高中物理《变压器 》教案1 新人教版选修32.docx

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高中物理《变压器》教案1新人教版选修32

2019-2020年高中物理《变压器》教案1新人教版选修3-2

[学习目的]

1、理解变压器原理，了解变压器的构造、变压器的变压比、变压器的变流比。

2、知道远距离输电的方式，会进行简单的计算。

[学习内容]

一、变压器

变压器的构造:

原线圈、副线圈、铁芯

二、变压器的变压比

变压器的变流比

变压器的功率关系：

变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制

低压线圈匝数少而通过的电流大，应用较粗的导线绕制

三、几种常用的变压器

a.自耦变压器b.调压变压器c.电压互感器、电流互感器

四、.远距离输电

1、减少输电中的功率损失可以有两种方法:

P损=I2R

（1）、减小电阻

（2）、提高输电的电压U，减小电流I．

2、远距离输送电示意图

[典型例题]

例1：

一台变压器原线圈输入380V电压后，副线圈输出电压为19V，若副线圈增加150匝，输出电压增加到38V，则变压器原线圈的匝数为多少匝？

例2、如图27—3所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=4∶1，当导线AB在匀强磁场中作匀速直线运动切割磁感线时，电流表A1的示数为12mA，则电流表2的示数为（）

A．3mA

B．48mA

C．与R的阻值有关

D．0

例3.如图所示的理想变压器,输入电压U1=220伏，各线圈匝数之比n1:

n2:

n3=10:

5:

1。

R2=110欧,测得通过R3的电流I3=2A。

求：

流经电阻R2及初级线圈中的电流强度I2和I1各为多少？

例4在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上．当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂．已知线圈1、2的匝数之比n1∶n2=2∶1．在不接负载的情况下

A．当线圈1输入电压220V时，线圈2输出电压为110V

B．当线圈1输入电压220V时，线圈2输出电压为55V

C．当线圈2输入电压110V时，线圈1输出电压为220V

D．当线圈2输入电压110V时，线圈1输出电压为110V

例5、变压器接入某输电电路中，现以相同的输入电压U，不同的输出电压输送相同的电功率P，输电线电阻为R．当副线圈与原线圈匝数比为K时，输电线线路上损耗的功率为；当匝数比为nK时，线路上损耗的功率为原来的______倍

例6、某发电机输出功率P=100千瓦，发电机端电压U=1000伏，向远距离输电的输电线总电阻R=8欧。

现要求输电损耗为5%，用户得到的电压恰好为220伏，则：

①画出输电线路的示意图；

②求出所用的变压器的原副线圈匝数比

例7.有一条河流，河水流量为4m3/s，落差为5m，现利用它来发电，使用的发电机总效率为50％，发电机输出电压为350V，输电线的电阻为4Ω，允许输电线上损耗功率为发电机输出功率的5％，而用户所需要电压为220V，求所用的升压、降压变压器上原、副线圈的匝数比．g=9.8m/s2

例8.学校配有一套校内备用供电系统，如图所示，由一台内阻为1Ω的发电机向全校22个教室（每个教室有“220V40W”的白炽灯6盏）供电，如果输电线的总电阻R是4Ω，升压变压器和降压变压器（都认为是理想变压器）的匝数比分别是1∶4和4∶1，那么，

（1）发电机的输出功率应是多大?

（2）发电机的电动势是多大?

　（3）输电效率是多少?

