科学探究 变压器的电压与匝数的关系 说课人：葛文荣

司南版 选修3-2 第四章远距离输电 第二节 变压器 3. 变压器的电压与匝数的关系 在教材中的地位和作用、课型、学生准备 教学目标 重点、难点 教具准备 教学程序设计 变压器

在教材中的地位和作用 本节内容是司南版高中物理选修3-2 第四章第三节变压器 3.科学探究——变压器的电压与匝数的关系 此选修模块的设计侧重让学生学习较系统的物理学的基本内容，包括物理学的概念、规律与实验，进一步了解物理学的思想和方法，较为深入的认识物理学在技术中的应用以及对生活、科技、和社会的影响。 从整体来看，本节的内容承上启下，它是电磁感应知识和交变电流概念的综合应用，体现出了交变电流的优点，为电能输送奠定了基础。 变压器

课型 科学探究课 一课时 学生准备 选修3-2是针对高二理科学生开设的，首先他们已具备了一定的数学和物理知识基础，有进行科学探究的意识。已学过法拉第电磁感应定律，了解变压器的构造及工作原理，能够分析变压器的初级及次级的磁通变化。 变压器

教学目标 知识目标 从知识目标来看，此探究属理解水平 。要求学生： 1、理解理想变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系。 2、知道理想变压器是一种科学的抽象，进而知道实际使用的变压器的效率可以很接近100%，通常不可能达到100%。 变压器

能力目标 从体验新目标来看，本节属经历水平。 1、使学生经历探究的过程，学习探究的方法，养成科学探究及思考的习惯。 2、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。 3、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。 变压器

情感目标 2、探究过程中，体会控制变量的科学方法和认识科学收集实验数据的重要性。 1、通过定性与定量探究电压与匝数的关系，培养学生的动手能力，利用对实验数据的科学分析，养成学生科学的学习态度。进而知道理想变压器是一种科学的抽象。 2、探究过程中，体会控制变量的科学方法和认识科学收集实验数据的重要性。 3、在处理信息中，培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度。 变压器

重点、难点与解决方法 重点 难点 2、让学生领悟物理的思想与方法，初步学会科学探究的方法。 探究实验的过程。 1、探究变压器电压与匝数的关系，并得出理想变压器的原、副线圈的端电压与两线圈匝数的关系（变压比）。 2、让学生领悟物理的思想与方法，初步学会科学探究的方法。 难点 探究实验的过程。 变压器

教具准备 学生用可变变压器、演示用可拆变压器、学生用可拆变压器、导线、开关、学生电源、小灯泡、交流电压表 变压器

教学程序设计 一、新课引入 教师拿出一个学生用可变变压器（可用实物投影仪打出），向学生讲解其用途及如何使用（一端接家庭电路220V，另一端接用电器，根据不同的用电器选择不同的档位）。 提出问题：这个变压器的输入电压是220V，那是怎么 输出几个不同的电压值。换句话说，调节不同的档位实际 上是调节了什么，可以使输出电压变化？ 变压器

学生进行猜想：硅钢片的厚薄、材料、大小、线圈的直径、材料、线圈的匝数等。 二、新课讲授 教师拿出演示用可拆式变压器，和学生一起回顾变压器的主要构造——硅铁片（铁芯）、原线圈、副线圈，并讲解：在刚才的那个可变变压器里主要装有的就是它，其中原线圈端接220V的家庭电路。那我们的疑问更明确的说就是——变压器的输出电压与什么因素有关？ 学生进行猜想：硅钢片的厚薄、材料、大小、线圈的直径、材料、线圈的匝数等。 教师与学生一起分析，排除不可行因素。（可以提问学生，如果选择改变硅钢片的大小，来改变输出电压，是否可行，你该怎么实现） 细节：要让学生明白学习物理是要为我们的生活服务，方便、合理、可行是我们思考问题的方向。 变压器

通过师生的共同分析，排除其他不可行因素，得出线圈的匝数与输出电压有关。 教师接着提问：到底存在什么样的关系呢，匝数越多，输出电压是越大，还是越小？ （学生猜想） 事实胜于雄辩，那我们就不妨试着设计个实验来看看输出电压会随输出端匝数的变化而如何变化吧。请两位同学上来操作，我们大家一起来想办法。 细节：让平时不太活跃的学生上来操作，一方面可以激发其学习物理的积极性；另一方面可以给其他学生考虑的时间。 实验：1 去掉最上面的那根横条；2 原线圈端接学生电源（这一端的电压和匝数不变了）；3 把一组匝数少的绕组取出，把连接好较长的导线套入铁芯的另一端。改变绕进和绕出的匝数，观察小灯泡的亮暗来判断输出电压的大小。 变压器

