高中物理：5.4《变压器》学案(新人教版选修31)

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人教版高二物理选修3-2第五章 5.4《变压器》学案设计

变压器知识梳理1.变压器：是改变__________的电器设备，由__________和两个绕在铁芯上的__________组成，其中与电源连接的叫__________，与负载连接的叫___________.2.变压器的工作原理：变压器的工作基础是__________现象，原线圈中的交变电流所激发的磁场不仅穿过__________，也同时穿过__________，变化的磁场在__________中产生__________.3.理想变压器：没有__________损失的变压器叫做理想变压器.4.电压与匝数的关系是：原、副线圈的__________等于两个线圈的.5.常见的变压器有：__________变压器、__________变压器、__________互感器、__________互感器.疑难突破如何理解变压器的工作原理？剖析：1.变压器的构造如图所示为变压器的结构图，原线圈接电源，副线圈接负载，两个线圈都绕在叠合而成的硅片上，硅钢片都涂有绝缘漆.2.变压器的工作原理变压器的变压原理是电磁感应，当原线圈上加交变电压U 1时，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量，在原、副线圈中都要产生感应电动势.如果副线圈是闭合的，则副线圈中将产生交变的感应电流，它也在铁芯中产生交变磁通量，在原、副线圈中同样要引起感应电动势.由于这种互相感应的互感现象，原、副线圈虽然不相连，电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈，其能量转换方式为：. 3.理想变压器的规律（1）理想变压器的特点：①原、副线圈不计内阻，即不产生焦耳热.②变压器铁芯内无漏磁.（2）变压公式：2121n n U U .问题探究问题：怎样探究理想变压器中的规律？并推导之.探究：(1)电动势关系：由于互感现象，没有漏磁，原、副线圈中具有相同的磁通量的变化率t ∆∆Φ.如图根据法拉第电磁感定律，原线圈中E 1=n 1t ∆∆Φ，副线圈中E 2=n 2t ∆∆Φ，所以有2121n n E E =.(2)电压关系：由于不计原、副线圈的电阻，因而U 1=E 1，U 2=E 2，所以有2121n n U U =.这与实验探究得到的规律相同.若n 1＜n 2，U 1＜U 2，就是升压变压器；若n 1＞n 2，U 1＞U 2，就是降压变压器.输出电压U 2由输入电压U 1和n 1、n 2共同决定.（3）电流关系：由于不存在各种能量损失，所以变压器的输出功率等于输入功率，P 2=P 1，用U 、I 代换得：U 2I 2=U 1I 1，所以有1221U U I I =，再由2121n n U U =得：1221n n I I =，这就是电流与匝数的关系，原、副线圈中的电流与匝数成反比.输入功率P 1由输出功率P 2决定，负载需要多少功率，原线圈端就输入多少功率. 输入电流I 1由输出电流I 2和n 1、n 2共同决定，若空载，即I 2=0，则I 1=0.原线圈中的电流又可理解成是副线圈的反射电流，在匝数比一定的情况下，这两个电流成正比. 典题精讲【例1】如图所示为理想变压器供电的电路，若将S 闭合，则电流表A 1的示数将___________，电流表A 2的示数将___________，电流表A 3的示数将___________，电压表V 的示数将___________.（填“变大” “变小”或“不变”）思路解析：由1212n n U U =知V 示数不变.闭合S 后R 1与R 2并联，负载电阻R 变小，I 2=RU 2U 2R ，所以A 2示数变大.由于U 2、R 1未变，I 1=12R U ，所以A 1示数不变.根据I 1U 1=I 2U 2，因为U 2不变，I 2变大，U 1不变，所以I 1变大，即A 3示数变大.答案：不变变大变大不变【例2】如图所示，与理想变压器相连的四只灯泡相同，变压器原、副线圈的匝数比为3∶1，接在副线圈上的三只灯泡正常发光.则对于串联在原线圈上的灯泡A( )A.比正常发光时的亮度更大B.也能正常发光C.比正常发光时的亮度更暗D.无法判断其亮度情况思路解析：灯泡A 的亮度如何，主要看灯泡A 的功率多大，在本题中就是看通过灯泡A 的电流如何变化.设每只灯的额定电流为I 0，因并联在副线圈两端的三只灯泡正常发光，所以副线圈中的电流I 2=3I 0.由21I I =12n n 得原线圈的电流I 1=12n n I 2=I 0，恰为灯泡A 的额定电流，因此灯泡A 也能正常发光.答案：B知识导学互感现象是变压器工作的基础，要在学习电磁感应的基础上理解互感现象.这里的关键是明白原线圈和副线圈有共同的铁芯，穿过它们的磁通量和磁能量变化时时都是相同的，因而，其中的感应电动势（或端电压）之比只与匝数有关.这样，原、副线圈的匝数不同，就可以改变电压了.因此必须对前面互感一节要做好复习.疑难导析1.(1)变压公式是由电磁感应原理推导出来的;(2)在忽略原、副线圈电阻的情况下，U 1=E 1，U 2=E 2，E 1和E 2是两线圈产生的感应电动势，U 1和U 2是线圈两端的电压；(3)U 1和U 2的大小与副线圈的负载无关；(4)若变压器有两个副线圈，则有2121n n U U =,3131n n U U =或3132n n U U =.2.电流关系：据输入功率等于输出功率I 1U 1=I 2U 2及2121n n U U =知1221n n I I =. (1)变压器的输入功率决定于输出功率，即用多少给多少;(2)若变压器有两个副线圈，则有I 1n 1=I 2n 2+I 3n 3.问题导思1.理想变压器的规律（1）理想变压器原副线圈电压关系：2121n n U U =，若有多个副线圈，则有332211n U n U n U ===……（2）功率关系：根据能量守恒有P 入=P 出，I 1U 1=I 2U 2，或I 1U 1=I 2U 2+I 3U 3+……（3）电流关系：电流关系是由功率关系决定的.定量：I 1n 1=I 2n 2或I 1n 1=I 2n 2+I 3U 3+……定性：因P 入随P 出的变化而变化，故I 1随I 2的变化而变化，当I 2=0时，I 1很小. 变压器高压圈匝数多而导线细，低压圈匝数少而导线粗，是区别高低压线圈的方法.2.常用变压器的类型自耦变压器、调压变压器、互感器（电压互感器、电流互感器）.典题导考绿色通道：负载发生变化时，判断电流和电压如何变化，先要由2121n n U U =判断U 2是否变化，再根据U 2及负载电阻变化的情况，由欧姆定律确定线圈中的电流I 2的变化情况；最后再由P 入=P 出判断原线圈中电流的变化情况.【典题变式1】如图甲所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L 1和L 2，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 上的电压降增大C.通过灯泡L 1的电流减小D.原线圈中的电流增大答案：BCD绿色通道：考查变压器的电流与匝数的关系时，若从电压与匝数的关系分析，不容易得出结论，因为变压器原线圈两端的电压与总的输入电压不相等，输入电压等于灯A两端的电压和原线圈两端电压之和，所以对待问题要灵活处理.【典题变式2】如图乙所示，一理想变压器的变压比为3∶1，图中四只灯泡完全相同.在L1、L2、L3正常发光的条件下，若断开L4，则( )A.L1、L2、L3变亮B.L1、L2、L3变暗C.L1变亮，L2、L3变暗D.L1变暗，L2、L3亮度不变答案：D。

