5.4变压器新课标新人教版高中物理选修3-2(1)

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物理：5.4《变压器》教案(新人教版选修3-2)

变压器一、素质教育目标(一)知识教学点1．了解变压器的构造及工作原理。

2．掌握理想变压器的电压、电流与匝数间关系。

3．掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题。

(二)能力训练点1．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。

2．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。

3．从理想变压器概念引入使学生了解物理模型建立的基础和建立的意义。

(三)德育渗透点1．通过原副线圈的匝数与绕线线径关系中体会物理学中的和谐、统一美。

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。

3．培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度。

二、重点、难点、疑点及解决办法1．重点变压器工作原理及工作规律。

2．难点(1)理解副线圈两端的电压为交变电压。

(2)推导变压器原副线圈电流与匝数关系。

(3)掌握公式中各物理量所表示对象的含义。

3．疑点变压器铁心是否带电即如何将电能从原线圈传输出到副线圈。

4．解决办法(1)通过演示实验来研究变压器工作规律使学生能在实验基础上建立规律。

(2)通过理想化模型建立及理论推导得出通过原副线圈电流与匝数间的关系。

(3)通过运用变压器工作规律的公式来解题使学生从实践中理解公式各物理量的含义。

三、课时安排3课时四、教具准备可拆式变压器、投影交流电流表(2只)、投影交流电压表(2只)、导线若干学生电源、小电珠(5只、2.5V，0.3A)、电键(4只)五、学生活动设计1．通过参与演示实验观察、数据处理、得出结论的全过程，使学生获得新知识。

2．通过提问引发学生思考，并应用学到的知识来解决实际问题。

4．通过练习掌握公式的应用及理解公式各物理量的含义。

六、教学过程(一)明确目标通过实验得出变压器工作规律并能运用解决实际问题。

(二)整体感知这节内容承上启下，它是电磁感应知识与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。

(三)重点、难点的学习与目标完成过程1．引入新课幻灯打出一组数据从以上表格可看到各类用电器额定工作电压往往不同，可我们国家民用统一供电均为220V，那这些元件是如何正常工作的呢？出示已拆录音机，指出变压器。

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变压器课件新人教版选修3-2

补充 1、一个原线圈多个副线圈的理想变压器的电压、电流关系
（1）电压关系
U1 n1 U2 n2
U1 n1 U3 n3
U 2 n2 U 3 n3
（2）电流关系根据P入=P出，I1U1=I2U2+I3U3 I1n1=I2n2+I3n3
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2.输入输出电压、电流、功率大小之间的
因果关系
1.输入功率P1由输出功率P2决定；P1＝P2 2.U1由电源决定； 3.U2由U1和匝数比决定；U2＝n2/n1·U1
4.I2由U2和负载决定； I2＝U2／R
5.I1由I2和匝数比决定；
I1
I2
I1＝n2/n1·I2
n1 U1
n2U2 R
3、互感器分类：电压互感器和电流互感器
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例1.一理想变压器，原线圈匝数n1=1100，接在电压220V的交流电源上，当它对11只并联的“36V，60w”的灯泡供电时，灯泡正常发光。由此可知副线圈的匝数n2=1_80____，通
次数 1 2 3 4 5 U1 U2
实验结论：
V1
V2
原副线圈两端电压之比等于这两个线圈的匝数比。
三、理想变压器的变压规律
I1
I2
原、副线圈中产生的感应电动势分别是：
U1 n1
n2 U2
E1=n1/ t E2=n2/ t E1/n1= E2/n2
原线圈回路有：U1− E1=I1r1≈ 0 则U1=E1 副线圈回路有：E2=U2 +I2r2 ≈U2 则U2=E2
二、变压器的工作原理 ------互感现象
变压器通过闭合铁
芯，利用互感现Βιβλιοθήκη 实现了电能（U1、I1）∽ U1