可变变压器是通过改变输出端线圈匝数来改变输出电压，当线圈匝数越多时，输出电压就越大。（条件：原线圈匝数与输入电压不变）——控制变量法 小灯泡的亮暗 通过小灯泡的电流 小灯泡两端的电压 变压器的输出电压 可变变压器是通过改变输出端线圈匝数来改变输出电压，当线圈匝数越多时，输出电压就越大。（条件：原线圈匝数与输入电压不变）——控制变量法 细节：在这两位学生进行实验时，要充分调动全班同学活跃气氛。这时，教师不妨坐到学生当中去，成为他们的一员，适时地引导学生们的思路，让学生体会到探究的快乐和成功的喜悦。 教师接着提问，如果需要5V的输出电压，那该用多少匝呢，10V又是多少匝呢？也就是说匝数和电压之间存在什么样的数量关系？ ——定量分析（刚才是定性分析） 细节：在完成上一项学习任务时，学生在情绪上会稍有松懈，教师要用鼓励的话语，快速地将学生带入下一个学习情景中。 变压器

教师向学生介绍实验仪器、使用方法及注意事项 细节：在介绍当中，应引导学生明确已知量和需测量。 学生分小组进行探究实验： 1、画出实验电路图 2、设计实验数据表格 3、进行探究实验 4、处理数据 教师引导学生进行总结，根据你们对实验数据的分析，得出什么结论—— 。那么着两比值（定义电压比和匝数比）是完全相等吗? 1、存在误差，实验误差是不可避免的，但我们要尽量减小误差，使它更接近于真实值。 变压器

因为有一部分磁感线从闭合铁芯中漏失，使得副线圈磁感线分布疏于原线圈的磁感线的分布，所以用变压器来做这个实验只能是电压比略大于匝数比。 2、引导学生发现电压比U1/U2总是大于匝数比n1/n2，让学生思考为什么。可进一步提问对于磁感线分布，原副线圈完全一样吗？ 因为有一部分磁感线从闭合铁芯中漏失，使得副线圈磁感线分布疏于原线圈的磁感线的分布，所以用变压器来做这个实验只能是电压比略大于匝数比。 那什么情况下，能得到我们的这个结论？——理想变压器。实际变压器只能是接近这个比值，但不等于。 让学生思考理想模型的作用：为了研究方便。教师补充：理想化法是科学研究中常用的重要方法，其要领是“分清主次、抓住主要矛盾”。 而且，建立理想变压器的模型不仅有理论上的意义，而且为提高实际变压器的效率指出了方向。 变压器

我们使用的这个可变变压器是降压变压器，现在很多配有专用变压器的用电器。（学生举例，比如手机、mp3用变压器充电) 三、概念扩展 升压变压器： ＞ ， ＞ 降压变压器： ＜ ， ＜ 我们使用的这个可变变压器是降压变压器，现在很多配有专用变压器的用电器。（学生举例，比如手机、mp3用变压器充电) 由于是专配的，所以只需要一个输出电压，所以匝数是固定的。用变压器给这些用电器充电非常方便，保护环境。（一节5号电池污染1立方米的水） 细节：在学习物理知识的同时，向学生介绍一些环保的知识，潜移默化的提高学生的环保意识。 变压器

1、实际的变压器中，除了有铁芯、线圈，还有哪些部分，它们起什么作用。 四、思考与作业 1、实际的变压器中，除了有铁芯、线圈，还有哪些部分，它们起什么作用。 2、有没有一种可以根据不同用电器自动调节输出电压的智能变压器，请你设想一下它该如何设计。 3、结合1、2节的内容，利用电磁感应定律从理论上推导出理想变压器电压比等于匝数比的关系。 五、备注 本节的教学内容还包括根据输出功率等于输入功率，推导出电流比喻匝数比的关系，将在下次习题课上由一道例题引出。 变压器

谢谢！ 变压器