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 变压器学案(含解析)新人教版选修3-2-新人教版高中选修3-2物理学案

4 变压器学习目标1.知道变压器的构造及几种常见的变压器.2.用实验探究变压比关系,认识变压器的原理基础.3.理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系.自主探究1.变压器是由和组成的.一个与交流电源连接,叫做,也叫初级线圈;另一个线圈与负载连接,叫做,也叫次级线圈.2. 是变压器工作的基础.没有能量损失的变压器叫做.3.理想变压器的原、副线圈两端的电压之比,等于.合作探究一、变压器的原理生活中常用电器的额定工作电压:用电器额定工作电压用电器额定工作电压随身听 3 V 机床上的照明灯36 V扫描仪12 V 防身器 3 000 V手机充电器4.2 V 黑白电视机显像管几万伏录音机 6 V 彩色电视机显像管十几万伏思考讨论:生活中的用电器一般都可以使用220 V的交流电源,与它们的额定工作电压都不相同,用电器是如何正常工作的呢?思路点拨:变压器可以降低电压也可以升高电压,通过变压器得到用电器所需的合适电压.实物观察:观察变压器的构造.对应可拆式变压器实物和课本中的图片介绍变压器的构造及标示符号,说明闭合铁芯是由极薄且彼此绝缘的硅钢片叠压而成的.自主学习:阅读课本P41“变压器的原理”的内容,总结出相关的知识.1.变压器的工作原理是.电流通过原线圈时在铁芯中激发,由于电流的大小、方向在不断变化,铁芯中的也在不断变化. 在副线圈中产生感应电动势,所以尽管两个线圈之间没有导线相连,副线圈也能够输出.2.从能量角度看,显然变压器不能产生电能,它只是利用闭合铁芯通过将电能从原线圈转移到副线圈,实现电能到再到电能的转化.二、电压与匝数的关系实验探究:探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系.猜想假设:变压器线圈两端的电压可能与原、副线圈匝数有关.设计实验:小组讨论设计实验方案:(1)实验电路:(2)操作方法:控制变量法.(3)实验表格:原线圈匝数n1副线圈匝数n2原线圈两端电压U1(V)副线圈两端电压U2(V)n1n2U1U2100 10 6 10100 20 6 5200 20 6 10(4)实验步骤:A.按实验电路连接实验器材;B.保持原线圈的匝数不变,增加或减少副线圈的匝数,测量副线圈两端的电压C.保持副线圈的匝数不变,增加或减少原线圈的匝数,测量副线圈两端的电压;D.分析实验数据,得出实验结论.注意事项:(1)输入电压不超过12 V.(2)手不能接触裸露的导线、接线柱.(3)电压表先用最大量程试测,然后再选用适当挡位进行测量.进行实验:分组实验连接好电路,记录的数据填入表格.数据分析:分析处理实验数据并得出实验结论.实验结论:在实验误差范围内,原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比,即U1 U2=U1U2.自主学习:阅读课本P42~P43“电压与匝数的关系”的内容,学习相关的知识.1.理想变压器的特点(1).(2).(3).2.理想变压器的基本规律(1)电压关系:.(2)功率关系:.(3)电流关系:.课堂检测1.理想变压器的原、副线圈中一定相同的物理量有()A.交变电流的频率B.磁通量的变化率C.功率D.交变电流的峰值2.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.U1U2=U1U2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,即使有多个(大于等于3个)线圈同时工作,U1U2=U2U1也同样适用3.如图所示,匝数为100的矩形线圈abcd处于磁感应强度B=6√225πT的水平匀强磁场中,线圈面积S=0.5 m2,内阻不计.线圈绕垂直于磁场的轴以角速度ω=10π rad/s匀速转动,线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连,变压器的副线圈接入一只“12 V12 W”的灯泡,灯泡正常发光,下列说法中正确的是()A.通过灯泡的交变电流的频率是50 HzB.变压器原、副线圈匝数之比为10∶1C.矩形线圈中产生的电动势的最大值为120 VD.若将灯泡更换为“12 V24 W”且保证其正常发光,需要增大矩形线圈的转速4.如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5,原线圈两端的交变电压为u=20√2sin 100πt(V),氖泡在两端电压达到100 V时开始发光,下列说法中正确的有()A.开关接通后,氖泡的发光频率为100 HzB.开关接通后,电压表的示数为100 VC.开关断开后,电压表的示数变大D.开关断开后,变压器的输出功率不变5.变压器原线圈1 400匝,副线圈700匝并接有电阻R,当变压器工作时,原、副线圈中()A.频率比为2∶1B.功率比为2∶1C.电流比为2∶1D.电压比为2∶16.如图所示,可以将电压升高供给电灯的变压器是图()7.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“220 V60 W”的灯泡一只,且灯泡正常发光.则()A.电流表的示数为3√2A B.电源输出功率为1 200 W220A D.原线圈的端电压为11 VC.电流表的示数为32208.理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶15,当原线圈接在6 V的蓄电池两端以后,副线圈的输出电压为()A.90 VB.0.4 VC.6 VD.09.如图所示,理想变压器的原线圈接入u=11 000√2sin 100πt(V)的交变电压,副线圈通过电阻r=6 Ω的导线对“220 V880 W”的电器R L供电,该电器正常工作.由此可知()A.原、副线圈的匝数比为50∶1B.交变电压的频率为100 HzC.副线圈中电流的有效值为4 AD.变压器的输入功率为880 W10.一输入电压为220 V、输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏,为获知此变压器原、副线圈匝数,某同学拆下烧坏的副线圈,用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈,如图所示,然后将原线圈接到220 V交流电源上,测得新绕线圈的端电压为1 V.按理想变压器分析,该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为()A.1 100、360B.1 100、180C.2 200、180D.2 200、36011.如图所示,与理想变压器相连的四只灯泡相同,变压器原、副线圈的匝数比为3∶1,接在副线圈上的三只灯泡正常发光.则对于串联在原线圈上的灯泡A()A.比正常发光时的亮度更大B.