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。

最新人教版高中物理选修3-2：5.4变压器知识点总结及课时练习

4变压器记一记变压器知识体系辨一辨1.变压器只能改变交变电流的电压，不能改变直流电的电压．(√)2．电流通过铁芯从原线圈流到副线圈．(×)3．理想变压器原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比．(√)4．理想变压器是一个理想化模型．(√)5．学校中用的变压器工作时没有能量损失．(×)6．理想变压器不仅可以改变交变电流的电压和电流，还可以改变交变电流的功率和频率．(×)想一想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？提示：理想变压器是理想化的物理模型，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．所以理想变压器的输入功率等于输出功率，即P入＝P出．2．如果将变压器的原线圈接到直流电源上，在副线圈上还能输出电压吗？提示：不能．变压器的工作原理是互感现象，在原线圈上接直流电源，在铁芯中不会形成变化的磁场，所以在副线圈上不会有感应电动势产生．3．根据能量守恒推导有多个副线圈时原、副线圈中的电流与匝数的关系．提示：若有多个副线圈，则P1＝P2＋P3＋…，即U1I1＝U2I2＋U3I3＋…，将U1：U2：U3:…＝n1:n2:n3:…代入得n1I1＝n2I2＋n3I3＋….思考感悟：练一练1.关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是()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应电动势D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈解析：通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积S不变，故磁通量Φ变化，A项错误；因理想变压器无漏磁，故B项错误；由互感现象知C项正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原、副线圈通过磁场联系在一起，故D 项错误．答案：C2．(多选)如图所示，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()A ．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n 1n 2＝11 3解析：变压器的输入功率等于输出功率P 1＝P 2＝I 2U 2＝2.2×60 W ＝132 W ，A 项错误；由U 1U 2＝n 1n 2得n 1n 2＝U 1U 2＝22060＝113，D 项正确；由I 1I 2＝n 2n 1得I 1＝n 2n 1I 2＝311×2.2 A ＝0.6 A ，B 项正确；根据I ＝I m 2得通过副线圈的电流的最大值I 2m ＝2I 2＝115 2 A ≈3.1 A ，C 项错误．答案：BD3．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n 1:n 2＝2:1，和Ⓐ均为理想电表，灯泡电阻R L ＝6 Ω，AB 两端电压u 1＝12 2 sin 100 πt (V)．下列说法正确的是( )A ．电流频率为100 HzB.的读数为24 VC ．Ⓐ的读数为0.5 AD ．变压器输入功率为6 W 解析：根据u 1＝122sin 100πt (V)及U ＝U m 2知U 1＝12 V ，f ＝ω2 π＝50 Hz ，A 项错误；根据U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2n 1U 1＝12×12 V ＝6 V ，即的读数为6 V ，B 项错误；又I 2＝U 2R L＝66 A ＝1 A ，即Ⓐ的读数为1 A ，C 项错误；根据P 入＝P 出及P 出＝U 22R L＝626 W ＝6 W ，D 项正确．答案：D4．(多选)如图所示，L1、L2是高压输电线，图中两电表示数分别是220 V和10 A，已知甲图中原、副线圈匝数比为1001，乙图中原、副线圈匝数比为110，则()A．甲图中的电表是电压表，输电电压为22 000 VB．甲图是电流互感器，输电电流是100 AC．乙图中的电表是电压表，输电电压为22 000 VD．乙图是电流互感器，输电电流是100 A解析：根据U1U2＝n1n2，有U1＝n1n2U2＝1001×220 V＝22 000 V，故A项正确；题图甲是电压互感器，故B项错误；题图乙是电流互感器，电表是电流表，故C项错误；只有一个副线圈的变压器，电流比等于匝数的反比I1I2＝n4n3，有I1＝n4n3I2＝101×10 A＝100 A，故D项正确．