高二物理变压器集体备课教案四 新课标 人教版 选修32.docx

高二物理变压器集体备课教案四 新课标 人教版 选修32.docx

《高二物理变压器集体备课教案四 新课标 人教版 选修32.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二物理变压器集体备课教案四 新课标 人教版 选修32.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高二物理变压器集体备课教案四新课标人教版选修32

2019-2020年高二物理变压器集体备课教案四新课标人教版选修3-2

科目

物理

年级

高二

班级

时间

课题第四节变压器

（知识、能力、品德）

教学目标

教学目的1．知道变压器怕构造，理解互感现象，理解变压器的工作原理

2．理解理想变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析、解决基本问题

3．理解理想变压器的原、副线圈中电流与匝数的关系

4．知道几种常见的变压器

（重点、难点）

教材分析

重点：

变压器的工作原理和工作规律

难点：

理解副线圈两端电压是与原线圈频率相同的交变电流，推导变压器原、副线圈电流与匝数的关系

板书

设计

示意

框图

第四节变压器

1．介绍变压器的构造

2．变压器的工作原理

教学操作过程设计（重点写怎么教及学法指导，含课练、作业）

个人备课

一、引入新课

电灯、电饭锅、洗衣机、电冰箱等用电器需要220V的电压，随听只需3－6V的电压，而彩色电视机显像管却需要1000V以上的高压电，而照明电路电压只有220V，那么如何使额定电压不是220V的电器设备正常工作呢？

二、新课教学

1．介绍变压器的构造

由一个闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。

如图1所示。

原线圈：

跟电源相连，用绝缘线绕成的

副线圈：

跟负载相连，用绝缘线绕成的

闭合铁芯是由涂有绝缘漆的硅钢薄片叠合而成。

强调：

线圈必须绕在铁芯上。

2．变压器的工作原理

［演示实验］当原线圈接入交变电压时，副线圈

两端拉入交变电压表会有读数，若原线圈不接电源，副

线圈接入的交流电压表没有读数。

如图2。

图.1

提问1：

原、副线圈并没有直接连接，为什么副线圈

两端的电压表会有读数？

答：

是铁芯使原、副线圈发生了联系，原线圈中接入

了交变电流，则副线圈中就有交变电流产生。

引导学生用电磁感应的知识来分析问题。

图2

讨论：

（1）套在变压器铁芯上的两只线圈起什么作用？

强调：

①原、副线圈之间是通过交变磁场相互联系的

②从能量的角度看，显然变压器不能产生电能，它只是通过交变磁场传输电能。

（2）根据刚才分析，原、副线圈即使不套在闭合铁芯上，它们之间仍然存在电磁感应关系，那么为什么说铁芯是变压器的必要组成部分？

［演示实验］将一只灯泡串接的变压器副线圈两端，调节变压器，使灯泡正常发光，然后拆去变压器铁芯的一边，使铁芯不闭合。

立刻可看到灯泡变得很暗。

说明：

没有铁芯但靠得很近的原、副线圈的确存在互感关系，但它传输电能的效率太差，因为大部分磁感线都流失在线圈外，漏失的磁感线不会在原、副线圈之间起传输电能作用。

而铁芯由于被磁化，绝大部分磁感线集中在铁芯上，大大增强了变压器传输电能的效率。

小结：

原、副线圈有共同的铁芯，穿过它们的磁通量和磁通量的变化时刻都相同，由于原、副线圈中有交变电流而发生了互感现象，使电能可以通过磁场从原线圈到达副线圈。

（3）原、副线圈之间的电压关系

提问2：

感应电动势的大小与什么有关？

（①磁通量变化率　②线圈匝数）

由于原、副线圈中的电流共同产生的磁通量相同，因而这两个线圈的每匝产生的感应电动势相等。

推导变压比公式：

原、副线圈中产生感应电动势大小分别为：

　　，　　

由此可得：

根据自感现象，原线圈中感应电动势E1起阻碍电流变化的作用，跟加在原线圈两端电压U1的作用相反，且电阻很小，则有E1＝U1。

副线圈相当于一个电源，感应电动势E2相当于电源的电动势，内阻很小，则有E2＝U2，

故：

结论：

理想变压器（这种忽略原、副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器称为理想变压器）的原副、线圈的两端电压之比等于这两个线圈的匝数比。