也能正常发光C.比正常发光时的亮度更暗D.无法判断其亮度情况12.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,电压表和电流表均为理想交流电表,从某时刻开始在原线圈两端加上瞬时值表达式为u=220√2sin 100πt(V)的交变电压,则()A.电压表的示数为22√2 VB.在滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,电流表A2的示数变小C.在滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,电流表A1的示数变大D.在滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,理想变压器的输入功率变小13.如图所示,某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节,原线圈两端电压为一最大值不变的正弦式交流电源,在其他条件不变的情况下,为了使变压器输入功率增大,可使()A.原线圈匝数n1增加B.副线圈匝数n2增加C.负载电阻R的阻值增大D.负载电阻R的阻值减小14.变压器副线圈电路中有电阻R=7.26 Ω,消耗功率为6 W.另有一匝线圈接有电压表,读数U0=50 mV.原线圈两端电压为u=311sin 100πt(V).求原、副线圈的匝数和铁芯内的磁通量变化率的表达式(如图所示).15.如图所示,一台有两个副线圈的变压器,原线圈匝数n1=1 100,接入电压U1=220 V的电路中.(1)要求在两个副线圈上分别得到电压U2=6 V,U3=110 V,它们的匝数n2、n3分别为多少?(2)若在两副线圈上分别接上“6 V20 W”“110 V60 W”的两个用电器,原线圈的输入电流为多少?参考答案自主探究1.闭合铁芯绕在铁芯上的两个线圈原线圈副线圈2.互感现象理想变压器3.两个线圈的匝数之比合作探究一、变压器的原理1.互感现象磁场磁场变化的磁场电流2.交变磁场磁场能二、电压与匝数的关系1.(1)无漏磁现象(2)线圈电阻不计(3)铁芯不发热2.(1)U1U2=U1U2(2)P出=P入,U1I1=U2I2(3)U1U2=U2U1课堂检测1.ABC解析:理想变压器没有漏磁,没有能量损失,所以原、副线圈中磁通量变化率相同,原、副线圈中功率相同,B、C两项正确;变压器的原理是互感现象,其作用是改变电压峰值,不改变频率,A项正确,D项错误.2.AC解析:理想变压器是不计一切损失的变压器,A、C两项正确;U1U2=U1U2可适用于多个线圈组成的变压器的任意两个线圈之间,B项错误;U1U2=U2U1只适用于一个原线圈、一个副线圈工作的变压器,D项错误.3.B解析:由ω=2πf知,交变电流的频率是5 Hz,A项错误;矩形线圈中产生感应电动势的最大值为E max=NBSω=120√2 V,C项错误;变压器输入电压为U1=√2=120 V,由U1U2=U1U2知,B项正确;由U2=U2U1U1可知,U2大小与负载无关,D项错误.4.AB解析:由交变电压的瞬时值表达式知,原线圈两端电压的有效值为U1=√2√2V=20 V,由U1U2=U1U2得,副线圈两端的电压为U2=100 V,电压表的示数为交变电压的有效值,B项正确;交变电压的频率为f=100π2πHz=50 Hz,一个周期内电压两次大于100 V,即一个周期内氖泡能两次发光,所以其发光频率为100 Hz,A项正确;开关断开前后,输入电压不变,变压器的变压比不变,故输出电压不变,C项错误;断开后,电路消耗的功率减小,输出功率决定输入功率,D项错误.5.D解析:由于变压器不能改变交变电流的功率和频率,所以原、副线圈电流功率和频率之比均为1∶1,A、B两项错误;而根据电流与匝数之间的关系U1U2=U2U1得电流比为1∶2,C项错误;根据电压与匝数之间的关系U1U2=U1U2得电压比为2∶1,D项正确.6.C解析:变压器应该接在交流电路中,升压变压器中副线圈的匝数大于原线圈的匝数.7.C解析:由灯泡正常发光,可知副线圈电压为220 V,由U1U2=U1U2可知,原线圈电压U1=20×220 V=4 400 V,D项错误;又因输入功率等于输出功率,P1=P2=60 W,故B项错误;电流表示数为有效值,原线圈中电流I1=U1U1=604 400A=3220A,故A项错误,C项正确.8.D解析:由于蓄电池向外输出的是恒定电流,铁芯中磁通量不能发生变化,在副线圈中不能产生感应电动势,所以副线圈的输出电压为0.9.C解析:由P=UI可得,I=U LU L=4 A,C项正确;根据U r=Ir=24 V得,副线圈电压U2=U L+U r=244V,再由U1U2=U1U2可得,n1∶n2=2 750∶61≈45∶1,A项错误;由u=11 000√2sin 100πt(V)及f=U2π可得,f=50 Hz,B项错误;因导线电阻消耗电能,故变压器输入功率为P=P L+I2r=976 W,D项错误.10.B解析:由U1U2=U1U2得,220V36V=U1U2,220V1V=U15,解得,n1=1 100、n2=180,B项正确.11.B解析:灯泡A的亮度如何,主要看灯泡A的功率是多大,在本题中就是看通过灯泡A 的电流如何变化.设每只灯泡的额定电流为I0,因并联在副线圈两端的三只灯泡正常发光,所以副线圈中的电流I2=3I0.由U1U2=U2U1,得原线圈的电流I1=U2U1I2=I0,恰为灯泡A的额定电流,因此灯泡A也能正常发光.12.BD解析:电压表的示数为有效值,应为22 V;在滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,由于电压不变,变阻器接入电路中的电阻变大,所以电流表A2的示数变小,电流表A1的示数也变小,输入功率变小,B、D两项正确.13.BD解析:由U1U2=U1U2,P出=U22U,可得P出=U12U22U12U.又因为P入=P出,所以P入=U12U22U12U.分析可知,B、D两项正确.14.解析:由题中条件可知该变压器每匝线圈感应电压有效值为50 mV.由P2=U22U 可得,U2=6.6 V,即可得n2=6.6V0.05V=132.由原线圈上电压表达式可知,交流电压U1的有效值为U1=220 V,由U1U2=U1U2得,原线圈匝数n1=4 400.铁芯内磁通量的变化率即单匝线圈的感应电动势,其最大值为0.05√2 V,表达式为ΔUΔU=0.05√2sin 100πt(Wb/s).答案:原线圈匝数为4 400副线圈匝数为132ΔUΔU=0.05√2sin 100πt(Wb/s)15.解析:(1)根据原、副线圈间电压与匝数的关系,由U1U2=U1U2,U1U3=U1U3,得n2=U2U1n1=6220×1 100=30,n3=U3U1n1=110220×1 100=550.(2)设原线圈输入电流为I1,由P入=P出得I1U1=I2U2+I3U3=P2+P3所以I1=U2+U3U1=20+60220A=0.36 A.答案:(1)30550(2)0.36 A。

