變壓器
變壓器 山東省沂源縣第一中學 【教材依據】 人民教育出版社課程標準實驗教科書選修3—2 【教學流程圖】 由實例引出定義 作鋪墊理解原理 想辦法探究規律 自主的歸納總結 針對性解決問題 合理的引申外推 簡單的基本應用 最后的課堂歸納 【教學簡案】 教學目標 1、 知識與技能目標: (1).知道變壓器的基本構造. (2).理解變壓器的工作原理. (3).探究并應用變壓器的各種規律. 2、 過程與方法目標: (1).初步掌握課題解決的思維程序步驟,即發現問題 形成課題 建立假說 檢驗論證 評價發展 (2).培養學生的創造性思維過程、變式思維能力以及初步的觀察、分析和概括能力； 3、情感態度價值觀目標: (1).培養學生對科學探究的向往與熱情. (2).培養學生的創造態度、實事求是的科學態度以及面對挫折的健康心理、意志品質 教學重點 變壓器的工作原理和基本規律. 教學難點 變壓器的工作原理的理解和基本規律的探究. 教學媒體 變壓器模型、學生電源、閉合鐵芯、小燈泡、導線、投影儀等 教學過程 一、 引入新課 師生對話： 家庭用電一般是220V，我們聽的錄音機一般是幾十伏或幾伏，電視機高壓包的電壓達10000V以上，我們是怎樣得到這些不同的電壓的呢？ 二、進行新課： 1、變壓器的定義：用來改變交變電流電壓的設備 （由學生討論回答） 2、 變壓器的構造：閉合鐵芯、原線圈、副線圈 （學生對變壓器模型進行觀察、總結，并在練習本上畫出結構圖。老師用投影機進行投影） 3、 變壓器的工作原理：原、副線圈中由交變電流引發的相互感應 （由學過的電磁感應知識鋪墊：如圖所示, A、 線圈中通穩恒電流 B、原線圈中通線性變化電流 C、 原線圈中通線性變化電流 問：副線圈中的感應電流的情況？） 4、 變壓器的基本規律： （1）電壓規律： （提出問題：輸出電壓與什么因素有關呢？ 進行猜測：與線圈匝數有關 實驗探究：變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系 A、學生進行實驗設計 B、學生進行實驗操作 C、學生進行數據處理 檢驗論證 評價發展） （2）功率關系： （3）電流規律： （由能量守衡定律引入“功率關系”，讓學生根據“電壓規律”和“功率關系”自行推導“電流規律”） 三、理解應用 例一：如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數之比N1：N2=4：1，當導體棒向右勻速切割磁感線時（只計導體棒電阻，其余電阻均不計），電流A1的示數是12毫安，則副線圈中A2的示數應該為： A、3毫安 B、48毫安 C、零 D、與R阻值有關 解析：導體棒勻速切割磁感線，將產生穩定的感應電動勢，產生穩恒的感應電流，也就產生不變的磁場，穿過副線圈的磁通量不發生變化，因此不會產生感應電流。 引申：若導體棒勻加速切割磁感線會怎樣呢？ 若導體棒以V=VM的速度切割磁感線又會怎樣呢？ 例二：如圖14-18所示是一個理想變壓器,K為單刀雙擲電鍵,P是滑動變阻器滑動觸頭,U1為加在原線圈兩端的電壓,I1為原線圈上的電流強度,則( ) A. 保持U1及P的位置不變,K由a合在b時,I1將增大 B .保持P的位置及U1不變,K由b合在a時,R消耗的功率減小 C .保持U1不變,K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時,若U1增大,I1將增大 解析：A、N1減小,N2、U1不變，則U2增大，I2 增大，I1增大 B、N1減小,N2、U1不變，則U2增大，I2 增大，P增大 C、U1、N1、N2、U2不變，R增大，I2 減小，I1減小 D、N1、N2不變，U1增大，U2增大，R不變，I2 增大，I1增大 總結：對這類問題首先要搞清哪些是變量，哪些是不變量，搞清誰決定誰。匝數比和輸入電壓決定輸出電壓，輸出功率決定輸入功率。 探究例題：圖3是一個理想變壓器的示意圖，鐵芯上有三個線圈，其中有兩個副線圈。原副線圈的匝數比為N1:N2:N3=10:5:1。已知負載電阻R1=110歐R2=11歐。在原線圈N1上加220V的交變電壓時，求通過三個線圈的電流分別是多少？ 圖3 請同學們分析以下解法是否正確？ 解：由變壓器的電壓關系式U1/U2=N1/N2得N2線圈的電壓為： U2=U1*N2/N1=110V 線圈N2中的電流I2為10A 由電流關系式得I1=5A，I3=50A 我的觀點是： 探究過程：總結： [自我診斷] 1．正常工作的理想變壓器的原、副線圈中，數值上不一定相等的是 [ ] A．電流的頻率 B．端電壓的峰值 C．電流的有效值 D．電功率 2．為了使理想變壓器副線圈接上負載后輸出的電功率變為原來的1/4，可采用的辦法 [ ] A．使輸入電壓U1減為原來的1/4 B．