训练设计：

1、图为汽油机点火装置。

蓄电池提供的是恒定直流，问：

为什么在开关由闭合变为断开瞬间，能用变压器得到点火所需的高电压呢？

2、如图，可以将电压升高供给电灯的变压器是（　　　　）

　　　　　（Ａ）　　　　　　（Ｂ）　　　　　　　　（Ｃ）　　　　　　（Ｄ）

3、为了安全，机床上照明用的电压是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1100匝，副线圈是多少匝？

用这台变压器给40W的灯泡供电，原副线圈的电流各是多少？

4、一台效率是55％的离心式水泵，每秒钟能把0.03m3的水抽到20m高处，现在用一台感应电动机通过皮带传动带动水泵运行，皮带传动效率是80％，在功率分别为14KW、20KW、28KW的三台电动机中，选用哪一台比较合适？

5、

（1）、

（2）两电路中，当a、b两端与e、f两端分别加上220伏的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110伏。

若分别在c、d两端与g、h两端加上110伏的交流电压，则a、b间与e、f间的电压分别为

A、220伏，220伏；B、220伏，110伏；

C、110伏，110伏；D、220伏，0；

6.用理想变压器给纯电阻负载供电时，用下列哪些办法可以增大输入电流?

（）

A、增加原线圈的匝数B、增加副线圈的匝数

　C、在副线圈上多串联一个电阻D、使绕制线圈的导线粗一些

7、在用理想变压器给一个阻值为R的负载供电，在输入电压一定的条件下，下列哪个办法可使变压器输入功率增加（）

A、增加原线圈匝数B、增加副线圈匝数

C、减小负载电阻阻值D、增大负载电阻阻值

8、如图所示为一理想变压器工作电路图，今欲使变压器的输入功率增大到原来的2倍，在其他条件不变的情况下，可行的办法是（）

A、原线圈的匝数n1增加到原来的2倍

B、副线圈的匝数n2增加到原来的2倍

C、负载电阻的阻值R变为原来的2倍

D、n2和R都变为原来的2倍

9、如图所示，n1为理想变压器原线圈，其接入电路的匝数随着滑动接触点P的上下移动会增加或减少，当输入电压U稍有下降时，为了使接在副线圈n2上的电灯电压保持不变，正确的调节方法是（）

A、使P稍向上滑动B、副线圈上改接电阻较大的电灯

C、使P稍向下滑动D、副线圈上改接电阻较小的电灯

10、如图所示为两个互感器，在图中圆圈内a、b表示电表，已知电压比为100，电流比为10，电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，则（）

A、a为电流表，b为电压表

B、a为电压表，b为电流表

C、路输送电功率是2200W

D、线路输送电功率是2.2×106W

11、如图所示是一理想的自耦变压器，A、B端接交流电源，C、D端接负载电阻R，P为滑动触头，当P逆时针转动时，下列结论正确的是（）

A、R两端的电压下降，电流减小

B、R两端的电压升高，电流增大

C、R两端的电压升高，电流减小

D、R消耗的功率不变

12、输电线的电阻共计r，输送的电功率是P，用电压U送电，则用户能得到的电功率是

A、B、C、D、

13、发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电线电阻为R，通过导线的电流为I，学校输入电压为U2，下列4个计算输电线损耗的式子中，不正确的是（）

A、B、C、D、

14、在远距离交流输电中，输电线路上既有功率损失，又有电压损失，它们两者产生的原因（）

A、都是由输电线的电阻产生的

B、都是由输电线的电阻和电抗（感抗和容抗）两者产生的

C、功率损失只由输电线的电阻产生，电压损失由电阻和电抗两者产生

D、电压损失只由输电线的电阻产生，功率损失由电阻和电抗两者产生

15、远距离输电线路的示意图如图所示，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是（）

A、升压变压器的原线圈中的电流与用户电设备消耗的功率无关

B、输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定

C、当用户用电器的总电阻减少时，输电线上损失的功率增大

D、升压变压器的输出电压等于降压器输入电压

16、某发电厂原来用11kV的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到220kV输电，输送的电功率都是P，若输电线路的电阻为R，则下列说法中正确的是（）

