高中物理 5.4 变压器(一)导学案 新人教版选修
物理第五章交变电流5.4变压器教案新人教版选修Word版
变压器按上图所示连接好电路，接通电源，观察灯泡是否发光。
两个线圈并没有直接接触，灯泡为什么亮了呢？这个实验说明了什么？当一个线圈中同交变电流时，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场在另一个线圈中激起感生电场，从而产生感生电动势，灯泡中有了感应电流，故灯泡发光。
实验说明，通过互感现象，电源的能量可以从一个线圈传输给另一个线圈。
变压器就是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈构成的。
一个线圈跟电源连接，叫原线圈（初级线圈），另一个线圈跟负载连接，叫副线圈（次级线圈）。
两个线圈都是绝缘导线绕制成的。
铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。
画出变压器的结构示意图和符号，如下图所示：互感现象是变压器工作的基础。
在原线圈上加交变电压U1，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量。
这个交变磁通量既穿过原线圈，也穿过副线圈，在原、副线圈中都要引起感应电动势。
如副线圈是闭合的，在副线圈中就产生交变电流，它也在铁芯中产生交变的磁通量，在原、副线圈中同样引起感应电动势。
副线圈两端的电压就是这样产生的。
所以，两个线圈并没有直接接触，通过互感现象，副线圈也能够输出电流。
变压器线圈两端的电压与匝数有何关系呢？下面我们通过实验来探究。
目的：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系 器材：可拆变压器，学生电源，多用电表，导线若干 实验步骤：（1）按图示电路连接电路（2）原线圈接低压交流电源6V ，保持原线圈匝数n 1不变，分别取副线圈匝数n 2=21n 1，n 1，2 n 1，用多用电表交流电压档分别测出副线圈两端的电压，记入表格。
（3）原线圈接低压交流电源6V ，保持副线圈匝数n 2不变，分别取原线圈匝数n 1=21n 2，n 2，2 n 2，用多用电表交流电压档分别测出副线圈两端的电压，记入表格。
U 1＝6V实验次数 123456原线圈匝数n 1 n 1n 1 n 1 n 2 n 2 n 2副线圈匝数n 2 21n 1 n 1 2 n 121n 2 n 2 2 n 2副线圈输出电压U 2结论（4）总结实验现象，得出结论。
人教版高二物理选修3-2：5.4节《变压器》导学案设计(word无答案)
第5.4节《变压器》导学案班级：组别：姓名：【学习目标】1．知道变压器的构造及几种常见的变压器，理解变压器的工作原理。
2．通过实验，探究理想变压器变的原、副线圈中电压与匝数的关系，电流与匝数的关系，体会理想化模型在物理学研究中的重要性。
(难点)3．能应用理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系分析解决有关问题。
(重点)【学法指导】1.认真阅读学习目标，牢牢把握学习要求。
2.认真阅读课本P40～P44页，勾画出主要知识，通过实验，探究理想变压器变的原、副线圈中电压与匝数的关系，电流与匝数的关系.能应用理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系分析解决有关问题.3.将预习中遇到的疑难点问题标识出来在展示课堂上小组讨论、质疑4、实验探究法、推理法、理想化模型研究问题的方法【知识链接】1．互感现象：两个线圈之间没有导线连接，当一个线圈中的电流时，它所产生的的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势的现象。
法拉第电磁感应电动势的计算公式为。
2．磁场的能量：线圈中电流越大，产生的磁场越，储存的磁场能越。
【学习过程】知识点一、变压器的原理[问题1]做下图的实验，请同学们认真观察实验。
当左边的线圈接直流电源时，小灯泡发光（会或不会）。
当左边的线圈接交流电源时，小灯泡发光（会或不会），侧的线圈相当于电源给灯泡供电，此过程中产生感应电动势的现象是现象。
[问题2]仔细观察下图所示的变压器构造示意图并完成以下内容。
（1）构造：由和两个线圈组成，与连接的线圈叫原线圈（又叫初级线圈），与连接的线圈叫副线圈（又叫次级线圈），请在虚线框内画出变压器的符号．．。
（2）现象是变压器工作的基础，中电流的大小、方向不断变化，在铁芯中激发的也在不断变化，变化的磁场在中产生感应电动势对外界负载供电。
从能量转换的角度看，变压器是把电能通过能再转换成能的装置。
知识点二、电压与匝数的关系[问题3]阅读教材P41实验“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”，明确实验目的，步骤及注意事项。
高中物理5.4变压器导学案新人教版选修