使副線圈匝數n2增為原來的2倍 C．使副線圈匝數n2減為原來的1/2 D．使負載電阻阻值R減為原來的1/4 3、用一理想變壓器向一負載R供電，如圖5-27所示．當增大負載電阻R時，原線圈中的電流I1和副線圈中電流I2之間的關系是 [ ] A．I2增大、I1也增大 B．I2增大、I1卻減小 C．I2減小、I1也減小 D．I2減小、I1卻增大 4、如圖5-28所示，理想變壓器的副線圈上通過輸電線接有兩個相同的燈泡L1和L2，輸電線的等效電阻為R，開始時，電鍵S斷開，當S接通時，以下說法中正確的是 [ ] A．副線圈兩端M、N的輸出電壓減小 B．副線圈輸電線等效電阻R上的電壓降增大 C．通過燈泡L1的電流減小 D．原線圈中的電流增大 5、如圖5-24所示，T為理想變壓器，原線圈接在電壓一定的正弦交流電源上，副線圈電路中接入三個電阻R1、R2、R3，各電表的電阻影響不計．當開關S合上時，各電表的示數變化情況是 [ ] A．A1示數變大 C．V1示數變小 B．A2示數變大 D．V2示數變大 6、 如圖5-25所示，一臺有兩個副線圈的變壓器．原線圈匝數n1=1100，接入電壓U1=220V的電路中． (1)要求在兩組副線圈上分別得到電壓U2=6V，U3=110V，它們的匝數n2、n3分別為多少？ (2)若在兩副線圈上分別接上“6V、20W”、“110V、60W”的兩個用電器，原線圈的輸入電流為多少？ [拓展提高] 1、.(1995年上海高考題)如圖14-19所示,理想變壓器的副線圈上通過輸電線接兩個相同的燈泡L1和L2,輸電線的等效電阻為R,開始時,開關S斷開,當S接通時,以下說法中正確的是( ) A. A. 副線圈兩端M、N的輸出電壓減小 B. B. 副線圈輸電線等效電阻R上的電壓將增大 C. C. 通過燈泡L1的電流減小 D. D. 原線圈中的電流增大 2、(1997年全國高考題)如圖14-20(1)、(2)兩電路中,當a、b兩端與e、f兩端分別加上220V的交流電壓時,測得c、d間與g、h間的電壓均為110V,若分別在c、d兩端與g、h兩端加上110V的交流電壓,則a、b間與e、f間的電壓分別為( ) A.220V,220V B.220V,110V C.110V,110V D.220V,0V 變壓器 山東省沂源縣第一中學 【教材依據】 人民教育出版社課程標準實驗教科書選修3—2 【教學流程圖】 由實例引出定義 作鋪墊理解原理 想辦法探究規律 自主的歸納總結 針對性解決問題 合理的引申外推 簡單的基本應用 最后的課堂歸納 【教學簡案】 教學目標 1、 知識與技能目標: (1).知道變壓器的基本構造. (2).理解變壓器的工作原理. (3).探究并應用變壓器的各種規律. 2、 過程與方法目標: (1).初步掌握課題解決的思維程序步驟,即發現問題 形成課題 建立假說 &
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nbsp; 檢驗論證 評價發展 (2).培養學生的創造性思維過程、變式思維能力以及初步的觀察、分析和概括能力； 3、情感態度價值觀目標: (1).培養學生對科學探究的向往與熱情. (2).培養學生的創造態度、實事求是的科學態度以及面對挫折的健康心理、意志品質 教學重點 變壓器的工作原理和基本規律. 教學難點 變壓器的工作原理的理解和基本規律的探究. 教學媒體 變壓器模型、學生電源、閉合鐵芯、小燈泡、導線、投影儀等 教學過程 一、 引入新課 師生對話： 家庭用電一般是220V，我們聽的錄音機一般是幾十伏或幾伏，電視機高壓包的電壓達10000V以上，我們是怎樣得到這些不同的電壓的呢？ 二、進行新課： 1、變壓器的定義：用來改變交變電流電壓的設備 （由學生討論回答） 2、 變壓器的構造：閉合鐵芯、原線圈、副線圈 （學生對變壓器模型進行觀察、總結，并在練習本上畫出結構圖。老師用投影機進行投影） 3、 變壓器的工作原理：原、副線圈中由交變電流引發的相互感應 （由學過的電磁感應知識鋪墊：如圖所示, A、 線圈中通穩恒電流 B、原線圈中通線性變化電流 C、 原線圈中通線性變化電流 問：副線圈中的感應電流的情況？） 4、 變壓器的基本規律： （1）電壓規律： （提出問題：輸出電壓與什么因素有關呢？ 進行猜測：與線圈匝數有關 實驗探究：變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系 A、學生進行實驗設計 B、學生進行實驗操作 C、學生進行數據處理 檢驗論證 評價發展） （2）功率關系： （3）電流規律： （由能量守衡定律引入“功率關系”，讓學生根據“電壓規律”和“功率關系”自行推導“電流規律”） 三、理解應用 例一：如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數之比N1：N2=4：1，當導體棒向右勻速切割磁感線時（只計導體棒電阻，其余電阻均不計），電流A1的示數是12毫安，則副線圈中A2的示數應該為： A、3毫安 B、48毫安 C、零 D、與R阻值有關 解析：導體棒勻速切割磁感線，將產生穩定的感應電動勢，產生穩恒的感應電流，也就產生不變的磁場，穿過副線圈的磁通量不發生變化，因此不會產生感應電流。 