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2019-2020年高中物理 2.6變壓器教案 粵教版選修3-2.doc

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2019-2020年高中物理 2.6變壓器教案 粵教版選修3-2.doc

2019-2020年高中物理 2.6變壓器教案 粵教版選修3-2課 題變壓器新授課教 學(xué) 目 標(biāo) (一)知識(shí)與技能1知道變壓器的構(gòu)造,了解變壓器的工作原理。2理解理想變壓器原、副線圈中電壓與匝數(shù)的關(guān)系,能應(yīng)用它分析解決有關(guān)問(wèn)題。(二)過(guò)程與方法在探究變壓比和匝數(shù)比的關(guān)系中培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理理想化模型分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀1使學(xué)生體會(huì)到能量守恒定律是普遍適用的。2培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)探究變壓比和匝數(shù)比的關(guān)系。難點(diǎn)探究變壓比和匝數(shù)比的關(guān)系。教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)探究法、閱讀法、講解法。教學(xué)手段 學(xué)生電源、可拆變壓器、交流電壓表、交流電流表、燈泡 教學(xué)活動(dòng) (一)引入新課在實(shí)際應(yīng)用中,常常需要改變交流的電壓.大型發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流,電壓有幾萬(wàn)伏,而遠(yuǎn)距離輸電卻需要高達(dá)幾十萬(wàn)伏的電壓。各種用電設(shè)備所需的電壓也各不相同。電燈、電飯煲、洗衣機(jī)等家用電器需要220 V的電壓,機(jī)床上的照明燈需要36 V的安全電壓。一般半導(dǎo)體收音機(jī)的電源電壓不超過(guò)10 V,而電視機(jī)顯像管卻需要10000 V以上的高電壓。交流便于改變電壓,以適應(yīng)各種不同需要。變壓器就是改變交流電壓的設(shè)備。這節(jié)課我們學(xué)習(xí)變壓器的有關(guān)知識(shí)。(二)進(jìn)行新課1變壓器的原理思考與討論:按上圖所示連接好電路,接通電源,觀察燈泡是否發(fā)光。兩個(gè)線圈并沒(méi)有直接接觸,燈泡為什么亮了呢?這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么?當(dāng)一個(gè)線圈中同交變電流時(shí),變化的電流產(chǎn)生變化的磁場(chǎng),變化的磁場(chǎng)在另一個(gè)線圈中激起感生電場(chǎng),從而產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì),燈泡中有了感應(yīng)電流,故燈泡發(fā)光。實(shí)驗(yàn)說(shuō)明,通過(guò)互感現(xiàn)象,電源的能量可以從一個(gè)線圈傳輸給另一個(gè)線圈。變壓器就是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈構(gòu)成的。一個(gè)線圈跟電源連接,叫原線圈(初級(jí)線圈),另一個(gè)線圈跟負(fù)載連接,叫副線圈(次級(jí)線圈)。兩個(gè)線圈都是絕緣導(dǎo)線繞制成的。鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成。畫(huà)出變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào),如下圖所示:互感現(xiàn)象時(shí)變壓器工作的基礎(chǔ)。在原線圈上加交變電壓U1,原線圈中就有交變電流,它在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量。這個(gè)交變磁通量既穿過(guò)原線圈,也穿過(guò)副線圈,在原、副線圈中都要引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如副線圈是閉合的,在副線圈中就產(chǎn)生交變電流,它也在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量,在原、副線圈中同樣引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。副線圈兩端的電壓就是這樣產(chǎn)生的。