高中物理5.4变压器导学案新人教版选修5、4 变压器课前自主预习1、变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的、一个线圈与交流电源连接叫______，也叫______；另一个线圈与负载连接，叫做______，也叫________、2、理想变压器的功率关系为输入功率________输出功率、3、理想变压器中电压关系符合________________；公式为________、4、理想变压器如果只有一个原线圈和一个副线圈，则电流关系符合________________________，公式为____________、重难点点拨1、对理想变压器的理解例1关于理想变压器的说法正确的是()A、理想变压器不考虑铁芯漏磁与发热B、＝只适用于一个原线圈和一个副线圈组成的变压器C、在理想变压器中，无论有几个线圈一定有输入功率等于输出功率，即P入＝P出D、在理想变压器中，如果有多个(大于等于3个)线圈同时工作＝同样适用变式训练1-1、关于理想变压器在使用中的判断，其正确的是()A、当副线圈提供电能的用电器有一部分停止工作时，原线圈两端电压保持不变B、当副线圈提供电能的电路中，并联更多的用电器，原线圈输入的电流随之增大C、当副线圈与用电电路断开时，副线圈两端无电压D、当副线圈与用电电路断开时，原线圈两端无电压2、理想变压器各物理量与匝数之间的关系例2如图所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220V的市电上，向额定电压为1、80104V的霓虹灯供电，使它正常发光、为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12mA时，熔丝就熔断、(1)熔丝的熔断电流是多大？(2)当副线圈电路中电流为10mA时，变压器的输入功率是多大？变式训练2-1如图所示，两个相同的灯泡，分别接在理想变压器的原、副线圈上，(灯泡电阻不随温度变化)，已知原、副线圈的匝数比n1∶n2＝2∶1，电源电压为U，则()A、通过A、B灯的电流之比IA∶IB＝1∶2B、灯泡A、B两端的电压之比UA∶UB＝1∶2C、灯泡A、B两端的电压分别是UA＝ U /5，UB＝2 U /5D、灯泡A、B消耗的功率之比PA∶PB＝1∶13、理想变压器各物理量的动态分析例3、如图所示为一理想自耦变压器，当它的滑键P向b方向移动时，R和R′保持不变，电压表读数将________，电流表的读数将________；若P的位置不动，滑动片Q向上滑动时，电压表的读数将__________，电流表的读数将________、(填“增大”、“减少”或“不变”，R表示滑动变阻器的总电阻)变式训练3-1如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图、变压器输入电压是市电网的电压，可以认为不变、输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R0表示，变阻器R表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器触头P向下移动时，下列说法中错误的是( )A、相当于在增加用电器的数目B、A1表的示数随A2表的示数的增大而增大C、V1表的示数随V2表的示数的增大而增大D、变压器的输入功率在增大牛刀小试1、理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，以下说法中正确的是()A、穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1B、穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等C、原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶1D、正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶12、如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2＝4∶1，当导线在平行导轨上匀速切割磁感线时，电流表A1的示数是12mA，则副线圈中电流表A2的示数是()A、3mAB、48mAC、零D、与R阻值有关3、如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220V,60W”灯泡一只，且灯泡正常发光、则()4、如图，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n1∶n2和电源电压U1分别为()A、1∶22UB、1∶24UC、2∶14UD、2∶12U5、有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交流电，则()A、保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大B、保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小C、保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大D、保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小6、某变压器原、副线圈匝数比为55∶9，原线圈所接电源电压按下图所示规律变化，副线圈接有负载，下列判断正确的是( )A、输出电压的最大值为36VB、原、副线圈中电流之比为55∶9C、变压器输入、输出功率之比为55∶9D、交流电源有效值为220V，频率为50Hz7、为了监测变电站向外输电情况，要在变电站安装互感器，其接线如图所示、变压器匝数分别为n1、n2和n3、n4，a和b是交流电表、则()A、n1>n2B、n3>n4C、a为交流电流表，b为交流电压表D、a为交流电压表，b为交流电流表8、如图所示为理想变压器，原线圈的匝数为1000匝，两个副线圈n2＝50匝，n3＝100匝，L1是“6V,2W”的小灯泡，L2是“12V,4W”的小灯泡，当n1接上交流电压时，L1、L2都正常发光，那么原线圈中的电流为()9、按下列要求设计一个变压器：在同一闭合铁芯上绕三个线圈，甲线圈接220V照明电源，乙线圈要求输出36V电压和100W 