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？。

新人教版高中物理选修3-2第五章《变压器》精品教案

学
手机充电器 4.2V 4.4V5.3V 录音机 6V 9V 12V
我们发现不同的用电器所需的额定电压是不同的，但是我国民用供电电压均为 220V，怎样才能让这些工作电压不同的用电器正常工作呢？
过
二、自主、合作、探究自主、合作、思考与讨论：思考与讨论右图中为了讨论使小灯泡对于左侧的电源有什使小灯泡发光，对于左侧的电源有什么要求？并说明原因。（提示：么要求？（3 分钟）恒定电流、交变电流）
过
程
教
探究：理想变压器的输出电流和输入电流之间的关系探究：理想变压器的输出电流和输入电流之间的关系电流和输入电流 1、从能量转化和守恒的角度来分析变压器里面的能量转化情况。变压器输入的是，经过原线圈转化为，通过铁芯传递到副线圈，经过副线圈转化为。 2、对于理想变压器来说是没有能量损失的，所以理想变压器输入的能量等于输出的能量，也就是理想变压器的输出功率等于输入功率。（输出功率决定输入功率输出功率决定输入功率）输出功率决定输入功率 3、理想变压器原副线圈的电流关系是怎样的？（提示：P=UI）
总结本节知识要点（2 分钟）
备注
课下练习 1、一个正常工作的理想变压器的原副线圈中，下列的哪个物理量不一定相等（） A．交流的频率 B．电流的有效值 C．电功率 D．磁通量变化率 2、理想变压器的原线圈的匝数为 110 匝，副线圈匝数为 660 匝，若原线圈接在 6 V 的电池上，则副线圈两端电压为（） A.36 V B.6 V C.1 V D.0 V ） 3．理想变压器原、副线圈的电流为 I1、I2，电压为 U1、U2，功率为 P1、P2，关于它们的关系，正确的是（ A.I2 由 I1 决定 B.U2 与负载有关 D.U1 由 U2 决定 C.P1 由 P2 决定 4．一台理想变压器原、副线圈匝数比为 22∶1，当原线圈两端输入 u1=220 2 sin314t V 的交变电压时，下列说法正确的是（）

高二物理人教版选修32 5.4变压器教案-精选教学文档

变压器重/难点重点：变压器工作原理及工作规律。

难点：理解副线圈两端的电压为交变电压。

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。

重/难点分析重点分析：变压器工作原理实际就是电磁感应现象。

而感应电动势大小与磁通量变化快慢有关，如果通过线圈的磁通量均匀变化时，线圈中产生的感应电动势大小不变。

而线圈中的磁通量做周期性变化，所以副线圈为交变电压。

从能量角度看，显然变压器不能产生电能，它只是通过交变磁场传输电能。

电能——磁场能——电能。

难点分析：要求熟记理想变压器的两个基本公式是：①1122U n U n =，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。

②P P =入出，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。

突破策略1．理想变压器的构造、作用、原理及特征构造：两组线圈（原、副线圈）绕在同一个闭合铁芯上构成变压器。

作用：在输送电能的过程中改变电压。

原理：其工作原理是利用了电磁感应现象。

特征：正因为是利用电磁感应现象来工作的，所以变压器只能在输送交变电流的电能过程中改变交变电压。

2．理想变压器的理想化条件及其规律在理想变压器的原线圈两端加交变电压U 1后，由于电磁感应的原因，原、副线圈中都将产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律有：111E n t D F =D ，222E n tD F=D 。

忽略原、副线圈内阻，有11U E ＝， 22U E ＝。

另外，考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁，即认为在任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相等，于是又有12DF =D F 。

由此便可得理想变压器的电压变化规律为1122U n U n =。

在此基础上再忽略变压器自身的能量损失（一般包括线圈内能量损失和铁芯内能量损失这两部分，分别俗称为“铜损”和“铁损”），有而12P P = ，而111P I U = ，222P I U = 。

于是又得理想变压器的电流变化规律为由此可见：（1）理想变压器的理想化条件一般指的是：忽略原、副线圈内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差别，忽略变压器自身的能量损耗（2）理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定律和能的转化与守恒定律在上述理想条件下的新的表现形式。

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。

高中物理人教版选修3-2 5.4 变压器教学设计、教案

第四节变压器素养目标定位1.了解变压器的构造，理解变压器的工作原理．2.理解变压器的变压规律和变流规律，并运用此规律解决实际问题．(重点＋难点)3.了解电压互感器和电流互感器．素养思维脉络知识点1 变压器原理1．构造由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成。

(1)原线圈：与__交流电源__相连的线圈。

(2)副线圈：与__负载__相连的线圈。

2．原理 __互感__现象是变压器的工作基础。

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__感应电动势__。

3．作用改变交变电流的__电压__，不改变交变电流的__周期__和__频率__。

知识点2 电压与匝数的关系1．理想变压器没有__能量损失__的变压器。

2．电压与匝数的关系原、副线圈的电压之比，等于两个线圈的__匝数__之比，即：U 1U 2＝__n 1n 2__。

3．两类变压器(1)降压变压器：副线圈的电压比原线圈的电压__低__的变压器。

(2)升压变压器：副线圈的电压比原线圈的电压__高__的变压器。

思考辨析『判一判』(1)变压器的工作原理是电磁感应。

(√)(2)变压器的工作基础是互感现象。

(√)(3)各种电流接入变压器的输入端，变压器都能正常工作。

(×)(4)原线圈的电压不随副线圈的输出电流的变化而变化。

(√)(5)原线圈的电流随副线圈的输出电流的增大而增大。

(√)(6)理想变压器的原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈。

(×)『选一选』(2019·云南省富宁一中高二下学期期中)如图所示，为四种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用白炽灯泡相同，且都是“220 V,40 W”，当灯泡所消耗的功率都调于20 W时，哪种台灯消耗的功率最小(C)解析：C图为理想变压器调节，而理想变压器不消耗能量，A、B、D三图中均利用电阻来调节灯泡上的电压，故一定要消耗能量。

『想一想』汽车等交通工具中用电火花点燃汽油混合气，如图所示，已知汽车蓄电池电压为12 V，变压器匝数之比为1∶100。

【人教版】高中物理选修3-2优秀学案：5.4 变压器 (1)