从能量角度看，变压器不能产生电能，它只是通过交变磁场传输电能。

问：

变压器能不能改变直流电压？

指出：

（1）n2＞n1时，U2＞U1，称升压变压器

（2）n2＜n1时，U2＜U1，称降压变压器

（4）变压器原、副线圈电流与匝数的关系

大型变压器铁芯中漏磁可以忽略不计，电能没有通过电磁波辐射出去，铜导线绕成的线圈电阻很小，不计导线上的热损，即无铜损。

硅钢片极薄，且彼此绝缘，由于电感产生的涡流可忽略，即无铁损。

所以大型变压器均可认为是理想变压器，即无任何电能损失。

因此：

P入＝P出，即I1U1＝I2U2，而U1/U2=n1/n2

所以：

强调指出：

以上结论仅限于副线圈只有一个的情况，但无认有几个副线圈，对理想变压器，P入＝P出恒成立。

提问：

根据以上分析，请同学想想看，原、副线圈的导线粗细为不什么不同？

这样做有什么好处？

3．介绍几种常见的变压器：

自耦变压器、调压器、互感变压器等。

三、巩固练习

为了安全，机床上照明电灯用的电压是36V，这个电压是把220V的电压降压后得到的，如果变压器的原线圈是1140匝，副线圈是多少匝？

用这台变压器给40W的电灯供电，原、副线圈中的电流各是多大？

（187匝，I1＝0.182A，I2＝1.1A）

四、作业布置　

教学后记

2019-2020年高二物理同步辅导与测试磁场、带电粒子在磁场中运动北师大版

磁场：

产生：

运动的电荷产生磁场（磁现象的电本质）

基本性质：

对处在磁场中的运动电荷（电流）有力的作用

运动实例：

带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动

【典型例题】

例1.如图所示，一根质量为m长为L的细铝棒，用两个倔强系数为k的弹簧水平悬挂在匀强磁场中，当电流I的方向向右时，两根弹簧缩短△x，当电流I的方向向左时，两弹簧伸长△x，则磁感应强度为（）

解析：

当通以向右的电流时，杆受力如图甲所示：

杆受重力G，向上的安培力F安及向下的弹簧的弹力T1、T2（T1＝T2）

当通以向左的电流时，杆受力如图乙所示：

联立

（1）

（2），则

选项A正确

例2.如图，真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度的大小B＝0.60T，磁场内有一块平面感光板ab，板面与磁场方向平行，在距ab的距离l＝16cm处，有一个点状的α放射源S，它向各个方向发射α粒子，α粒子的速度都是v＝3.0×106m/s，已知α粒子的电荷与质量之比，现只考虑在图纸平面中运动的α粒子，求ab上被α粒子打中的区域的长度。

解析：

α粒子带正电，故在磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动，用R表示轨道半径，有：

代入数值得R＝10cm，可见2R>l>R

因朝不同方向发射的α粒子的圆轨道都过S，由此可知，某一圆轨迹在图中N左侧与ab相切，则此切点P1就是α粒子能打中的左侧最远点，为定出P1点的位置，可作平行于ab的直线cd，cd到ab的距离为R，以S为圆心，R为半径，作弧交cd于Q点，过Q点作ab的垂线，它与ab的交点即为P1，由图中几何关系得：

再考虑N的右侧，任何α粒子在运动过程中离S的距离不可能超过2R，以2R为半径，S为圆心作圆，交于N右侧的P2点，此即右侧能打到的最远点。

由图中几何关系得：

例3.如图所示，质量为m，带电量为-q的绝缘滑环套在固定于水平方向且足够长的绝缘杆上，滑环与杆之间的动摩擦因数为μ，整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，B的方向垂直纸面向外，现给滑环一个水平向右的瞬时冲量I，使其开始运动，已知当I＝I0时滑环恰能沿杆做匀速直线运动。