A、据公式，提高电压后输电线上的电流降为原来的1/20

B、据公式，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍

C、据公式，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的1/400

D、据公式，提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的400倍

17、一小水电站，输出的电功率为20kW，输电线总电阻为，如果先用400V电压输送，后又改用xxV电压输送，则输送电压提高后，输电导线上损失的电功率的变化情况是

A、减小50WB、减少1200WC、减少WD、增大W

三、计算题

18、如图所示理想变压器原、副线圈的匝数比为N1：

N2=2：

1，原线圈接220V交流电源，副线圈接额定功率为20W的灯泡L，灯泡正常发光．当电源电压降为180V时，求：

（1）灯泡实际消耗的功率？

（2）此时灯泡中的电流是多少？

19、有一理想变压器原、副线圈的匝数比为100，原线圈上所加电压为23kV，副线圈通过总电阻为2Ω的供电导线向用户供电，用户用电器得到电压是220V，求供电导线上损耗的功率？

20、如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10kW，输出电压为400V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2kV高压输电，最后用户得到220V，9.5kW的电力，求：

（1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比n1/n2；

（2）输电线路导线电阻R；

（3）用户降压变压器原、副线圈匝数比n3/n4.

答案：

例1：

n1=3000匝,n2=150匝，

例2：

D

例3：

I2=1A，I1=0.7A

例4：

BD

例5:

（P/KU）2R

例6:

图略1/4190/11

例7:

1/8133/11

例8:

5424W250V97.3%

设计训练：

1、略

2、B

3、1.1A0.18A

4、14KW

5、B

6、B

7、BC

8、D

9、C

10、BD

11、A

12、B

13、A

14、C

15、C

16、AC

17、B

18、1620/121W18/121A

19、50W

20、1/520Ω95/11

2019-2020年高中物理《变压器》教案1新人教版必修1

学情分析：

学生通过前面《电磁感应》整章的学习，已经对磁生电以及涡旋电流有了基本的掌握，在《交流电》前两节的学习，对交流电的特点也比较清楚，已经基本具备了学习变压器这一节内容的必备知识。

但对变压器原线圈两端的电压与原线圈产生的电动势大小关系这一知识点比较欠缺，在教学中需作出补充提示。

教材分析：

教材是落实课程标准、实现教学目标的重要载体，新教材的特点之一是“具有基础性、丰富性和开放性。

”即学习内容是基础而丰富的，呈现形式是丰富而开放的。

本节教材配有小实验，思考与讨论，简明扼要的文字说明，贴近生活的图片生动而形象，开阔眼界的科学漫步。

教材对变压器原理的表述比较浅，在处理时要将这部分内容情境化，将静态知识动态化，利于学生理解透彻。

另外，教材中“探究变压器线圈两端的电压与匝数关系”建议用控制变量法探究，但我认为控制变量法在这个实验中不利于学生寻找物理量之间的关系，因此我在这个实验中建议学生从和、差、积、比几个方面试探分析。

教、学用具：

（1）教师的教具：

台式电脑、投影屏幕、实物投影仪；教学课件；可拆式变压器、学生电源、开关、小灯泡、导线、多用电表等

（2）学生的学具：

分组用实验器材

本课教学目标：

1、知识目标：

（1）理解变压器的结构

（2）掌握变压器的工作原理和工作规律

2、能力目标：

（1）在探究过程中培养学生的协作、交流的能力。

（2）培养发现问题、解决问题、实验设计与探究的能力。

3、情感态度与价值观目标：

（1）使学生领略科学研究的综合性，在科学探究中形成严谨务实的态度。

（2）领悟到物理与生活的紧密联系。

本课教学重点难点：

本课的重点是变压器的原理及变压器两端电压与匝数的关系。

难点是变压器在怎样的条件下才能工作？

闭合铁芯在变压器效率上有怎样的重要作用？

我设计了四个小实验让学生自己去体验发现来突破难点。

教学过程：

第一部分：

课前收集变压器

变压器在平时生活中比较常见，学生对变压器这一名词并不陌生，因此课外要求学生搜集各种变压器，了解变压器的基本作用，必然会引起学生对变压器的极大兴趣，激发出学生对变压器的好奇心和求知欲，增强了感性认识，使变压器教学更贴近学生的实际生活，体会到物理与生活的紧密联系，提高学习物理的兴趣。