学案9 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．一、变压器的原理及电压与匝数的关系[问题设计]把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈通过开关连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上(如图1所示)．图1(1)小灯泡能发光吗？为什么？(2)若小灯泡发光，那么小灯泡两端电压与什么因素有关？(3)若将原线圈接到恒定的直流电源上，小灯泡亮不亮？分析讨论小灯泡亮或不亮的原因．[要点提炼]1．变压器的构造：由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成．与相连接的线圈叫原线圈(匝数用n 1表示，又叫做 )，与负载相连的另一个线圈叫副线圈 (匝数用n 2表示又叫做 )，两个线圈都绕在上．2．变压器的工作基础是．因此变压器只对的电流起作用，对电流不起作用．(后两空选填“变化”或“恒定”)3．变压器中的电压关系：(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＝……. 4．变压器 (填“能”或“不能”)改变交变电流的频率．5．原、副线圈的地位(1)原线圈在其所处回路中充当负载．(2)副线圈在其所处回路中充当．二、理想变压器中的功率关系及电流关系[问题设计]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．若只有一个副线圈，原、副线圈中的电流与匝数有什么关系？3．若有多个副线圈时，电流与匝数间的关系是什么？[要点提炼]1．理想变压器的特点：(1)变压器铁芯内无；无损失．(2)原、副线圈不计，即无能量损失．实际变压器(特别是大型变压器)一般可以看成理想变压器．2．功率关系：．3．电流关系：(1)若只有一个副线圈，有I 1U 1＝，即I 1I 2＝n 2n 1. (2)当有多个副线圈时I 1U 1＝＋＋……得I 1n 1＝＋＋……三、理想变压器中各量的制约关系和动态分析1．变压器工作时的制约关系(1)电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比(n 1n 2)一定时，输入电压U 1决定输出电压U 2，即U 2＝n 2U 1n 1. (2)功率制约：P 出决定P 入，P 出增大，P 入；P 出减小，P 入，P 出为0，P 入为 .(3)电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比(n 1n 2)一定，且输入电压U 1确定时，副线圈中的输出电流I 2决定原线圈中的电流I 1，即I 1＝n 2I 2n 1. 2．对理想变压器进行动态分析的两种常见情况(1)原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是R→I 2→P 出→P 入→I 1；(2)负载电阻不变，分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是n 1、n 2→U 2→I 2→P 出→P 入→I 1.四、各种各样的变压器1．自耦变压器如图2所示，铁芯上只绕一个线圈，低压线圈是高压线圈的一部分，既可以作为升压变压器使用，也可以作为降压变压器使用．图2规律：U 1U 2＝n 1n 2，I 1I 2＝n 2n 1. 2．电压互感器、电流互感器(1)构造：小型变压器，如图3所示．图3(2)接法：电压互感器原线圈并联在高压电路中，副线圈接电压表；电流互感器原线圈串联在被测电路中，副线圈接电流表．为了安全，外壳和副线圈应接地．(3)作用：电压互感器可将高电压变为低电压，通过测量低电压，计算出高压电路的电压．电流互感器将大电流变成小电流，通过测量小电流，计算出被测电路中的大电流．一、对变压器原理的理解例1 关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是 ( )A ．通过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二、理想变压器基本规律的应用例2理想变压器连接电路如图4甲所示，已知原、副线圈匝数比为10∶1，当输入电压波形如图乙时，电流表读数为2 A，则( )图4A．电压表读数为282 VB．电压表读数为28.2 VC．输入功率为56.4 WD．输入功率为40 W三、理想变压器中的动态分析例3如图5所示为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1为原线圈中的电流，则( )图5A．保持U1及P的位置不变，K由a扳向b时，I1将增大B．保持U1及P的位置不变，K由b扳向a时，R消耗功率减小C．保持U1不变，K接在a处，使P上滑，I1将增大D．保持P的位置不变，K接在a处，若U1增大，I1将增大四、各种各样的变压器例4图6甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法中正确的是( )图6A．线圈匝数n1<n2，n3<n4B．线圈匝数n1>n2，n3>n4C．甲图中的电表是电压表，输出端不可短路D．乙图中的电表是电流表，输出端不可断路1．