答案：AD要点一变压器的原理和电压、电流关系1.(多选)关于变压器，下列说法正确的是()A．变压器的工作原理是电磁感应B．一切变压器的工作基础都是互感现象C．各种电流接入变压器的输入端，变压器都能持续正常工作D．只有交变电流接入变压器的原线圈中，变压器才能持续正常工作解析：变压器的原线圈接交流电源时，有交变电流流过，引起穿过原、副线圈的磁通量发生变化，在原、副线圈中都产生了感应电动势，所以变压器的工作原理是电磁感应，A项正确；有一种变压器叫自耦变压器，它只有一个线圈绕在铁芯上，但有三个抽头，可升压、也可降压，这种变压器的工作基础是自感，B 项错误；变压器要想持续正常工作，原线圈必须接交变电流，若接直流，原、副线圈中不可能出现持续的感应电动势，变压器不能持续正常工作，C 项错误，D 项正确．答案：AD2．理想变压器原、副线圈匝数比为10:1，下列说法中正确的是( )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，但穿过每匝线圈的磁通量并不相等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 解析：对理想变压器，无磁通量损失，因而穿过两个线圈的磁通量相同，磁通量变化率相同，因而每匝线圈产生的感应电动势相等，才导致电压与匝数成正比，A 、B 、C 三项错误；理想变压器可以忽略各种损耗，故输入功率等于输出功率，D 项正确．答案：D 3.如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为1:2，副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V ，额定功率为22 W ，原线圈电路中接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用U 和I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则( )A ．U ＝110 V ，I ＝0.2 AB ．U ＝110 V ，I ＝0.05 AC ．U ＝110 2 V , I ＝0.2 AD ．U ＝110 2 V ，I ＝0.2 2 A解析：在副线圈电路中，I 2＝P U 2＝0.1 A ，再根据U 1U 2＝n 1n 2，及I 1I 2＝n 2n 1，得U 1＝110 V ，I 1＝0.2 A ，故B 、C 、D 错，A 项正确．答案：A4．用理想变压器给负载电阻R 供电，变压器输入电压一定时，在下列四个办法中，哪种可以使变压器输出功率增加( )A ．增加变压器原线圈匝数，而副线圈匝数及负载电阻R 保持不变B ．减小负载电阻的阻值，而变压器原、副线圈匝数不变C．增加负载电阻的阻值，而变压器原、副线圈匝数不变D．减小变压器副线圈匝数，而原线圈匝数和负载电阻保持不变解析：由U1U2＝n1n2，当n1增加时，U2减小，P2＝U22R，P2减小，A项错误；U1、n1、n2不变，则U2不变，R减小时，P2＝U22 R，P2增大，B项正确，C项错误；当n1、U1、R不变，n2减小时，则U2减小，由P2＝U22R，P2会减小，D项错误．答案：B要点二变压器的动态分析5.如图所示，理想变压器原线圈输入电压u＝U m sin ωt，副线圈电路中R 0为定值电阻，R是滑动变阻器.和是理想交流电压表，示数分别用U 1和U2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示．下列说法正确的是()A．I1和I2表示电流的平均值B．U1和U2表示电压的最大值C．滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大D．滑片P向下滑动过程中，U2变小、I2变大解析：电路中的电压表和电流表表示的都是有效值，选项A、B两项错误．根据U1U2＝n1n2得U2＝n2n1U1，U1不变，则U2不变，滑片P向下滑动过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，由闭合电路欧姆定律知I2变大，根据I1I2＝n2n1得I1＝n2n1I2，I1变大，故C项正确，D项错误．答案：C6．(多选)如图所示，T为理想变压器，电流表Ⓐ、电压表均为理想交流电表．R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，L为电感线圈，A、B两点间接正弦交流电，则()A．只将滑片P1下移时，电流表Ⓐ示数变小B．