求：

（1）I0的大小；

（2）若瞬时冲量为某一定值IS，且IS>I0时，滑环沿杆运动过程中克服摩擦力所做的功。

解析：

（1）当I＝I0时滑环沿杆匀速直线运动

则滑环应不受滑动摩擦力：

f＝0

∴此时N＝0

（2）当瞬时冲量IS>I0，则N≠0，f≠0

滑环沿杆作变减速运动，当f洛减小到等于重力N＝0，f＝0，以后滑环一直匀速运动，故滑环整个过程应用动能定理：

例4.如图所示，y轴右方有方向垂直于纸面的匀强磁场，一个质量为m、电量为q的质子以速度v水平通过x轴上的P点，最后从y轴上的M点射出磁场，已知M点到原点Ｏ的距离为h，质子射出磁场时方向与y轴负方向夹角θ＝30°

（1）求磁感应强度B的大小和方向。

（2）适当的时候，在y轴右方再加一个匀强电场就可使质子最终能沿y轴正方向做匀速直线运动，从质子经过P点开始计时，再经过多长时间加这个匀强电场？

电场强度为多大？

方向如何？

思路：

由圆轨迹及几何关系可求得半径R，再由半径公式即可求出磁感应强度B，磁场方向可由左手定则得到。

加匀强电场后，由平衡条件就能得到场强E。

解：

（1）磁场方向垂直于纸面向里，质子在磁场中的运动轨迹如图所示：

由几何关系得：

又洛伦兹力提供向心力

（2）若质子在运动到N点处时加沿+x方向的匀强电场，且qE＝qvB，则质子将沿+y方向做匀速直线运动，质子从P运动到N点所用时间

场强为

例5.正负电子对撞机的最后部分的简化示意图如图1（俯视图），位于水平面内的粗实线所示的圆环形真空管道是正、负电子做圆运动的“容器”，经过加速器加速后的正、负电子被分别引入该管道时，具有相等的速率v，它们沿管道向相反的方向运动，在管道内控制它们转弯的是一系列圆形电磁铁，即图中的A1、A2、A3……An，共n个，均匀分布在整个圆环上（图中只示意性地用细实线画了几个，其余的用细虚线表示），每个电磁铁内的磁场都是匀强磁场，并且磁感应强度都相同，方向竖直向下，磁场区域的直径为d。

改变电磁铁内电流的大小，就可改变磁场的磁感应强度，从而改变电子偏转的角度。

经过精确的调整，首先实现电子在环形管道中沿图中粗虚线所示的轨迹运动，这时电子经过每个电磁铁时射入点和射出点都在电磁铁的同一条直径的两端，如图2所示，这就为进一步实现正、负电子的对撞作好了准备。

（1）试确定正、负电子在管道内各是沿什么方向旋转的。

（2）已知正、负电子的质量都是m，所带电荷都是元电荷e，重力可不计。

求电磁铁内匀强磁场的磁感应强度B的大小。

解析：

（1）正电子在图中沿逆时针方向转动负电子在图中沿顺时针方向运动

射入电磁铁时与通过射入点的直径夹角为θ/2

电子在电磁铁内做圆运动的半径：

由图所示可知：

1.下列说法正确的是（）

A.运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力作用

B.运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，则该处的磁感应强度一定为零

C.洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的动量

D.洛伦兹力对带电粒子不做功

2.如图1所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线将（）

A.向纸内偏B.向纸外偏C.向下偏转D.向上偏转

图1

3.如图所示，一带电小球从两竖直带等量异种电荷的平行板上方h处自由落下，两板间还存在匀强磁场，方向垂直纸面向里，带电小球通过正交的电磁场时（）

A.可能做匀速直线运动B.可能做匀加速直线运动

C.一定做曲线运动D.可能做曲线运动

4.关于磁感应强度的大小，下列说法正确的是（）

A.一段通电导线在磁场中某处所受的安培力大，该处的磁感应强度就大，受到的安培力小，该处的磁感应强度就小

B.磁感线密处的磁感应强度大，疏处的磁感应强度小

C.通电导线在磁场中受的安培力为零之处，磁感应强度一定为零

D.在匀强磁场中，某处的磁感应强度大小等于该处1m2面积上穿过的磁感线条数

5.在图中，标出了磁场的方向，通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受安培力F的方向，