生電磁感應現(xiàn)象,設變壓器原、副線圈的感應電動勢分別為E1、E2,對于不計各種損耗的理想變壓器,E1與E2是什么關系?變壓器原線圈輸入電壓U1與原線圈感應電動勢E1什么關系?變壓器副線圈輸出電壓U2與副線圈感應電動勢E2之間是什么關系?從理論角度,分析得到理想變壓器的變壓規(guī)律學生活動6:如果有兩個副線圈,這個變壓規(guī)律還成立嗎?怎樣設計變壓器線圈的匝數(shù),能讓變壓器升高電壓或者降低電壓?現(xiàn)在知道了理想變壓器原、副線圈電壓的關系。那對于理想變壓器,請同學們分析推導原線圈輸入的電功率P輸入與副線圈輸出的電功率P輸出之間是什么關系?在只有一個副線圈時,原線圈電流I1、副線圈電流I2之間什么關系?環(huán)節(jié)六:幾個典型變壓器1.圖1是某一手機電源適配器,已知其輸入電壓為220V,輸出電壓為5V。圖2是從適配器中變壓器原、副線圈上拆下來的帶有絕緣層的銅線,請觀察說明A、B銅線有什么區(qū)別?判斷哪一個是原線圈用線?為什么兩個線圈的銅線粗細不同?2.電壓、電流互感器互感器也是一種變壓器,請同學們根據(jù)這兩幅圖,以及你對變壓器的理解,判斷哪一個是把高電壓降低成低電壓的電壓互感器,哪一個是把大電流轉變成小電流的電流互感器。3.如圖所示是街頭變壓器通過減壓給用戶供電的示意圖。變壓器的輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓,負載變化時輸入電壓不會有大的波動。輸出電壓通過輸電線輸送給用戶,兩條輸電線的總電阻用R0表示,變阻器R代表用戶用電器的總電阻,當用電器增加時,相當于R的值減?。ɑ瑒悠蛳乱疲?。如果變壓器上的能量損失可以忽略,當用戶的用電器增加時,圖中各表的讀數(shù)如何變化?

板書:一、結構結構示意圖符號二、原理:互感現(xiàn)象三、理想變壓器1.條件:無漏磁、無

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