引申：若導體棒勻加速切割磁感線會怎樣呢？ 若導體棒以V=VM的速度切割磁感線又會怎樣呢？ 例二：如圖14-18所示是一個理想變壓器,K為單刀雙擲電鍵,P是滑動變阻器滑動觸頭,U1為加在原線圈兩端的電壓,I1為原線圈上的電流強度,則( ) A. 保持U1及P的位置不變,K由a合在b時,I1將增大 B .保持P的位置及U1不變,K由b合在a時,R消耗的功率減小 C .保持U1不變,K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時,若U1增大,I1將增大 解析：A、N1減小,N2、U1不變，則U2增大，I2 增大，I1增大 B、N1減小,N2、U1不變，則U2增大，I2 增大，P增大 C、U1、N1、N2、U2不變，R增大，I2 減小，I1減小 D、N1、N2不變，U1增大，U2增大，R不變，I2 增大，I1增大 總結：對這類問題首先要搞清哪些是變量，哪些是不變量，搞清誰決定誰。匝數比和輸入電壓決定輸出電壓，輸出功率決定輸入功率。 探究例題：圖3是一個理想變壓器的示意圖，鐵芯上有三個線圈，其中有兩個副線圈。原副線圈的匝數比為N1:N2:N3=10:5:1。已知負載電阻R1=110歐R2=11歐。在原線圈N1上加220V的交變電壓時，求通過三個線圈的電流分別是多少？ 圖3 請同學們分析以下解法是否正確？ 解：由變壓器的電壓關系式U1/U2=N1/N2得N2線圈的電壓為： U2=U1*N2/N1=110V 線圈N2中的電流I2為10A 由電流關系式得I1=5A，I3=50A 我的觀點是： 探究過程：
總結： [自我診斷] 1．正常工作的理想變壓器的原、副線圈中，數值上不一定相等的是 [ ] A．電流的頻率 B．端電壓的峰值 C．電流的有效值 D．電功率 2．為了使理想變壓器副線圈接上負載后輸出的電功率變為原來的1/4，可采用的辦法 [ ] A．使輸入電壓U1減為原來的1/4 B．使副線圈匝數n2增為原來的2倍 C．使副線圈匝數n2減為原來的1/2 D．使負載電阻阻值R減為原來的1/4 3、用一理想變壓器向一負載R供電，如圖5-27所示．當增大負載電阻R時，原線圈中的電流I1和副線圈中電流I2之間的關系是 [ ] A．I2增大、I1也增大 B．I2增大、I1卻減小 C．I2減小、I1也減小 D．I2減小、I1卻增大 4、如圖5-28所示，理想變壓器的副線圈上通過輸電線接有兩個相同的燈泡L1和L2，輸電線的等效電阻為R，開始時，電鍵S斷開，當S接通時，以下說法中正確的是 [ ] A．副線圈兩端M、N的輸出電壓減小 B．副線圈輸電線等效電阻R上的電壓降增大 C．通過燈泡L1的電流減小 D．原線圈中的電流增大 5、如圖5-24所示，T為理想變壓器，原線圈接在電壓一定的正弦交流電源上，副線圈電路中接入三個電阻R1、R2、R3，各電表的電阻影響不計．當開關S合上時，各電表的示數變化情況是 [ ] A．A1示數變大 C．V1示數變小 B．A2示數變大 D．V2示數變大 6、 如圖5-25所示，一臺有兩個副線圈的變壓器．原線圈匝數n1=1100，接入電壓U1=220V的電路中． (1)要求在兩組副線圈上分別得到電壓U2=6V，U3=110V，它們的匝數n2、n3分別為多少？ (2)若在兩副線圈上分別接上“6V、20W”、“110V、60W”的兩個用電器，原線圈的輸入電流為多少？ [拓展提高] 1、.(1995年上海高考題)如圖14-19所示,理想變壓器的副線圈上通過輸電線接兩個相同的燈泡L1和L2,輸電線的等效電阻為R,開始時,開關S斷開,當S接通時,以下說法中正確的是( ) A. A. 副線圈兩端M、N的輸出電壓減小 B. B. 副線圈輸電線等效電阻R上的電壓將增大 C. C. 通過燈泡L1的電流減小 D. D. 原線圈中的電流增大 2、(1997年全國高考題)如圖14-20(1)、(2)兩電路中,當a、b兩端與e、f兩端分別加上220V的交流電壓時,測得c、d間與g、h間的電壓均為110V,若分別在c、d兩端與g、h兩端加上110V的交流電壓,則a、b間與e、f間的電壓分別為( ) A.220V,220V B.220V,110V C.110V,110V D.220V,0V
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