额定功率，丙线圈要求输出6V电压和10W额定功率、乙线圈需绕180匝，且乙、丙两线圈都满负荷工作、那么甲线圈需绕________匝，甲线圈通过电流为________A，绕制这三个线圈的导线从粗到细的顺序是________、10、如图所示的理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上，次级线圈接一个标有“12V,100W”的灯泡，已知变压器初、次级线圈的匝数比为18:1，那么小灯泡正常工作时，图中的电压表的读数为________V，电流表的读数为________A、11、如图所示为一理想变压器，原线圈的输入电压U1＝3300V，副线圈的输出电压U2＝220V，绕过铁芯的导线所接的电压表的示数U0＝2V，则(1)原、副线圈的匝数各是多少？(2)当S断开时，A2的示数I2＝5A，那么A1的示数是多少？(3)当S闭合时，A2的示数将如何变化？A1的示数如何变化？12、如图所示，交流发电机电动势的有效值E＝20V，内阻不计，它通过一个R＝6Ω的指示灯连接变压器、变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6V，0、25W”，灯泡都正常发光，导线电阻不计、求：(1)降压变压器初级、次级线圈匝数比；(2)发电机的输出功率、13、黑光灯是利用物理方法来灭蛾杀虫的一种环保型设备，它发出的紫色光能够引诱害虫飞近黑光灯，然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”、如图是高压电网的工作电路，高压电网是利用变压器将有效值为220V的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为0、5cm，已知空气在常温常压下的击穿电场为6220V/cm，为防止空气被击穿而造成短路，变压器的次、初级线圈匝数比不得超过多少？。
2021人教版高中物理选修《变压器》word学案1
2021人教版高中物理选修《变压器》word学案1 [学习目标定位] 1.了解变压器的差不多构造，明白变压器什么缘故能够改变交流电压及其和实际变压器的区别.2.通过实验和理论探究，总结变压器原、副线圈的电压与两个线圈匝数的关系.3.了解几种常见的变压器类型及其应用.4.体验科学探究过程，提高实验设计与分析论证能力．一、变压器的结构1．变压器由铁芯和绕在铁芯上的线圈组成．2．原、副线圈原线圈：与电源(或电路的上一级)连接的线圈叫原线圈(也叫初级线圈)．副线圈：与负载(或电路的下一级)连接的线圈叫副线圈(也叫次级线圈)．二、变压器的工作原理1．原理电磁感应现象是变压器的工作基础．当原线圈中的电流变化时，在铁芯中就会产生变化的磁场，就会引起副线圈中的磁通量的变化，从而产生感应电动势．2．变压器的作用：能改变交变电流的电压，不改变交变电流的周期和频率.一、变压器的结构变压器组成如图1所示：图11．线圈：由漆包线绕制而成．原线圈连接前一级电路，副线圈连接下一级电路．2．铁芯：由硅钢片叠合而成．3．变压器的符号：如图2所示图2二、变压器的工作原理[问题设计]1．把学生电源、可拆变压器、灯泡按图3和图4连接并分别通入直流电和交流电，观看灯泡是否发光．通入交流电时取下可拆变压器的一块铁芯，使其不闭合，观看灯泡亮度是否变化？图3 图4答案 通入直流电时灯泡不发光，通入交流电时灯泡发光．通入交流电时取下可拆变压器的一块铁芯，使其不闭合，灯泡亮度明显减弱或不发光．2．理论探究：什么缘故变压器通以恒定电流灯不发光，而交变电流通过变压器能让灯发光？变压器的铁芯起什么作用？答案 原线圈中通过电流时，铁芯中产生磁场，由于交变电流的大小和方向都在不断变化，铁芯中磁场的强弱和方向也都在不断变化．副线圈与原线圈是套在同一个铁芯上的，通过副线圈的磁场也在不断变化，因此就在副线圈内产生了感应电动势．变压器的铁芯起通畅磁回路，减小漏磁的作用．[要点提炼]1．变压器工作的差不多原理和发电机一样，也是电磁感应现象．2．当原线圈两端加交变电压时，原线圈中就有交变电流，铁芯中产生交变的磁场，在原、副线圈中都要引起感应电动势，假如副线圈是闭合的，则副线圈中将产生感应电流，它也要在铁芯中产生交变的磁场，在原、副线圈中同样要引起感应电动势，在原、副线圈中由于有交变电流而发生互感现象．3．穿过每匝线圈中的磁通量的变化率是一样的，因此每匝线圈中产生的感应电动势大小相等，匝数越多，总感应电动势越大．4．能量转换：变压器是把电能转化为磁场能，又把磁场能转化为电能的装置．三、变压器的电压比和电流比[问题设计]1．你能依照变压器的工作原理推导出原、副线圈两端电压的关系吗？答案 设原、副线圈的匝数分别为n1、n2，原、副线圈两端的电压分别为U1、U2，由于穿过原、副线圈的磁通量的变化率相同，设在原、副线圈中产生的感应电动势分别为E1和E2，由法拉第电磁感应定律得E1＝n1ΔΦΔt ，E2＝n2ΔΦΔt ，则有E1E2＝n1n2. 关于理想变压器E1＝U1，E2＝U2，因此U1U2＝n1n2. 这确实是电压比关系，即原、副线圈的电压与对应匝数成正比．2．变压器既是改变交流电压的装置，又是电能的传输装置．