只将滑片P 2下移时，电压表示数变大C．只增大交流电的电压时，电流表Ⓐ示数变大D．只增大交流电的频率时，电压表示数不变解析：只将滑片P1下移时，变压器副线圈输出电压U2减小，由U1I1＝U22R可知，U1、R不变，I1减小，电流表Ⓐ示数变小，A项正确；只将滑片P2下移时，副线圈电路中的总电阻减小，U2不变，因此副线圈电路中的电流增大，R1两端的电压增大，R3两端的电压减小，电压表的示数减小，B项错误；只增大交流电的电压时，根据变压比公式可知，副线圈两端的电压增大，因此副线圈的电流增大，根据变流比公式可知，原线圈的电流增大，故电流表Ⓐ示数增大，C项正确；只增大交流电的频率时，电感线圈的感抗增大，副线圈电路中的总电阻增大，总电流减小，R1两端的电压减小，R3两端的电压增大，电压表示数增大，D项错误．答案：AC要点三几种常见的变压器7.(多选)图甲、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()A．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，输出端不可断路解析：题图甲中的原线圈并联在电路中，为电压互感器，是降压变压器，n1>n2，其中的电表为电压表；题图乙中的原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器，n3<n4，其中的电表为电流表，故选项C、D两项正确．答案：CD8.如图所示为物理实验室某风扇的风速挡位变换器电路图，它是一个可调压的理想变压器，其中接入交流电的电压有效值U0＝220 V，n0＝2 200匝，挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分别为220匝、500匝、1 100匝、2 200匝．电动机M的内阻r＝4 Ω，额定电压为U＝220 V，额定功率P＝110 W．下列判断正确的是() A．当选择挡位3时，电动机两端电压为110 VB．当挡位由3变换到2时，电动机的功率增大C．当选择挡位2时，电动机的热功率为1 WD．当选择挡位4时，电动机的输出功率为110 W解析：由电压与匝数的关系U0U3＝n0n3，解得U3＝110 V，A项正确；当挡位由3变换到2时，输出电压减小，电动机的功率减小，B项错误；当选择挡位4时，电动机两端电压为额定电压，达到额定功率，在额定功率的情况下，电动机的额定电流为I＝PU＝0.5 A，热功率P r＝I2r＝1 W，输出功率为P－P r＝(110－1) W ＝109 W，D项错误；当选择挡位2时，电动机没有达到额定功率时，热功率小于1 W，C项错误．答案：A基础达标1.理想变压器正常工作时，原、副线圈中不相同的物理量为()A．每匝线圈中磁通量的变化率B．交变电流的频率C．原线圈的输入功率和副线圈的输出功率D．原线圈中的感应电动势和副线圈中的感应电动势解析：理想变压器是没有能量损失的变压器，铁芯中无磁漏现象，所以每匝线圈中磁通量相等，其变化率相等，故A、C不符合题意；根据变压器的工作原理及用途可知，B不符合题意，D 符合题意．答案：D2．下列图中可以将电压升高供给家用电灯的变压器是()解析：电压升高，原线圈的匝数要少于副线圈的匝数，原线圈要接交流电，接直流电时变压器不工作，故C项正确．答案：C3.如图所示，理想变压器原线圈的匝数为n1，副线圈的匝数为n2，原线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220 V，负载电阻R＝44 Ω，电流表A1的示数为0.2 A．下列判断正确的是()A．原线圈和副线圈的匝数比为2:1B．原线圈和副线圈的匝数比为5:1C．电流表A2的示数为0.1 AD ．电流表A 2的示数为0.4 A解析：由电压表V 示数和电流表A 1的示数可得原线圈中的功率P 1＝U 1I 1，P 1＝P 2＝I 22R ，所以电流表A 2的示数为I 2＝U 1I 1R ＝220×0.244 A ＝1 A ，C 、D 两项错误；原线圈和副线圈的匝数比n 1n 2＝I 2I 1＝51，A 项错误，B 项正确．答案：B4.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 V ,880 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 W解析：根据接入电压u ＝11 0002sin 100πt V ，输入电压有效值为11 000 V ，要使“220 V ,880 W ”的电器正常工作，则通过用电器的电流为I ＝P U ＝4 A ，副线圈输出电压为U 出＝Ir ＋U ＝4×6 V＋220 V ＝244 V ，原、副线圈匝数比等于输入电压与输出电压之比为2 75061，A 项错误，C 项正确；交流电的频率f ＝ω2π＝100 π2 πHz ＝50 Hz ，B 项错误；变压器的输出功率P 出＝P R L ＋P r ＝880 W ＋42×6 W ＝976 W ，D 项错误．