引导学生自主搜集和整理学习材料，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力。

第二部分：

变压器的结构

获得知识的过程是曲折的、充满矛盾的、活生生的、永无止境的过程，而不是平铺直叙、垂手可得。

从生活中常见用电器所需的额定电压各不相同，但民用电压为220V引出矛盾，很自然引发学生思考解决这一矛盾的途径，使刚上课学生的注意力很快集中到所学习的内容，又能使学生产生深厚的兴趣和求知欲，引起学生积极的思维活动。

学生联系生活常识及课前特意了解马上找到解决这一矛盾的途径——变压器。

继而亮出学生课前搜集的各式变压器，学生看到自己亲自搜集的变压器，会有一种由衷的自豪感、亲切感。

再看一组乡村变压器、变电所的大型变压器等，开阔同学们的视野。

选出一个拆开后的变压器，要求学生观察变压器总结得出变压器的结构，在这个过程中教师适时补充与完善。

在此，对变压器中的铁芯的作用可以不必提出，放在变压器的工作原理时通过实验得出更合适。

第三部分：

变压器的工作原理

一个好的问题是开启学生思维的钥匙，是学生思维的源泉。

教师要在教学的不同环节设置不同形式的问题。

试探性的问题，可使学生学习的新知和原有的经验结合，利于知识的建构；过渡性问题，能承上启下，过渡自然，使学生的思维有连续性，不致造成思维的混乱。

设置总结性的问题，不仅使学生解出正确答案，还知道了答案得出过程，培养学生的分类思想和归纳能力；发散性问题，使学生对概念和规律的认知在原有认知的基础上得以拓展，培养学生创造性解决问题的能力，因此，教学设计中精心设计问题对于学生的思维发展是十分重要的。

提出问题：

原、副线圈并没有直接连接，合上S2，接在副线圈两端的灯泡能亮吗？

要求学生推测并说出推测根据。

面对问题学生展开了思考、猜想、讨论，积极地表达自己的想法，课堂气氛热烈，由于学生想法并不一致，很自然产生了动手探究，一见分晓的愿望，这时让学生自己上台演示实验，实验结果引发新一轮的思考、讨论，得出变压器的可能的工作原理。