假如变压器没有电能缺失，那么变压器的输入功率与输出功率有何关系？如何用图5中的物理量表示这种关系？原、副线圈中的电流与匝数有什么关系？图5答案 功率关系：P 入＝P 出，也能够表示为：I1U1＝I2U2；原、副线圈中的电流与匝数的关系．由I1U1＝I2U2和U1U2＝n1n2得：I1I2＝n2n1. [要点提炼] 1．电压比：设原线圈匝数n1，输入电压U1，副线圈匝数n2，输出电压U2，则U1U2＝n1n2. (1)n1>n2，是降压变压器，用户邻近的变电室内的变压器一样是降压变压器．(2)n1<n2，是升压变压器，发电站出来的电压一样要先通过升压变压器升压．2．功率关系：理想变压器，由于不考虑能量缺失，由能量守恒得P 入＝P 出．3．电流关系：原、副线圈中电流与对应的匝数成反比即，I1I2＝n2n1. [延伸摸索]在绕制变压器的原、副线圈时，原线圈与副线圈所用导线的规格是否需要一致？什么缘故？答案 在绕制变压器时，原线圈与副线圈所用导线的规格能够不一致．由I1I2＝n2n1可知，变压器匝数多的线圈通过的电流小，所用导线能够细一些；变压器匝数少的线圈通过的电流大，所用导线应该粗一些．一、变压器的原理例1 对一正在工作中的变压器，下述说法正确的是( )A ．副线圈中的电流是从原线圈中传过来的B ．铁芯是用来导电的C ．副线圈中电流变小，原线圈中的电流也一定减小D ．副线圈相当于一个电源解析 原、副线圈及铁芯间差不多上彼此绝缘的，铁芯是用来导磁的，故A 、B 错；由能量守恒知C 正确；副线圈把磁场能转化为电能，给用电器提供电压和电流，相当于一个电源． 答案 CD针对训练 关于理想变压器，下面各说法中正确的是( )A ．它的输出功率能够大于它的输入功率B ．它不仅能够改变交流电压还能够改变直流电压C ．原、副线圈两端的电压与它们的匝数成正比D ．原、副线圈的电流与它们的匝数成正比答案 C解析 理想变压器的输出功率等于输入功率，A 错；变压器不能改变直流电压，B 错；原、副线圈两端的电压与它们的匝数成正比，通过原、副线圈的电流与它们的匝数成反比，C 对，D 错．二、变压器的规律例2 一台理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440匝，并接一个100 Ω的负载电阻，如图6所示．图6(1)当原线圈接在44 V 直流电源上时，电压表示数为 V ，电流表示数为A.(2)当原线圈接在220 V 交流电源上时，电压表示数为 V ，电流表示数为 A ，现在输入功率为 W.解析 (1)原线圈接在直流电源上时，由于原线圈中的电流恒定，因此穿过原、副线圈的磁通量不发生变化，副线圈两端不产生感应电动势，故电压表示数为零，电流表示数也为零．(2)由U2U1＝n2n1得： U2＝U1n2n1＝220×4402 200V ＝44 V(电压表读数)， I2＝U2R ＝44100A ＝0.44 A(电流表读数)， P 入＝P 出＝I2U2＝0.44×44 W ＝19.36 W. 答案 (1)0 0 (2)44 0.44 19.36针对训练 如图7所示，一个理想变压器的原线圈接在220 V 的市电上，向额定电压为1.8×104 V 的霓虹灯供电，使它正常发光，为了安全，需要在原线圈回路中接入熔断器，当副线圈电路中电流超过12 mA 时，熔丝熔断．图7(1)原、副线圈的匝数比为多少？(2)熔丝的熔断电流是多大？答案 (1)11∶900 (2)0.982 A解析 (1)n1n2＝U1U2＝22018 000＝11900(2)I1I2＝n2n1，I1＝n2n1I2＝90011×12×10－3 A≈0.982 A.1．(对变压器原理的明白得)关于变压器的工作原理，下列说法正确的是( )A ．变压器只改变交流电压B ．变压器能够改变交流电压，也能够改变直流电压C ．变压器原、副线圈的磁通量变化率相同D ．变压器副线圈匝数越多，副线圈上的电压越小答案 AC解析 依照变压器的工作原理，变压器只改变交流电压，选项A 对，B 错；原、副线圈磁通量的变化率相同，选项C 对；由E ＝n ΔΦΔt，可知D 错． 2．(对变压器原理的明白得)正常工作的理想变压器的原、副线圈中，数值上不一定相等的是( )A ．电流的频率B ．端电压的峰值C ．电流的有效值D ．电功率答案 BC3．(变压器的规律)一台理想变压器的原线圈匝数为100匝，副线圈匝数为1 200匝，在原线圈两端接有一电动势为10 V 的电池组，则在副线圈两端的输出电压为( )A ．0 VB ．1.2 VC ．120 VD ．小于120 V答案 A4．(变压器的规律)如图8所示的理想变压器，它的原线圈接在交流电源上，副线圈接一个标有“12 V,100 W”的灯泡，已知变压器原、副线圈的匝数比为18∶1，那么小灯泡正常工作时，图中的电压表的读数为 V ，电流表的读数为 A.图8答案 216 0.46解析 两电表的读数均为原线圈的电压和电流的有效值．由公式U1U2＝n1n2得U1＝n1n2U2＝18×12 V ＝216 V ， 由公式I1I2＝n2n1得I1＝n2n1I2＝118×10012A≈0.46 A.。
人教版物理选修32导学案5.4变压器全面版
第五章交变电流第4节变压器【学习目标】1.知道变压器的构造和原理及符号。
2、理解电压与匝数的关系，电流与匝数的关系式并会应用。
3、认识电压互感器和电流互感器。