答案：C5.如图所示，理想变压器原、副线圈回路中的输电线的电阻忽略不计．当S 闭合时( )A ．电流表A 1的读数变大，电流表A 2的读数变小B．电流表A1的读数变大，电流表A2的读数变大C．电流表A1的读数变小，电流表A2的读数变小D．电流表A1的读数变小，电流表A2的读数变大解析：当S闭合后，变压器副线圈电路中的总电阻R减小，而输出电压不变．由I2＝U2R得I2变大，即电流表A2的读数变大，变压器的输出功率变大．由U1I1＝U2I2可知，I1变大，即电流表A1的读数也变大，B项正确．答案：B6．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2＝4:1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表A1的示数为12 mA，则电流表A2的示数为()A．3 mA B．0C．48 mA D．与负载R的值有关解析：当导体棒做匀速直线运动切割磁感线时，在原线圈中产生恒定不变的电流，铁芯中产生的磁场是不变的，穿过副线圈的磁通量不变，不能在副线圈中产生感应电流，即A2的示数为0，B项正确．答案：B7.一理想变压器原、副线圈匝数之比n1:n2＝11:5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压U如图所示．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 2 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解析：由电压的有效值和最大值的关系得U1＝U m2＝220 V．根据理想变压器电压与匝数的关系U1U2＝n1n2，得U2＝n2n1U1＝511×220 V＝100 V，故电压表的示数是100 V，B项错误；I2＝U2R＝10010A＝10 A，A项错误；1 分钟内电阻发出的热量Q＝I2Rt＝102×10×60 J＝6×104 J，C项错误；变压器的输入功率等于输出功率，即P入＝P出＝U2I2＝100×10 W＝1×103 W，故D项正确．答案：D8.如图所示，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．当开关S接通时，以下说法中不正确的是()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上的电压增大C．通过灯泡L1的电流减小D．原线圈中的电流增大解析：由于输入电压不变，所以当S接通时，理想变压器副线圈M、N两端输出电压不变．并联灯泡L2，总电阻变小，由欧姆定律I2＝U2R2知，流过R的电流增大，电阻上的电压U R＝IR增大．副线圈输出电流增大，根据输入功率等于输出功率I1U1＝I2U2得，I2增大，原线圈输入电流I1也增大．U MN不变，U R变大，所以U L1变小，流过灯泡L1的电流减小．综上所述，应选A.答案：A9.自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1 900；原线圈为1 100，接在有效值为220 V 的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R 上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I 1，负载两端电压的有效值为U 2，且变压器是理想的，则U 2和I 1分别约为( )A ．380 V 和5.3 AB ．380 V 和9.1 AC ．240 V 和5.3 AD ．240 V 和9.1 A解析：对理想变压器，原、副线圈功率相同，故通过原线圈的电流I 1＝P U 1＝2 000220 A ≈9.1 A ，负载两端电压即为副线圈电压，由U 1U 2＝n 1n 2，即220 V U 2＝1 1001 900，可得U 2＝380 V ，故B 项正确．答案：B10．如图所示，为四种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用灯泡相同，且规格都是“220 V ,40 W ”，当灯泡所消耗的功率都调为20 W 时，哪种台灯消耗的功率最小( )解析：C 图为理想变压器调节电压，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，故一定会多消耗能量．C 项正确．答案：C11.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 ．