针对学生认识的误区及盲区，设计四组不同的实验，要求四组同学分组实验，并对出现的实验结果预测、分析。

第一组：

交流电源、闭合铁芯（实验结果小灯泡亮，目的是让学生亲自验证变压器的工作原理）

第二组：

直流电源、闭合铁芯（实验结果小灯泡不亮，目的是让学生亲自体验变压器工作需要用交流电源，进一步完善和强化对变压器工作原理的认识）

第三组：

交流电源、不闭合铁芯

第四组：

交流电源、闭合纸芯（第三、第四组实验实验结果小灯泡不亮，目的是让学生亲身感受到闭合铁芯的在提高变压器工作效率上的重要作用，从而提出理想变压器的概念）。

在丰富有趣的实验中，新旧知识得以重新整合，学生对变压器的工作原理的认识有了新的提高，认识更完整、更清晰、更深刻。

第四部分：

变压器的工作规律

过度设问：

如果在变压器的原副线圈各并联接入一个相同的小灯泡，则小灯泡的亮度会一样亮吗？

对这一问题，学生根据生活中的初步知识，变压器的基本作用是变压，也能得到两灯的亮度不一样亮。

从演示实验中，学生观察到两灯亮度不一样，切实感受到变压器确实能改变电压，同时为下一个问题创设了情境，必然会引发学生思考变压器电压的变化可能与哪些因素有关？

引起猜测、探究的强烈愿望，使学生思维由置疑到质疑，达到学生思维的最优化。

猜测变压器原副线圈电压大小可能与哪些因素有关时，教师可根据学生的猜测做一些简单的实验来证实他们的猜想，如我设计的一个实验：

用一根一米长的有多股芯线的导线与一小灯泡相连，随着绕在铁芯上的匝数不同，小灯泡的亮度也不同，形象直观地展现了变压器原副线圈电压大小与线圈的匝数有关，学生信服。

信服之余，新的问题有在脑海中孕育而生，即原副线圈电压大小与线圈的匝数有怎样的关系？

为后续探究明确了目标和内容，即探究原副线圈电压与线圈匝数的关系，这样的教学过程，能够培养学生提出问题的意识和能力。

分四组探究得出电压与线圈匝数的关系。

简单介绍实验器材，提出实验注意事项，要求学生自己设计实验方案、设计实验数据记录表格、分析实验数据（提示：

一般数据分析可以从和、差、积、比值等几方面着眼考虑）得出实验结论，一组同学相互协作、共同完成实验探究。

让学生从自己亲手做实验得出的数据，表达本组的实验方案、数据分析方法及结论，这样不仅提高了学生的科学探究意识和能力，培养了相互合作的团队精神，享受到了成功的喜悦，增强了学习物理的兴趣，活跃了课堂气氛。

至此班级气氛异常激动，喜悦之余，话锋一转，根据学过的知识从理论上推出电压与线圈匝数的关系。

在准备知识欠缺的情况下，这里需要作适当提示，即理想变压器原线圈两端的电压与原线圈产生的电动势是相等的，在此基础上学生结合已有的知识很顺利的推出了原副线圈两端电压与线圈匝数的关系，达到理论与实践的统一，为实验结论的可信度增加了筹码。

第五部分：

变压器的应用与延伸

新课程标准强调从生活走向物理，从物理走向社会，把物理知识适当的引向实际应用及生活，体现学以致用、学有所用，不仅可以拓展学生的知识面、发展创造力，培养学生创新思维，而且可以让学生总结失败的原因，获得成功的享受，增加学习的兴趣并得到更好锻炼。

我要求学生设计一个能用照明电给复读机供电的电源的电路。

说明：

复读机用6V直流电源。

物理学科本身的科研性就比较强，教师要通过教育教学活动激发学生的探究意识，课堂探究与课后探究相结合，提高学生的探究能力，使学生能适应终身学习的要求和需要，这对于以后他们从事科学研究活动非常重要。

因此，要求学生课后探究变压器的电流与哪些因素有关？

有怎样的关系？

并理论推导。

学生在课外实验中不可能一帆风顺，教师在操作时要适当引导。

但是，教师也不可包办代替，要让学生接受挫折，从中总结经验教训，不断改进实验，发挥学生的创造性，特别是为那些潜能生提供了必要的发展空间。

第五部分：

教学反思

这节教学设计有成功的地方，也还有值得改进的地方。

成功的地方有以下几点：

1、教学思路清晰，教学知识结构“变压器的结构”、“变压器的工作原理”、“变压器的工作规律”安排合理。

2、教学方法多样，有集体教学、个别提问、小组讨论、分组实验等；教学以问题为线索，层层深入、引人入胜，有设问、创设情景引发问题，以探究为手段，设计生动有趣的实验丰富激活课堂，。

3、教学特色：

紧紧抓住主题、牢牢吸引学生，注重知识的温故而知新，包括提出问题能力、理论推断能力、动手探究能力、相互合作能力等多方面能力的培养，课堂和谐有序、思维活动活跃，以学生为主体，课内、课外成为一个有机的整体，目标意识强，体现新课程理念，符合新课程标准。

4、课堂亮点：

将变压器变形后设计四组实验，让学生从实验中深刻体验变压器的工作原理，改变了平铺直叙的枯噪，说服力差，学生理解不透彻的弊病。

在四组实验的组织上可以改进采用分四组以竞赛的形式进行，这样能增强竞争意识、集体意识，提高参与的积极性，效果会更好。