(对变压器原理的理解)如图7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，电流表的示数是12 mA，则副线圈中电流表的示数是( )图7A．3 mA B．48 mAC．零 D．与R阻值有关2．(理想变压器基本规律的应用)如图8所示，将额定电压为60 V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上．闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V和2.2 A．以下判断正确的是( )图8A．变压器输入功率为484 WB．通过原线圈的电流的有效值为0.6 AC．通过副线圈的电流的最大值为2.2 AD．变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶33．(理想变压器中的动态分析)如图9所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压u，其瞬时值表达式为u＝220 2 sin (100πt) V，现把单刀双掷开关与a连接，则( )图9A．电压表的示数为22 VB．流过滑动变阻器的电流的方向每秒改变100次C．在滑动变阻器的触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变大D．若把单刀双掷开关由a扳向b时，保持滑动变阻器的触头P不动，电压表示数变大，电流表的示数变小题组一对理想变压器原理的理解1．如图所示四个电路，能够实现升压的是 ( )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题组二理想变压器基本规律的应用3.如图1所示，一理想变压器的原线圈匝数为n1＝1 100匝，接电压U1＝220 V的交流电，副线圈接“20 V 10 W”的灯泡，灯泡正常发光，可知 ( )图1A．副线圈的匝数n2＝200匝B．副线圈中的电流I2＝0.5 AC．原线圈中的输入功率为10 WD．原线圈中的电流I1＝0.1 A4.如图2所示，理想变压器的原线圈接在u＝2202sin (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( )图2A．原线圈中电流表的读数为1 AB．原线圈中的输入功率为220 2 WC．副线圈中电压表的读数为110 2 VD．副线圈中输出交流电的周期为50 s5．一台理想降压变压器从10 kV的线路中降压并提供200 A的负载电流．已知两个线圈的匝数比为40∶1，则变压器的原线圈电流、输出电压及输出功率是( )A．5 A,250 V,50 kWB．5 A,10 kV,50 kWC．200 A,250 V,50 kWD．200 A,10 kV,2×103 kW6.如图3所示为理想变压器，原线圈的匝数为1 000 匝，两个副线圈的匝数n2＝50 匝，n3＝100 匝，L 1是“6 V,2 W”的小灯泡，L 2是“12 V,4 W”的小灯泡，当原线圈接上交流电压时，L 1、L 2都正常发光，那么原线圈中的电流为( )图3A.160 AB.130 AC.120 AD.110A 7.如图4所示，一只理想变压器原线圈与频率为50 Hz 的正弦交变电源相连，两个阻值均为20 Ω的电阻串联后接在副线圈的两端．图中的电流表、电压表均为理想交流电表，原、副线圈分别为200匝和100匝，电压表的示数为5 V ．则 ( )图4A ．电流表的读数为0.5 AB ．流过电阻的交变电流的频率为100 HzC ．交变电源的输出电压的最大值为20 2 VD ．交变电源的输出功率为2.5 W题组三理想变压器中的动态分析8．如图5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L 1和L 2，输电线的等效电阻为R.开始时，开关S 断开．当开关S 接通时，以下说法中正确的是 ( )图5A ．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 上的电压增大C ．通过灯炮L 1的电流减小D ．原线圈中的电流增大9．如图6所示，某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电，在其他条件不变的情况下，为了使变压器输入功率增大，可使 ( )图6A．原线圈匝数n1增加B．副线圈匝数n2增加C．负载电阻R的阻值增大D．负载电阻R的阻值减小题组四各种各样的变压器10．如图7所示，L1和L2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知n1∶n2＝1 000∶1，n3∶n4＝1∶100，图中电压表示数为220 V，电流表示数为10 A，则高压输电线的送电功率为( )图7A．2.2×103 W B．2.2×10－2 WC．2.2×108 W D．2.2×104 W11．理想自耦变压器的原线圈接有如图8乙所示的正弦式交变电压，副线圈接有可调电阻R，触头P与线圈始终接触良好，下列判断正确的是( )图8A．交变电源的电压u随时间t变化的规律是u＝U0cos (100πt)B．若仅将触头P向A端滑动，则电阻R消耗的电功率增大C．若仅使电阻R增大，则原线圈的输入电功率增大D．若使电阻R增大的同时，将触头P向B端滑动，则通过A处的电流一定增大。

