《變壓器》開課教案

1、變壓器公開課教案教學(xué)目的：1 . 了解變壓器的構(gòu)造2 .引導(dǎo)學(xué)生利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象理解變壓器工作原理3 .掌握理想變壓器原副線圈上的電壓、功率、電流關(guān)系教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)歸納與討論啟發(fā)相結(jié)合教具： 變壓器模型、示教板、電源、三個(gè)燈泡、（三個(gè)）電鍵、開關(guān)導(dǎo)線教學(xué)過程：課題引入：生產(chǎn)生活中使用的各種用電設(shè)備， 需要的電壓不是都一樣的。 家用電器用220V 電壓，機(jī)床動(dòng)力用 380V,照明燈用36V安全電壓，電子管燈絲用 6.3V電壓，電視顯像管用 1萬多伏的電壓，等等。在由統(tǒng)一的供電線路供電情況下，為了適應(yīng)這些不同電壓的需要，就要有一種改變電壓的設(shè)備一一變壓器。這一節(jié)我們就要來了解一下變壓器的構(gòu)造及其工

2、作原理 等原理。1、2、變壓器的工作原理：師：（復(fù)習(xí)）閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？生：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。師：（提出問題）在原線圈上接上穩(wěn)定的直流電，那么副線圈上是否有感應(yīng)電流，辦什么?實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:1、S閉合后，燈L不會(huì)亮，即副線圈上沒有感應(yīng)電流。2、S斷開瞬間，燈L會(huì)亮一下？師：（分析原因）當(dāng) S閉合后，原線圈接穩(wěn)定的直流電流后，在鐵芯中產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，不能引起副線圈處磁通量變化，所以副線圈上不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而在S斷開瞬間，原線圈的直流電消失，于是副線圈處的磁能量減少，此時(shí)副線圈上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。師：（提出問題）：怎么在副線圈中得到一個(gè)持續(xù)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？生：原線圈的

3、電流要不斷變化，以至在鐵芯中產(chǎn)生一個(gè)交變的磁場(chǎng)，這樣副線圈的磁通就會(huì)改變，副線圈就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。師：（引導(dǎo)）很顯然，原線圈中要引入一個(gè)變化的電流，（）什么樣的電流是變化的？生：（答）引入交流電接在原線圈上，副線圈上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。師：這時(shí)副線圈就可作為電源使用，當(dāng)用電器接在副線圈兩端時(shí)，副線圈電路中就會(huì)有電流?？偨Y(jié)變壓器的工作原理：利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象。閉合鐵原線圈 加交變電壓U1 一交變電流一交變磁場(chǎng)一交變磁通芯形成閉合磁場(chǎng)副線圈交變磁通感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)從能的轉(zhuǎn)化來看變壓器原線圈輸入的電能轉(zhuǎn)化為原副線圈中交變的磁場(chǎng)能，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為變壓器副線圈的輸出電能。3 .變壓器的特性：演示實(shí)驗(yàn)二、按下圖，將導(dǎo)

4、線繞鐵芯后逐漸拉出，請(qǐng)學(xué)生注意觀察燈泡亮度變化而得出結(jié)論。現(xiàn)象：隨著纏繞匝數(shù)和電壓的增加，燈越來越亮，燈兩端的電壓越來越大結(jié)論：在原線圈的匝數(shù)和電壓一定時(shí)，副線圈的輸出電壓與副線圈的匝數(shù)有關(guān)。演示實(shí)驗(yàn)三：保持原線圈的交流電壓Ui不變，匝數(shù)ni不變，改變副J線圈匝數(shù) n2,分別測(cè)得對(duì)應(yīng)副線圈輸出電壓 U2記錄如下表：原線圈 Ui=3.5V U2=400 匝副線圈123n2200匝800匝1600 匝U21.7v7.0v14.0v提出問題：1在什么情況下變壓器可作升壓使用，什么情況下可用作降壓使用?2變壓器原副線圈上電壓與線圈匝數(shù)關(guān)系?總結(jié)：電壓與匝數(shù)的關(guān)系:u1 _ n1u2= n2當(dāng)n1<