交流电源有效值为220 V ，频率为50 Hz解析：由U 1U 2＝n 1n 2得，输出电压的最大值为36 2 V ，A 项错误；原、副线圈中电流之比I1I2＝n2n1＝955，故B项错误；理想变压器输入功率与输出功率相等，C项错误；由图象易知D项正确．答案：D能力达标12.如图甲、乙所示电路中，当A、B接10 V交变电压时，C、D间电压为4 V，M、N接10 V直流电压时，P、Q间电压也为4 V．现把C、D接4 V交变电压，P、Q接4 V直流电压，下面哪个选项可表示A、B间和M、N间的电压()A．10 V10 V B．10 V 4 VC．4 V10 V D．10 V0解析：题图甲是一个自耦变压器，当A、B作为输入端，C、D作为输出端时，是一个降压变压器，两边电压之比等于两边线圈的匝数之比，当C、D作为输入端，A、B作为输出端时，是一个升压变压器，电压比也等于匝数比，所以C、D接4 V交变电压时，A、B间将得到10 V交变电压．题图乙是一个分压电路，当M、N作为输入端时，上、下两个电阻上的电压跟它们的电阻的大小成正比．但是当把电压加在P、Q两端时，电流只经过下面那个电阻，上面的电阻中没有电流，两端也就没有电势差，即M、P 两点的电势相等．所以当P、Q接4 V直流电压时，M、N两端的电压也是4 V，故B项正确．答案：B13．如图甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电．当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定电压为U0的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为R，图中电压表为理想电表．下列说法正确的是()A ．变压器输入电压的瞬时值为u ＝U m sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT t VB ．电压表的示数为 2 U 0C ．变压器的输入功率为U 20RD ．变压器的匝数比为U m U 0 解析：由题图乙知，变压器输入电压的瞬时值为u ＝U m sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2 πT t V ，A 项正确；电压表的示数为U 0，B 项错误；变压器的输入功率为U 20R ，C 项正确；由变压器变压公式，变压器的匝数比为U m 2U 0，D 项错误．答案：AC14.如图所示，理想变压器三个线圈的匝数之比为n 1:n 2:n 3＝10:5:1，其中n 1接到220 V 的交流电源上，n 2和n 3分别与电阻R 2、R 3组成闭合回路．已知通过电阻R 3的电流I 3＝2 A ，电阻R 2＝110 Ω，求通过电阻R 2的电流I 2和通过原线圈的电流I 1.解析：由变压器原、副线圈电压比等于其匝数比可得，加在R 2上的电压U 2＝n 2n 1U 1＝510×220 V ＝110 V 通过电阻R 2的电流I 2＝U 2R 2＝110110 A ＝1 A 加在R 3上的电压U 3＝n 3n 1U 1＝110×220 V ＝22 V 根据输出功率等于输入功率得：U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3代入数据解得通过原线圈的电流为：I 1＝0.7 A.答案：1 A 0.7 A15.如图所示，理想变压器B 的原线圈跟副线圈的匝数比n 1n 2＝21，交流电源电压u＝311sin 100πt V，F为熔断电流为I0＝1.0 A的保险丝，负载R为一可变电阻．(1)当电阻R＝100 Ω时，保险丝能否被熔断？(2)要使保险丝不被熔断，电阻R的阻值应不小于多少？变压器输出的电功率不能超过多少？解析：原线圈电压的有效值为U1＝3112V≈220 V由U1U2＝n1n2得副线圈两端的电压U2＝n2n1U1＝12×220 V＝110 V.(1)当R＝100 Ω时，副线圈中电流I2＝U2R＝110100A＝1.10 A.由U1I1＝U2I2得原线圈中的电流为I1＝U2U1I2＝110220×1.10 A＝0.55 A，由于I1<I0(熔断电流)，故保险丝不会被熔断．(2)设电阻R取某一值R0时，原线圈中的电流I′1刚好到达熔断电流I0，即I′1＝1.0 A，则副线圈中的电流为I′2＝U1U2I′1＝n1n2·I′1＝2×1.0 A＝2.0 A变阻器阻值为：R0＝U2I′2＝1102.0Ω＝55 Ω此时变压器的输出功率为P2＝I′2U2＝2.0×110 W＝220 W可见，要使保险丝F不被熔断，电阻R的阻值不能小于55 Ω，输出的电功率不能大于220 W.答案：(1) 保险丝不会被熔断(2)55Ω220 W。

