人教物理选修32导学案54变压器全面.docx

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1（2）原线圈接低压交流电源 2V ，保持原线圈匝数 n1 不变，分别取副线圈匝数 n2= n1，n1， 22 n1，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2V ，保持副线圈匝数n2 不变，分别取原线圈匝数 n1=1n2，n2，22 n2，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U1＝ 2V次数134原线圈匝数n12n2n副线圈匝数2n112n2n22输入电压输出电压结论【合作研究二】 理论研究设原线圈匝数 N1，副线圈匝数 N2，穿过铁芯的磁通量 Φ ，则原副线圈感觉电动势 E1和 E2 分别为多少？与匝数间有什么样的关系？归纳总结【课堂小结 /本节知识网络】【思虑】 有多个副线圈的理想变压器电压、电流与 线圈匝数关系式如何推导？【当堂检测】1．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 “220V,60 W”灯泡一只，且灯泡正常发光，则 ( )图 23 2A．电流表的示数为 220 AB．电源输出功率为 1 200 W3C．电流表的示数为 220AD．原线圈端电压为 11 V2．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 3 所示的规律变化，副线圈接有负载，以下判断正确的选项是 ( )图 3A．输出电压的最大值为 36 VB．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．交流电源电压有效值为 220 V，频率为 50 Hz3．如图 4 所示， M 、 N 为两条交流输电线，甲、乙两图是配电室中的互感器和交流电表的两种接线表示图，以下说法正确的选项是 ( )图 4A．在乙图中，线圈 N4 的导线必然比线圈 N3 的导线粗B．甲图中的电表是交流电流表，乙图中的电表是交流电压表C．甲图中的电表是交流电压表，乙图中的电表是交流电流表D．甲、乙两图中的电表均为交流电流表4．如图 5 所示，自耦变压器输入端A 、B 接交流稳压电源， 其电压有效值 UAB ＝100 V，R0＝ 40Ω，当滑动片处于线圈中点地址时，C、 D 两端电压的有效值UCD 为________V，通过电阻R0 的电流有效值为 ________A.图 5【课后牢固 】1．正常工作的理想变压器的原、副线圈中，数值上必然相等的是()A ．电流的频率B ．端电压的峰值C．电流的有效值D ．电功率2．用一理想变压器向一负载R 供电，如图 1 所示 ,当增大负载电阻R 时,原线圈中的电流I1和副线圈中的电流 I2 之间的关系是 ()A ．I2增大 ,I1 也增大B．I2增大 ,I1 却减小C． I2 减小 ,I1 也减小D．I2减小 ,I1 却增大3．一个理想变压器 ,原线圈输入 220 V电压时 ,副线圈输出电压为22 V ,若副线圈增加 100匝后输出电压增加到 33 V,则变压器原线圈匝数为 __________匝．4．一个电压互感器的变压比为10∶ 1,副线圈接入交流电压表的示数为220 V,则所测高压电路中的电压为 __________ V ．5．以下列图的理想变压器 ,它的初级线圈接在交流电源上 ,次级线圈接一个标有“ 12 V 100 W ”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 ．6．如图示为一理想变压器和负载电阻 R, 以下哪些做法可增加变压器的输入功率()A ．只减少副线圈匝数B ．只减少原线圈匝数C．只增加副线圈匝数D ．只减小 R 的阻值7．一台理想变压器的原、 副线圈匝数比为4∶ 1,若原线圈加上u=1 414sin100 πt V的交流电,则用交流电压表测得副线圈两端的电压是()A.250 VB.353.5 VC.499.8 VD.200 V【答案】自主学 ：1．互感 原 圈 副 圈 感 U1n12．匝数之比U2＝ n2 降 器升 器3．C [ 通有正弦交 流的原 圈 生的磁 是 化的，由于面 S 不 ，故磁通量 Φ 化， A ；因理想 器无漏磁，故B ；由互感 象知C 正确；原 圈中的 能 化 磁 能又 化 能，原副 圈通 磁 系在一起，故D ．]4． AB [ 理想 器的原 圈的 入功率等于副 圈的 出功率，且随副 圈的 出功率的 化而 化， 原 圈的 入 流取决于副 圈的 出 流， 当副 圈的 流 零 ， 原 圈的 流也 零，但原 圈 其实不用然 零，故 A、B 正确， C、D ． ]5．C [ 之比等于匝数之比，依照 入功率等于 出功率，所以 流之比等于 之比的反比，也就等于 圈匝数比的反比． ]当堂 :1． C [ 因 灯泡正常 光所以副 圈中的 流P出60A ＝3AI2＝＝U222011依照公式 I 1＝ n2得 I 1＝n2I 2＝1 × 3A ＝3A ，即 流表的示数 3A，故 A ，I 2n1n120 11220220C ； 源的 出功率等于 器的 入功率，由 P 入＝ P 出 可得 源的 出功率 60 W，故B ；依照公式U 1n1n120×220 V＝4 400 V，故 D ． ]＝n2，得 U1＝ U2＝1U 2n2点 器的基本 律(1) 关系：①只有一个副 圈 U1＝ n1或 U 1＝ U2U2n2 n1n2U1U 2U3②当有多个副 圈 n1＝ n2 ＝ n3＝ ⋯(2)功率关系： P 入＝ P 出：①只有一个副 圈 ，P1＝ P2②当有多个副 圈 P1＝P2＋ P3＋ ⋯(3) 流关系：①只有一个副 圈 ，由P1＝ P2知， I1 U1＝ I 2U2，得 I 1＝ U2＝ n2，即 I1 ＝n2I 2 U1 n1I2n1②当有多个副 圈 ，由P1＝ P2＋ P3＋ ⋯ 知1 1＝I22＋ I3U3＋⋯，得 I1 1＝ I2 2＋I3 3＋⋯I UUnnn2． D [由 知原 圈 最大 220 2 V ，周期 T＝2× 10－2s，。