【重点、难点】变压原理，电压与匝数的关系，电流与匝数的关系式预习案【自主学习】1． ______现象是变压器工作的基础．原线圈中的交变电流在铁芯中产生交变磁通量，不但穿过 ________也穿过 ________，则副线圈中就要产生______．尽管原、副线圈没有导线相连，电能却可以经过磁场从原线圈到达副线圈．2．原、副线圈的电压之比等于两个线圈的__________ ，公式表示为 ______________．如果原线圈的匝数大于副线圈的匝数，则副线圈获取的电压比原线圈低，这种变压器称为____________；若是原线圈的匝数小于副线圈的匝数，则副线圈获取的电压比原线圈高，这种变压器称为 __________ ．3．关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的选项是( )A．通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等C．穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感觉电动势D．原线圈中的电流经过铁芯流到了副线圈4．对理想变压器，以下说法中正确的选项是( )．A 原线圈的输入功率，随着副线圈的输出功率增大而增大B．原线圈的输入电流，随副线圈的输出电流增大而增大C．原线圈的电流，不随副线圈的输出电流变化而变化D．当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零5．某变电站用原、副线圈匝数比为n1∶ n2的变压器，将远距离输送的电能送给用户，如图 1 所示，将变压器看作理想变压器，当变压器正常工作时，以下说法正确的选项是( )图 1A．原、副线圈电压比为n2∶ n1B．原、副线圈电流比为n1∶ n2C．原、副线圈电压比为n1∶ n2D．变压器的输入功率与输出功率的比为n1∶ n2【学始于疑】研究案【合作研究一】1、演示实验器材：可拆变压器，学生电源，多用电表，导线若干实验步骤：（1）按图示电路连结电路12V ，保持原线圈匝数 n1不变，分别取副线圈匝数 n2= n1，n1，2 2n1，用多用电表交流电压档分别测出副线圈两端的电压，记入表格。
【物理】5.4《变压器》学案导学(新人教版选修3-2)
第五章第四节变压器一、学习目标(一)知识与技能（1）了解变压器的构造及工作原理。
（2）掌握理想变压器的电压与匝数间关系。
（3）掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题。
(二)过程与方法（1）通过观察演示实验，培养学生物理观察能力和正确读数的习惯。
（2）从变压器工作规律得出过程中培养学生处理实验数据及总结概括能力。
（3）从理想变压器概念引入使学生了解物理模型建立的基础和建立的意义。
(三)情感态度与价值观（1）通过原副线圈的匝数与绕线线径关系中体会物理学中的和谐、统一美。
（2）让学生充分体会能量守恒定律的普遍性及辩证统一思想。
（3）培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度。
二、学习重点、难点、及解决办法1．重点：变压器工作原理及工作规律。
2．难点：（1）理解副线圈两端的电压为交变电压。
(2)推导变压器原副线圈电压与匝数关系。
(3)掌握公式中各物理量所表示对象的含义。
3．解决办法(1)通过演示实验来研究变压器工作规律使学生能在实验基础上建立规律。
(2)通过理想化模型建立及理论推导得出通过原副线圈电压与匝数间的关系。
(3)通过运用变压器工作规律的公式来解题使学生从实践中理解公式各物理量的含义。
三、课时安排1课时四、用具准备可拆式变压器、学生电源、交流电压表、导线若干、学生电源、小灯泡五、学生活动设计1．通过参与演示实验观察、数据处理、得出结论的全过程，使学生获得新知识。
2．通过提问引发学生思考，并应用学到的知识来解决实际问题。
3．通过练习掌握公式的应用及理解公式各物理量的含义。
六、学习过程一、引入新课在实际应用中，常常需要改变交流电的电压。
大型发电机发出的交流电，电压有几万伏，而远距离输电却需要高达几十万伏的电压。
各种用电设备所需的电压也各不相同。
电灯、电饭煲、洗衣机等家用电器需要220 V的电压，机床上的照明灯需要36 V的安全电压。
一般半导体收音机的电源电压不超过10 V，而电视机显像管却需要10000 V以上的高电压。
高中物理选修3-2人教版5.4《变压器》教案设计
变压器教学目标1. 知识与技能(1)知道变压器的构造及几种常见的变压器．(2)理解变压器的工作原理及理想变压器的特点．(3)掌握理想变压器的电压、电流、功率等规律．2. 过程与方法(1)通过实验，探究理想变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系，电流与匝数的关系．(2)通过探究变压器规律的实验，培养学生处理实验数据及总结概括能力．(3)通过自主探究和小组合作，培养自主探究、合作学习的能力．3. 情感、态度与价值观(1)了解变压器在生活中的应用．(2)让学生充分体会能量守恒定律的普遍性及辩证统一思想．教学重难点1．变压器工作原理及理想变压器的特点．2．理想变压器的电压、电流、功率等规律．3．推导变压器原副线圈电流与匝数的关系．教学准备闭合铁芯、学生电源、导线若干、小灯泡、可拆式变压器、交流电压表、开关、多媒体课件等．教学过程设计【自主学习】引导学生阅读课本P41“变压器的原理”的内容，3.变压器的工作原理：互感现象.副原线(3)铁芯不发热.说明：大型变压器能量损失都很小，可看作理想变压器，本章研究的变压器可当作理想变压器处理.2.