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

教学重点
探究变压比和匝数比的关系
教学难点
探究变压比和匝数比的关系
把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯变压器
一个线圈连到学生电源的两端分别通以两种电流： ①恒定直流电
②正弦交流电
另一个线圈连到额定电压为3.8V的小灯泡上
小灯泡可能发光吗？不发光发光
用电器
随身听扫描仪手机充电器录音机
人教版高中物理选修3-2 5.4变压器
主线圈匝数减半
人教版高中物理选修3-2 5.4变压器
探究变压器两端电压与匝数的关系
线圈两端电压与主线圈匝数的关系
实验表明主线圈电压和副线圈匝数不变的情况下，主线圈匝数越少，副线圈的电压越大
人教版高中物理选修3-2 5.4变压器
人教版高中物理选修3-2 5.4变压器
探究变压器两端电压与匝数的关系
输出电压（副线圈电压）与输入电压（主线圈电压）的关系
人教版高中物理选修3-2 5.4变压器
人教版高中物理选修3-2 5.4变压器
探究变压器两端电压与匝数的关系
输出电压（副线圈电压）与输入电压（主线圈电压）的关系
实验表明主线圈和副线圈匝数不变的情况下，主线圈输入电压越大，副线圈输出电压越大
作用：变电压、变相位、变阻抗、电气隔离
变压器结构的反思
变压器原线圈和副线圈电路是否相通？
变压器原副线圈不相通
变压器结构的反思
变压器为什么不能改变恒定电流的电压？
恒定电流的电压加在变压器的原线圈上时，通过原线圈的电流是恒定电流，即电流的大小和方向不变，它产生的磁场通过副线圈的磁通量不变。
因此，在副线圈中不会产生感应电动势，副线圈两端也没有电压，所以变压器不能改变恒定电流的电压

人教新课标高中物理选修3-2 5.4变压器课件(46张ppt)

• 【温馨提示】(1)理想变压器将电能由原线圈传给副线圈时总是“量出为入”，即用户消耗多少，原线圈就提供多少，因而输出功率决定输入功率． • (2)可以把理想变压器的副线圈看作给用户供电的无阻电源，对负载电路进行动态分析时，可以参照直流电路动态分析的方法．
• 三、常见的变压器 • 1．自耦变压器 • 如图所示，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．
• 【题后总结】处理这类问题的关键是要分清变量与不变量，弄清理想变压器中各量间的联系和制约关系，在理想变压器中，U2由U1和匝数比决定；I2由U2和负载电阻决定，I1由I2和匝数比决定．
• 【针对训练】 2.某同学自制变压器，原线圈为 n1匝，在做副线圈时，将导线ab对折后并在一起，在铁芯上绕n2圈，从导线对折处引出一个接头c，连成如图所示电路．S为单刀双掷开关，线圈电阻不计，原线圈接u1＝Umsin ωt的交流电源．下列说法正确的是( )
①没有能量损失(铜损、铁损) 理想变压 • 2．理想变压器原、副线圈物理量之间的关系 ②没有磁通量损失(磁通量全部集中器在铁芯中) 功率关原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率P入＝P出系原、副线圈的电压比等于匝数比，电压关公式：U1/U2＝n1/n2，与负载、副系基线圈的多少无关本 ①只有一个副线圈时：I1/I2＝n2/n1
• 二、变压器工作时的制约关系及变压器的动态分析 • 1．电压制约 • 当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定时，输出电压U2由输入电压决定，即U2＝n2U1/n1，可简述为“原制约副”． • 2．电流制约 • 当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定时，且输入电压U1确定时，原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即I1＝n2I2/n1，可简述为 “副制约原”．

5.4 变压器—人教版高中物理选修3-2 讲义 (机构用 )

4 变压器对点训练知识点一变压器的原理及电压与匝数的关系 1. 对理想变压器作出的判断正确的是（）A. 高压线圈匝数多、电流大、导线粗B. 低压线圈匝数少、电流小、导线细C. 高压线圈匝数多、电流大、导线细D. 低压线圈匝数少、电流大、导线粗2. 如图L5-4-1所示的四个电路中能够实现升压的是（）图L5-4-13. 如图L5-4-2所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比1241n n ∶∶，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R 相连组成闭合回路。

