變壓器

【教學目標】

（一）知識與技能

1．知道變壓器的構造，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的關系，能應用它分析解決有關問題。

3．了解變壓器在生活中的應用。

（二）過程與方法

經歷實驗探究過程，發現變壓器的工作規律。

（三）情感、態度與價值觀

1．激發學生對科學的興趣和熱情，進行科學態度、科學方法的教育

【教學重難點】

1．重點：理想變壓器原副線圈電壓、電流與匝數的關系；

2．難點：理想變壓器電壓、電流與匝數關系的分析推導。

【教學準備】

課件、可拆變壓器、6W日光燈管、萬用表、交流毫安表、鋸條、小燈泡、定值電阻、漆

包線、學生電源、9V干電池

【教學方法】

實驗探究、思考討論

【教學過程】

一、創設情境，激趣導入

1．演示實驗：一節9V電池能點亮日光燈管么？

先展示一節干電池不能點亮日光燈管，中間連接一個裝置后，用鋼鋸條作為開關，學生能

夠觀察到燈管連續閃爍。

引發學生思考：這個裝置起到了什么作用？（改變電壓）

展示生活中一些常見的變壓器圖片（手機充電器、變電站、筆記本電腦適配器等），很多

地方都要改變電壓。我們把這些能夠改變電壓的裝置稱為：變壓器。

二、了解變壓器的結構

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引導學生觀察可拆變壓器的構造，知道下列物理名稱：

線圈：一個線圈跟電源連接，叫原線圈，另一個線圈跟負載連接，叫副線圈。

鐵芯：由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成。

展示變壓器的結構示意圖和畫出符號，如下圖所示：

三、變壓器的工作原理

為什么憑借兩個線圈，一根鐵芯就可以改變電壓呢？這樣的結構其背后的科學原理是什么

呢？

電流可以“看見”，如日光燈管，電流也可以“聽見”，如音箱。用兩個線圈互感傳遞《革

命人永遠是年輕》歌曲，學生思考為什么副線圈能夠唱歌？

學生回答思考：互感現象。

將鋼鋸條開關拿走，換成普通開關，為何小燈泡只閃了一下？學生觀察日光燈管的發光情

況，比較思考。

（鋼鋸條開關在拖動過程中接觸不良，使得原線圈電流不斷變化，進而產生了互感現象）

小結：變壓器的工作原理——互感。（解釋了兩個線圈結構設計的原因）

提問：通過互感現象，電能從原線圈傳遞到副線圈，鐵芯又起到什么作用呢？

學生體驗：將無線傳聲的兩個線圈，插入鐵芯，比較音樂聲音的大小變化。

體會：磁化和聚磁。

四、探究電壓與匝數的關系

演示實驗：給原線圈接入手機音樂，擴音器通過音頻線連接漆包線，將漆包線纏繞在副線

圈上，不斷增加纏繞，體驗擴音器的音樂聲音變化。引導學生思考輸出電壓和那些因素有關。

學生提出猜想：原線圈匝數、副線圈匝數、原線圈加載電壓。

指出：由于日常生活中往往是將220V的電壓轉化成其它的值，所以我們今天探究的內容，

將原線圈的電壓控制成2V的交流電。

設計方案進行探究（科學方法：對于多變量，采用控制變量法）

（1）輸入電壓一定，原線圈匝數不變，改變副線圈匝數。U2與N2成正比

（2）輸入電壓一定，副線圈匝數不變，改變原線圈匝數。U2與N1成反比

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注意：檢查電路，準確無誤后接通學生電源，提醒學生注意實驗安全。

記錄數據，分析得出探究結果后用準確的語言或數學公式表述出來。

U1=2V

123123

U2U2

N2N1

Ｎ＝Ｎ２＝

1Ｎ１＝

1

分析：通過表格和圖像發現U2N2、U2

N1

N2N2

將它們綜合一下，便有：U2或U2K，引導學生思考K的單位，猜想K的值

N1N1

表示什么？

K=U1

UN

結論：11（在誤差允許的范圍內）

U2N2

理論推導：學生根據法拉第電磁感應定律推導電壓和匝數的關系。

提出問題：對于一個升壓變壓器，電壓被升高了，那么電流呢？

學生提出猜想。

設計方案進行探究（副線圈加入負載，利用交流電流表比較原副線圈的電流）

IN

結論：升壓變壓器，電流反而降低了，在誤差允許的范圍內有：21

I1N2

提出問題：為什么會這樣呢？

小結：能量守恒，即P1P2

五、理想變壓器

實際的變壓器，存在線圈電阻、漏磁和渦流生熱等現象，因此變壓器的效率不可能達到百

分之一百。

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Un

小結：沒有能量損失的變壓器叫做理想變壓器。11，只適用于理想變壓器。實際上