理想变压器的基本规律(1)原、副线圈两端的电压跟匝数成正比，即U 1U 2＝n 1n 2.若n 1＞n 2，则U 1＞U 2，称为降压变压器. 若n 1＜n 2，则U 1＜U 2，称为升压变压器. (2)输出功率等于输入功率P 出＝P 入，U 1I 1＝U 2I 2. (3)原、副线圈中的电流跟匝数成反比，即I 1I 2＝n 2n 1.(4)原、副线圈的交变电流的周期T 和频率f 相同. 3.互感器(1)用途：把高电压变成低电压，或把大电流变成小电流. (2)分类：电压互感器、电流互感器.板书设计4 变压器一、变压器的原理1.变压器的构造：原线圈(初级线圈)、副线圈(次级线圈)、闭合铁芯,2.变压器示意图及符号：二、电压与匝数的关系1.理想变压器(1)无漏磁现象(2)线圈电阻不计(3)铁芯不发热2.理想变压器的基本规律(1)\f(U1,U2)＝\f(n1,n2)(2)P出＝P入，U1I1＝U2I2(3)\f(I1,I2)＝\f(n2,n1)(4)原、副线圈的交变电流的周期T和频率f相同,3.互感器,电压互感器、电流互感器。
物理选修32人教新课标5.4变压器教案.
选修3-2第五章第4节《变压器》教课方案界首一中陈伟教课目的1.知识与技术1）知道变压器的结构。
理解互感现象，理解变压器的工作原理。
2）理解理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它剖析解决相关问题。
3）知道课本中介绍的几种常有的变压器。
2.过程与方法1）用电磁感觉去理解变压器的工作原理，培育学生综合应用所学知识的能力。
2）解说理想变压器使学生认识成立物理模型的意义。
3.感情态度与价值观1）使学生领会到能量守恒定律是广泛合用的。
2）培育学生脚踏实地的科学态度。
教课要点变压器工作原理及工作规律。
教课难点理解副线圈两头的电压为交变电压。
推导变压器原副线圈电流与匝数关系。
掌握公式中各物理量所表示对象的含义。
教课方法实验研究、演绎推理。
教课器具可拆变压器、沟通电压表、沟通电流表、灯泡、自耦变压器、调压器、导线等。
课时安排课时教课过程【引入新课】在实质应用中，经常需要改变沟通的电压。
大型发电机发出的沟通，电压有几万伏，而远距离输电却需要高达几十万伏的电压。
各样用电设施所需的电压也各不相同。
电灯、电饭煲、洗衣机等家用电器需要220V的电压，机床上的照明灯需要36V的安全电压。
一般半导体收音机的电源电压不超出10V，而电视机显像管却需要10000V以上的高电压。
交流便于改变电压，以适应各样不同需要。
变压器就是改变沟通电压的设施。
这节课我们学习变压器的相关知识。
【新课教课】一、变压器原理［师］出示可拆变压器，指引学生察看，变压器主要由哪几部分构成？［生］变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈构成。
一个线圈跟电源连结，叫原线圈（初级线圈），另一个线圈跟负载连结，叫副线圈（次级线圈）。
两个线圈都是绝缘导线绕制成的。
铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。
［师］画出变压器的结构表示图和符号，以以下图所示：［演示］将原线圈接照明电源，沟通电压表接到不同的副线圈上，察看沟通电压表能否有示数？［生］电压表有示数且示数不同。
2020版高中物理选修3-2人教版导学案精品课件第五章课时5.4
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1.变压器的原、副线圈连在一起吗?是原线圈中的电流跑到副线圈中去了吗? 解答:变压器的原、副线圈虽然都套在同一个铁芯上,但两线圈是彼此绝缘的。不是原 线圈的电流直接跑到副线圈中去了,而是利用互感现象在副线圈上感应出电流的。 2.交流和直流都能通过变压器改变电压吗? 解答:变压器只能改变交流电压。 3.为什么说理想变压器也是一个理想化模型? 解答:理想变压器忽略了铁损(涡流)、铜损(发热)及漏磁等,在实际中没有 这样的变压器,它是一种理想化的模型。
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3.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为 20∶1,原线圈接正弦交流电源,副线圈接
入“200 V 60 W”的灯泡一只,且灯泡正常发光。则( A )。
A.电流表的示数为 0.015 A B.电源输出功率为 1200 W C.电流表的示数为 6 A D.原线圈端电压为 10 V
10
知识记忆与理解 思维探究与创新
第 4 层级 总结评价与反思
第五章
课时5.4
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知识记忆与理解 思维探究与创新
技能应用与拓展
总结评价与反思
第五章
课第时一5章.4
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1.变压器的原理 (1)构造:变压器是由 闭合铁芯 和绕在铁芯上的两个线圈组成的,其中与 交流电源 连
接的叫原线圈,又叫 初级线圈 ;与 负载 相连的叫副线圈,又叫 次级线圈 (如图所示)。 (2)工作原理: 互感现象 是变压器的工作基础。由于原线圈中的电流在不断变化,使铁
用电器
额定工作电压
用电器
额定工作电压
随身听
3V
机床上的照明灯
36 V
扫描仪
12 V
防身器
5.4 变压器(导学案)
