2022年高中物理 5.4 变压器学案 新人教版选修3-2.doc

2022年高中物理 5.4 变压器学案 新人教版选修3-2策略与反思 纠错与归纳【学习目标 】1．了解变压器的构造．2．理解互感现象，理解变压器的工作原理．3．理解理想变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析解决问题．4．理解理想变压器的原、副线圈中电流与匝数的关系，能应用它分析解决问题．5．知道课本中介绍的几种常见的变压器．重点：理想变压器的原、副线圈中电压与匝数，电流与匝数的关系 难点：分析解决理想变压器基本问题【自主学习】复习回顾1．产生感应电动势的条件是：_____________________________．感应电动势大小与________成正比．法拉第电磁感应定律的表达式为__________________．2．家庭用的电灯、电饭煲、洗衣机的电源都是________V的________电流，而交变电流在送往住户前的电压都很高，要想得到用户需要的电压，就必须经过________改变电压．预习导学一、变压器1．定义：用来改变 的设备，称为变压器．2．构造：变压器由一个 铁芯和两个线圈组成的．二、理想变压器1．理想变压器是一种 模型． 理想变压器有三个特点：（1）铁芯封闭性好，无漏磁现象，即穿过原、副线圈两绕组每匝的磁通量Φ都 ．（2）线圈绕组的电阻 ，无能损现象．（3）铁芯中的电流不计，铁芯不发热，无能损现象．2．理想变压器的变压原理：是 现象， 即是变压器变压的成因．3．能量转换：变压器是把电能转化为 又把磁场能转化为 的装置．三、几种常用的变压器1．自耦变压器2．调压变压器3．互感器 ①电压互感器 ②电流互感器【合作探究】探究一．理想变压器的基本关系（1）输出功率等于输入功率P出＝P入，U1I1＝U2I2．（2）原副线圈两端的电压跟匝数成正比：．U1/U2=n1/n2（3）原副线圈中的电流跟匝数成反比（仅限一个副线圈）：I1/I2=n2/n1．（4）原副线圈的交变电流的周期T和频率f相同．探究二．理想变压器的三个决定关系（1）理想变压器 功率决定 功率．当副线圈空载时，变压器的输出功率为零，输入功率也为零，并且输入功率随着负载的变化而变化．若同时有多组副线圈工作，则U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn成立．（2）理想变压器 线圈两端电压由 线圈两端电压和匝数比所决定．无论副线圈是否有负载，是单组还是多组，每组副线圈两端电压与原线圈两端电压都满足＝…．（3）理想变压器 线圈中的电流决定 线圈中的电流．原线圈中的电流随副线圈中电流的增大而增大，当有几组副线圈时，原、副线圈中的电流关系为n1I1＝n2I2＋n3I3＋…，其中n2、n3…为工作的副线圈的匝数．探究三、理想变压器的动态分析【例1】 一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈有可调电阻R.设原线圈的电流为I1，输入功率为P1，副线圈的电流为I2，输出功率为P2.当R增大时(　　)A．I1减小，P1增大　　　　　　　B．I1减小，P1减小C．I2增大，P2减小 D．I2增大，P2增大【独立思考】当负载增大时，哪些物理量是不变的，哪些物理量是变化的？是输出功率决定输入功率还是输入功率决定输出功率？功率和电流间的关系是什么？ 【例2】 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∶1【例3】一理想变压器，原线圈匝数n1＝1100，接在电压为220 V的交流电源上，当它对11只并联的“36 V，60 W”灯泡供电时，灯泡正常发光，由此可知该变压器副线圈的匝数n2＝________，通过原线圈的电流I1＝________A【例3】 一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图1所示．副线圈仅接入一个10 Ω的电阻．则(　　)A．流过电阻的电流是20 AB．与电阻并联的电压表的示数是100 VC．经过1分钟电阻发出的热量是6×103 JD．变压器的输入功率是1×103 W【当堂检测】1．在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物理量为（ ）A．交流电的频率 B．端电压的最大值C．电流的有效值 D．电功率2．对于理想变压器，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，随着副线圈的输出电流增大而增大C．原线圈的电压，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，原线圈的电压也为零3．一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2，正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U1和U2、I1和I2、P1和P2．已知n1>n2，则（ ）A．U1>U2，P1＝P2 B．P1＝P2，I1U2 D．P1>P2，I1>I24．图中，a、b为输入端，接交流电源，c、d为输出端，则输出电压大于输入电压的电路是（ ）5.某变电站用原、副线圈匝数比为n1∶n2的变压器，将远距离输来的电能送到用户，如图4所示．将变压器看作理想变压器，当正常工作时，下列说法正确的是(　　)A．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∶n26．如图5所示，理想变压器的原线圈接在u＝220 sin 100πt V的交流电源上，副线圈接有R＝55 Ω的负载电阻．原、副线圈匝数之比为2∶1.电流表、电压表均为理想电表，下列说法中正确的是(　　)A．原线圈中电流表的读数为1 AB．原线圈中的输入功率为220 WC．副线圈中电压表的读数为110 VD．副线圈中输出交流电的周期为50 s7．如图7所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关S断开．当S接通时，以下说法中正确的是(　　)A．副线圈两端M、N的输出电压减小B．副线圈输电线等效电阻R两端的电压将增大C．通过灯泡L1的电流减小D．原线圈中的电流增大8．如图所示理想变压器原副线圈匝数之比:n1:n2=4:1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R连接组成闭合回路，当直导线AB在匀速强磁场中沿导轨匀速地向左作切割磁感线运动时，安培表A1的读数为12mA，那么安培表A2的读数为 ( )A．0 B．3mA C．48mA D．与R值大小无关9．如图9所示，交流发电机电动势的有效值E＝20 V，内阻不计，它通过一个R＝6 Ω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“6 V，0.25 W”，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． 。