人教版高中物理选修3-2 5.4《变压器》的教学设计

变压器
（高中物理选修3-2第五章第4节）
《变压器》教学设计
一、教材分析
《变压器》选自人教版、普通高中课程标准实验教科书、物理选修3—2第五章《交变电流》的第四节。

学习变压器可以使学生了解电磁感应现象的广泛应用，开拓学生视野，提高学习物理的能力和兴趣，因此这一节的内容是电磁感应教学的进一步延伸；同时变压器也是是交流电路中常见的一种电器设备，是远距离输送交流电不可缺少的装置。

学习变压器能够从能的转化和传递的角度进一步强化对电磁感应现象的认识，为进一步学习远距离输电奠定基础。

教材对《变压器》这节课的设置是从学生的原有认知出发，通过实验手段，引导学生一步一步围绕变压器的原理及工作特性展开，让学生自己进行讨论、分析，逐步完成教学目标。

二、设计理念
在这节物理规律课的教学中，我的设计理念是：以实验为基础，学生的思维拓展为中心，充分发挥学生的主体，注重规律形成过程的教学、实验探究过程的教学、知识发展过程的教学；强调学以致用，联系生活实际，提高学生对知识的迁移和能力活化；
“变压器”一课的教学围绕“什么是变压器？”、“变压器副线圈为什么有电压？”、“变压器怎样将原线圈的电能传输给副线圈？”、“变压器副线圈上的电压大小与什么因素有关？定量关系是怎样的?”等问题为线索展开教学。

因此，本节课的教学采用如下的教学流程：。

人教版高中物理选修(3-2)-5.4《变压器》名师教案

物理高二下人教版第五章《交变电流》第四节《变压器》教学设计西安市西电中学孙涛一、教材、学情分析1、变压器是人教版选修3-2第五章第4节的内容，教学内容承上启下，既是电磁感应、交变电流知识的综合应用，又为远距离输电教学奠定了基础。

同时，《课程标准》对于变压器的教学要求强调“通过实验，探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”。