所以,兩個(gè)線圈并沒(méi)有直接接觸,通過(guò)互感現(xiàn)象,副線圈也能夠輸出電流。變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)有何關(guān)系呢?下面我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究。目的:探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系器材:可拆變壓器,學(xué)生電源,多用電表,導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)步驟:(1)按圖示電路連接電路(2)原線圈接低壓交流電源6V,保持原線圈匝數(shù)n1不變,分別取副線圈匝數(shù)n2=n1,n1,2 n1,用多用電表交流電壓檔分別測(cè)出副線圈兩端的電壓,記入表格。(3)原線圈接低壓交流電源6V,保持副線圈匝數(shù)n2不變,分別取原線圈匝數(shù)n1=n2,n2,2 n2,用多用電表交流電壓檔分別測(cè)出副線圈兩端的電壓,記入表格。U16V實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456原線圈匝數(shù)n1n1n1n1n2n2n2副線圈匝數(shù)n2n1n12 n1n2n22 n2副線圈輸出電壓U2結(jié)論(4)總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,得出結(jié)論。注意事項(xiàng):(1)連接好電路后,同組同學(xué)分別獨(dú)立檢查,然后由老師確認(rèn),電路連接無(wú)誤才能接通電源。(2)注意人身安全。只能用低壓交流電源,電源電壓不能超過(guò)12V(3)使用多用電表交流電壓檔測(cè)電壓時(shí),先用最大量程測(cè)試,然后再用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量。2電壓與匝數(shù)的關(guān)系 電流通過(guò)變壓器線圈是會(huì)發(fā)熱,鐵芯在交變磁場(chǎng)的作用下也會(huì)發(fā)熱。所以,變壓器工作時(shí)存在能量損失。沒(méi)有能量損失的變壓器叫做理想變壓器。,只適用于理想變壓器。實(shí)際上變壓器的工作效率都很高,在一般的計(jì)算中,可以把實(shí)際變壓器視為理想變壓器。理想變壓器原線圈的輸入功率與副線圈的輸出功率有什么關(guān)系?因?yàn)槔硐胱儔浩鳑](méi)有能量損失,所以P出=P入若理想變壓器只有一個(gè)副線圈,則原副線圈中的電流I1與I2有什么關(guān)系?據(jù)P出=U2I2,P入=U1I1及P出=P入得:U2I2=U1I1則:上式是理想變壓器只有一個(gè)副線圈時(shí),原副線圈中的電流比公式。如果副線圈的電壓高于原線圈的電壓,這樣的變壓器叫升壓變壓器;如果副線圈的電壓低于原線圈的電壓,這樣的變壓器叫降壓變壓器。 升壓變壓器,n2n1,降壓變壓器,n2n1。升壓變壓器,I2<I1,降壓變壓器,I2>I1。在繞制升壓變壓器原副線圈時(shí),副線圈導(dǎo)線應(yīng)比原線圈導(dǎo)線粗一些好,還是細(xì)一些好?降壓變壓器呢?因?yàn)樯龎鹤儔浩?,I2<I1,所以副線圈導(dǎo)線可以比原線圈導(dǎo)線細(xì)一些。降壓變壓器,I2>I1,所以副線圈導(dǎo)線要比原線圈導(dǎo)線粗一些。課后請(qǐng)大家閱讀教材47頁(yè)“科學(xué)漫步”,了解互感器的工作原理和應(yīng)用。(三)課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下內(nèi)容:1變壓器主要由鐵芯和線圈組成。2變壓器可改變交變電的電壓和電流,利用了原副線圈的互感現(xiàn)象。3理想變壓器:沒(méi)有能量損失的變壓器,是理想化模型。有P輸出=P輸入 (四)實(shí)例探究理想變壓器基本規(guī)律【例1】一個(gè)正常工作的理想變壓器的原副線圈中,下列的哪個(gè)物理量不一定相等 ( B )A交流的頻率B電流的有效值C電功率D磁通量變化率理想變壓器的綜合應(yīng)用【例2】如圖所示為一理想變壓器,K為單刀雙擲開(kāi)關(guān),P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭,U1為加在原線圈兩端的電壓,I1為原線圈中的電流,則 ( C )A保持U1及P的位置不變,K由a合到b時(shí),I1將增大B保持U1及P的位置不變,K由b合到a時(shí),R消耗功率減小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處,若U1增大,I1將增大 學(xué) 生 活 動(dòng)

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