5.4 变压器[学习目标] 1.了解变压器的构造及几种常见的变压器，理解变压器的工作原理.2.掌握理想变压器的电压与匝数的关系并能用它解决相关问题.3.掌握理想变压器的功率关系，并能推导出原、副线圈的电流关系． 【课前导学案】 一、变压器的原理1．构造：由 和绕在铁芯上的两个线圈组成，与交流电源连接的线圈叫 ，与负载连接的线圈叫 ．2．原理： 现象是变压器工作的基础．原线圈中电流的大小、方向不断变化，在铁芯中激发的磁场也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生 ． 二、电压与匝数的关系1．理想变压器：没有 的变压器叫做理想变压器，它是一个理想化模型． 2．电压与匝数的关系原、副线圈的 等于两个线圈的 ，即U 1U 2＝n 1n 2.3．理想变压器原、副线圈的功率关系 P 1 P 2(填“>”“＝”或“<”)． 【课上探究案】一、变压器的原理及电压与匝数的关系如图所示，把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈(原线圈)通过开关可以连接到交流电源的两端，另一个线圈(副线圈)连到小灯泡上．连接电路，接通电源，小灯泡能发光． (1)两个线圈并没有连接，小灯泡为什么会发光？(2)小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压相等吗？如果不相等，为什么？ (3)若将原线圈接在恒定的直流电源上小灯泡发光吗？为什么？【知识强化】1．变压器的原理是互感现象．当原线圈接交变电压时，在铁芯中产生周期性变化的磁场，在副线圈中会产生感应电动势，由于原、副线圈绕在同一个闭合铁芯上，所以穿过每一匝线圈的磁通量的变化率相等，但由于原、副线圈匝数不同，故电压不同．说明 (1)变压器能改变交变电压、交变电流，但不能改变恒定电压、恒定电流． (2)变压器原、副线圈中交流电的频率相等，即变压器不改变交流电的频率． 2．变压器原、副线圈中的电压关系 (1)只有一个副线圈：U 1U 2＝n 1n 2；(2)有多个副线圈：U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3＝…例1 (多选)如图所示的理想变压器，原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝1∶2，U 1＝2202sin ωt (V)，n 1＝1 100匝，以下说法正确的是( )A ．穿过原、副线圈的磁通量的变化率之比为1∶2B ．穿过原、副线圈的磁通量的变化率的最大值相等，均为25V C ．原、副线圈每一匝产生的电动势有效值相等，均为0.2 V D ．原、副线圈电压的最大值之比为1∶2二、理想变压器原、副线圈的功率关系和电流关系 阅读教材回答下列三个问题：(1)什么是理想变压器？理想变压器原、副线圈中的功率有什么关系？ (2)根据能量守恒推导只有一个副线圈时原、副线圈中的电流与匝数的关系． (3)根据能量守恒推导有多个副线圈时原、副线圈中的电流与匝数的关系．【知识强化】 1．功率关系从能量守恒看，理想变压器的输入功率等于输出功率，即P 入＝P 出． 2．电流关系(1)只有一个副线圈时，U 1I 1＝U 2I 2或I 1I 2＝n 2n 1.(2)当有多个副线圈时，I 1U 1＝I 2U 2＋I 3U 3＋…或n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋…例2 如图，理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝4∶1，电压表和电流表均为理想电表，灯泡电阻R L ＝110 Ω，A 、B 端电压u 1＝2202sin 100πt (V)．下列说法正确的是( ) A ．副线圈输出的交流电的频率为25 Hz B ．电压表的示数为55 2 V C ．电流表的示数为1.0 A D ．变压器输入功率为27.5 W例3 如图所示，理想变压器原线圈的匝数n 1＝100，两个副线圈的匝数分别为n 2＝5和n 3＝10，L 1是“2 V 2 W ”的小灯泡，L 2是“4 V 4 W ”的小灯泡．当原线圈上接交变电压时，L 1、L 2都正常发光，那么，原线圈中的电压和电流分别为( ) A ．40 V 120 A B ．6 V 120 A C ．40 V320 A D ．6 V 320A 三、自耦变压器和互感器 1．自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，如果把整个线圈作为原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压，反之则可以升高电压，如图5所示．2．互感器交流电压表和交流电流表都有一定的量程，不能直接测量高电压和大电流． 互感器是利用变压器的原理来测量高电压或大电流的仪器．(1)电压互感器：实质是降压变压器，可以把高电压变成低电压(如图所示)．电压互感器应并联接入电路．(2)电流互感器：实质是升压变压器，可以把大电流变成小电流(如图所示)．电流互感器应串联接入电路．例4 一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a 、b 间作为原线圈．通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c 、d 间作为副线圈，在a 、b 间输入电压为U 1的交变电流时，c 、d 间的输出电压为U 2，在将滑动触头从M 点顺时针转到N 点的过程中( ) A ．U 2>U 1，U 2降低 B ．U 2>U 1，U 2升高 C ．U 2<U 1，U 2降低 D ．U 2<U 1，U 2升高例5 (多选)如图所示，在某一输电线路的起始端接入两个互感器，原、副线圈的匝数比分别为100∶1和1∶100，图中a 、b 表示电压表或电流表，已知电压表的示数为22 V ，电流表的示数为1 A ，则( ) A ．a 为电流表，b 为电压表 B ．a 为电压表，b 为电流表 C ．线路输送电功率是220 kW D ．输电线路总电阻为22 Ω【课后反思】。