2、学生通过前面《电磁感应》整章的学习，已经对磁生电、互感现象有了较为深刻的理解，交变电流的特点也比较清楚，已经具备了学习变压器这节内容的必备知识。

3、学生在以前的学习过程中已经经历过通过实验探究物理规律，对科学探究过程已有初步了解，特别是对控制变量法的应用有了较深的体会。

所以这为本节课的学习做了必要的方法准备。

二、核心素养在《变压器》的学习过程中，让学生迁移应用已有知识，经历、实践科学探究的全过程。

体会控制变量法、图像法、分析综合法研究物理规律的过程。

激发学生学习兴趣，培养学生尊重事实的科学精神和科学态度。

三、教学目标设计实验，让学生通过观察、体验，增强对变压器结构、工作原理的理性认识。

能较为精确的定量探究变压器原副线圈电压与匝数的关系。

四、教学重、难点重点：变压器的结构、工作原理是本节课教学的重点。

难点：变压规律既是重点又是难点。

五、实验素材（1）演示实验：线圈、扩音器、耳机线、电磁炉、自绕线圈、额定电压220V 灯泡、额定电压2.5V小灯泡、开关、导线若干。

（2）定量实验：改装教学可拆变压器J2423型（增加输入、输出端口）1个、学生电源、多用电表、导线若干。

六、教学过程课前：登陆平台，发送预习任务。

根据平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。

（提示：请登陆平台，发送本节预习任务）（一）提出问题，引入新课（1）提出问题：我们国家民用统一供电为220V，那么如何使这些额定电压不是220V的用电器设备正常工作呢？（2）图片展示：华为手机电源适配器（输入电压：100V-240V，输出：5V）（二）创设情境，思考总结【实验一】“隔空传声”和“隔空取电”实验图1 隔空传声图2 隔空取电“隔空取电”实验：通过铁芯的插入和拔出，听声音的变化，突出铁芯对声音信号强弱的影响。

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变压器导学案新人教版选修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6103 JD、变压器的输入功率是1103 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＝P2B、P1＝P2，I1<I2C、I1<I2，U1>U2D、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＝220sin100πt 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、0B、3mAC、48mAD、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、[来源:Zxxk、Com]。

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变压器【学习目标】1、知道变压器的构造，说出变压器的工作原理2、记住理想变压器原、副线圈中电压与匝数关系、电流关系，并能应用分析解决问题3、理解理想变压器原、副线圈中功率关系、电流关系，并能应用分析解决问题预习案一1、变压器的原理（阅读课本68-69页）（1）构造：原线圈：也叫_______,与________相接副线圈：也叫_______,与________相接铁芯：由涂有_______的硅钢片叠合而成U1n1n2U2I1I2U1n1n2U2I1I2或铁芯I1n1原副U1n2U2I2（2）符号：（3）工作原理：原线圈上加上交变电压U1时，原线圈中就有交变电流，铁芯中产生交变的磁通量，在原、副线圈中都要引起________________，如果副线圈是闭合的，则副线圈中将产生__________，它也在铁芯中产生交变的磁通量，在原、副线圈中同样要引起感应电动势。

说明：在原、副线圈中由于有交变电流而发生互相感应的现象，叫互感现象。

所以变压器只能在______电路中工作；_____________是变压器的工作原理；_________是变压器的工作基础。

（4）能量转换方式由于互感现象，原、副线圈间虽然不相连，但电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈，其能量转换方式为：___________转化为____________再转化为__________2、电压与匝数的关系（阅读课本69-71页）（1）理想变压器：忽略___________________________________________的变压器叫理想变压器，是一个理想化的模型。

实际的变压器工作时有能量损失，如电流经过变压器线圈时会发热，铁芯在交变磁场的作用下也会发热（涡流）（2）电压关系：实验和理论分析表明，对于理想变压器，原、副线圈的电压之比，等于两个线圈的__________之比，即______________________。

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?教学设计界首一中陈伟教学目标1.知识与技能1〕知道变压器的构造。

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，能应用它分析解决有关问题。

3〕知道课本中介绍的几种常见的变压器。

2.过程与方法1〕用电磁感应去理解变压器的工作原理，培养学生综合应用所学知识的能力。

2〕讲解理想变压器使学生了解建立物理模型的意义。

3.情感态度与价值观1〕使学生体会到能量守恒定律是普遍适用的。

2〕培养学生实事求是的科学态度。

教学重点变压器工作原理及工作规律。

教学难点理解副线圈两端的电压为交变电压。

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。

教学方法实验探究、演绎推理。

教学用具可拆变压器、交流电压表、交流电流表、灯泡、自耦变压器、调压器、导线等。

课时安排课时教学过程【引入新课】在实际应用中，常常需要改变交流的电压。

大型发电机发出的交流，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220V的电压，机床上的照明灯需要36V的平安电压。

一般半导体收音机的电源电压不超过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，以适应各种不同需要。

变压器就是改变交流电压的设备。

这节课我们学习变压器的有关知识。

【新课教学】一、变压器原理［师］出示可拆变压器，引导学生观察，变压器主要由哪几局部构成？［生］变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成。

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。

［师］画出变压器的结构示意图和符号，如以下图所示：［演示］将原线圈接照明电源，交流电压表接到不同的副线圈上，观察交流电压表是否有示数？［生］电压表有示数且示数不同。

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