5、;n2時(shí)，升壓當(dāng)n1>n2時(shí)，降壓演示實(shí)驗(yàn)四：讓學(xué)生觀察空載時(shí)，接一個(gè)燈泡與接兩個(gè)燈泡時(shí)，原線圈的電壓與電流變化情況。現(xiàn)象：空載時(shí)，電流Ii=0,開頭K1閉合及開頭K2閉合，電流Ii增大，整個(gè)過程中電壓 U1保持不變。分析：原線圈的輸入電壓Ui不變，則副線圈的輸出電壓 U2=n2.Ui也保持不變。當(dāng)副線圈空載時(shí)，不消耗電能，則原線圈無輸入電功 ni率，故Ii=0, Pi=UiIi=0;當(dāng)副線圈的負(fù)載增多時(shí)，即副線圈的電器增多時(shí)，并聯(lián)等效電阻R并其消耗的電功率 P2=-u2增大，則原線圈的輸入功率要隨之增大，故Ii增大,R并Pi=UiIi 增大。提出問題：變壓器的輸入功率Pi隨輸出功率P2

6、變化而變化，那么 Pi與P2之間存在什么分析：要說明這個(gè)問題，要從變壓器中能量轉(zhuǎn)化關(guān)系來入手，由于原副線圈有電阻，在有電流流過時(shí)會(huì)發(fā)熱，同時(shí)磁感線有漏失及鐵芯在反復(fù)磁化時(shí)會(huì)發(fā)熱，因此輸出功率明顯小于輸入功率，即 Pi<P2。如果我們?cè)O(shè)想出一種沒有能量損失的理想變壓器，則輸入功率和輸出功率近似相等。即Pi=P2,即 UiI i= U2I2 即ui = ni =12 u2" n2" Ii結(jié)論：理想變壓器工作時(shí)，原副線圈的電流跟它們?cè)褦?shù)成反比。線圈匝數(shù)越多，U大，I小，用細(xì)導(dǎo)線線圈匝數(shù)越少，U小，I大，用粗導(dǎo)線課堂練習(xí)i：有一理想變壓器，原、副線圈匝數(shù)比ni i , , ,

7、 工人二一，當(dāng)它正常工作時(shí)，求：（i）原、副線圈輸 n2 i0入電壓和輸出電壓之比。(2)原、副線圈電流(強(qiáng)度)之比。(3)原、副線圈輸入功率和輸出功率之比。(4)原、副線圈磁通量變化率之比。(5)原、副線圈電流和電壓頻率之比。(6)當(dāng)副線圈上的負(fù)載電阻減少時(shí)，原線圈上的電流、電壓、功率如何變化？(1) (4)題學(xué)生完全能回答出，(5) ( 6)題可以讓學(xué)生后得出，同時(shí)提出變壓器 的高壓線圈和低壓線圈對(duì)繞線粗細(xì)的要求。師：本練習(xí)說明：(1) 變壓器的高壓線圈匝數(shù)多而通過的電流小，用較細(xì)的導(dǎo)線繞制，變壓器的低壓 線圈匝數(shù)少而通過的電流大，用較粗的導(dǎo)線繞制。(2) 副線圈上的電流電壓和原線圈上電流電壓一樣也是交變的，且頻率相同。(3) 變壓器確定后，原、副線圈上的電壓比不隨負(fù)載變化而變化。(4) 變壓器的輸入電流、功率由輸出電流、功率決定，輸出電壓由輸入電壓決定。作業(yè)：P126 (1) (2) (3)板書設(shè)計(jì)：2 .變壓器的工作原理3 .變壓器的特性：原線圈UiIi副線圈U2I2:(利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象)輸