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高中物理 5.4 变压器（一）导学案新人教版选
修
5、4 变压器
（一）
【学习要求】
1、知道几种常见变压器的构造，理解变压器的工作原理。
2、探究理想变压器的原、副线圈中电压与匝数关系，电流与匝数关系。
3、了解变压器在生活中的应用。
4、体会理想化模型在物理学研究中的重要性。
1、变压器的原理
【思考与讨论】
1、看课本P41图
5、4-1把两个没有导线相连的的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上。
小灯泡可能发光吗？说出你的道理。
2、如果是接到直流电源的两端呢？为什么？
【自学】
预习P41 并看图
5、4-2
1、知道变压器的结构：
2、变压器工作的基础是：
3、变压器的能量哪些地方有损失？
【思考】
变压器线圈两端的电压与匝数的关系问题一由于互感现象，没有漏磁，原、副线圈中具有相同的磁通量，磁通量的变化率有什么特点？问题二
根据法拉第电磁感定律，原线圈中的感应电动势
E1=_______，副线圈中的感应电动势E2=___________问题三由上面知：原副线圈中的感应电动势之比有什么关系？问题四
在实际中，我们往往不计原、副线圈的电阻，则原副线圈两端的电压分别为U1=____, U2=_________，因此有=________问题五
理想变压器：电流通过变压器线圈时会发热，铁芯在交变磁场作用下也会发热（为什么？），变压器工作时有能量损失。
没有能量损失的变压器叫____________,该式只适用于理想变压器
二、理想变压器的规律：
1、原副线圈的电压与匝数成关系，即。
讨论：（1）若n1>n2，则有 _________________这样的变压器叫______________ （2）若n1<n2，则有 _________________ 这样的变压器叫______________ 实际应用中需要改变交流电压的
场合很多，根据实际需要调整合适的电压，有了变压器，交流的电压容易改变，故交流得到了广泛的应用。
例1为了安全，机床上照明电灯用的电压是36v，这个电压是把380V的电压降压后得到的。
如果变压器的原线圈是760匝，副线圈是多少匝？变式1当变压器一个线圈的匝数已知时，可以用下面的方法测量其它线圈的匝数：把被测线圈作为原线圈，用匝数已知的线圈作为副线圈，通入交流，测出两线圈的电压，就可以求出被测线圈的匝数。
已知副线圈有400匝，把原线圈接到220V的线路中，测得副线圈的电压是55V，求原线圈的匝数。
2、理想变压器的输入功率P入和输出功率P出的关系是。
3、尝试由原副线圈的电压与匝数关系及功率关系推导出：由原副线圈的电流与匝数关系（只有一个副线圈时）。
例
2、某变电站用原、副线圈匝数比为n1∶n2的变压器，将远距离输送的电能送给用户，如图所示，将变压器看作理想变压器，当变压器正常工作时，下列说法正确的是(
)
A、原、副线圈电压比为n2∶n1
B、原、副线圈电流比为n1∶n2
C、原、副线圈电压比为n1∶n2
D、变压器的输入功率与输出功率的比为n1∶n2 变式
2、对理想变压器，下列说法中正确的是(
)
A、原线圈的输入功率，随着副线圈的输出功率增大而增大
B、原线圈的输入电流，随副线圈的输出电流增大而增大
C、原线圈的电流，不随副线圈的输出电流变化而变化
D、当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零
三、课堂练习
1、关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是(
)
A、通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变
B、穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等
C、穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势
D、原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈
2、如图2所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220 V,60 W”灯泡一只，且灯泡正常发光，则(
)
A、电流表的示数为 A。
B 、电源输出功率为1200 W
C、电流表的示数为 A 。
D 、原线圈端电压为11 V
3、某变压器原、副线圈匝数比为55∶9，原线圈所接电源电压按如图所示的规律变化，副线圈接有负载，下列判断正确的是( )
A、输出电压的最大值为36 V
B、原、副线圈中电流之比为55∶9
C、变压器输入、输出功率之比为55∶9
D、交流电源电压有效值为220 V，频率为50 Hz。