当直导线AB 在匀强磁场中沿导轨匀速向右做切割磁感线运动时，电流表1A 的读数为12 mA ，那么电流表2A 的读数为（）图L5-4-2A. 0B. 3 mAC. 48 MaD. 与R 大小有关知识点二理想变压器中的基本规律4. 如图L5-4-3所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为201∶，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入一个“220 V 60 W”的灯泡，且灯泡正常发光则（）图L5-4-3A. 电流表的示数为32AB. 电源输出功率为1200 WC. 电流表的示数为之3A 220D. 原线圈两端电压为11 V5. （多选）如图L5-4-4所示，在某交流电路中，有一正在工作的理想变压器，原、副线圈的匝数分别为1600n=匝，2120n=匝，电源电压1220 VU=，原线圈中串联一个熔断电流为0.2 A的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则（）图L5-4-4A. 负载功率不能超过44 WB. 副线圈电流最大值不能超过1 AC. 副线圈电流有效值不能超过1 AD. 副线圈电流有效值不能超过0.2 A6. 一理想变压器原、副线圈匝数之比12115n n=∶∶.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间变化的图像如图L5-4-5所示.副线圈仅接入一个阻值为10 Ω的电阻.则（）图L5-4-5A. 流过电阻的电流是20 AB. 与电阻并联的电压表的示数是100 2 VC. 经过1min电阻产生的热量是3⨯610 JD. 变压器的输入功率是3⨯110 W7. （多选）如图L5-4-6所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b.当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光.下列说法正确的是（）图L5-4-6A. 原、副线圈匝数比为91∶B. 原、副线圈匝数比为19∶C. 此时a和b的电功率之比为91∶D. 此时a和b的电功率之比为19∶知识点三含理想变压器电路的动态分析8. 如图L5-4-7所示，用理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，变压器降压后用总电阻为R的输电线对用电器供电，设两个灯泡的电阻相同，且都在发光，若将滑动变阻器的滑片P向N移动，会出现的现象是（）图L5-4-7A. 电流表的示数变大，灯泡1L 、2L 均变暗B. 电流表的示数变小，灯泡1L 、2L 均变暗C. 电流表的示数变大，灯泡1L 变亮，2L 变暗D. 电流表的示数不变，灯泡1L 变暗，2L 变亮9. 如图L5-4-8所示，一理想变压器接在电压为U 的交流电源上，原线圈接入电路的匝数可以通过调节滑动触头P 来改变，副线圈连接交流电流表、定值电阻0R 和可变电阻R ，则（）图L5-4-8A. 保持P 的位置不动，将R 的阻值增大，则电流表的读数变小B. 保持P 的位置不动，将R 的阻值增大，则0R 的电功率变大C. 保持R 的阻值不变，将P 向上滑动，则电流表的读数变大D. 保持R 的阻值不变，将P 向上滑动，则0R 的电功率变大知识点四几种常见的变压器10. （多选）为了监测变电站向外输电的情况，要在变电站安装互感器，其接线如图L5-4-9所示，两变压器匝数分别为1n 、2n 和3n 、4n ，a 和b 是交流电表、则（）图L5-4-9A. 12n n >B.34n n >C. 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11. 如图L5-4-10所示.1L 和2L 是输电线，甲、乙是两个互感器，通过观测接在甲、乙中的电表读数，可以间接得到输电线两端电压和通过输电线的电流.若已知图中121001n n =∶∶，34110n n =∶∶，V 表示数为220V ，A 表示数为10A ，则下列判断正确的是（）图L5-4-10A. 甲是电压互感器，输电线两端电压是32.210 V ⨯B. 乙是电压互感器，输电线两端电压是32.210 V ⨯C. 甲是电压互感器，通过输电线的功率62.210 W ⨯D. 乙是电压互感器，通过输电线的功率62.210 W ⨯12. 自耦变压器的铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分.一升压式自耦调压变压器的电路如图L5-4-11所示，其副线圈匝数可调.已知变压器线圈总匝数为 1900匝，原线圈为1100匝，接在电压有效值为220V 的交流电源上.当变压器输出电压调至最大时，负载R 上的功率为2.0kW.设此时原线圈中电流有效值为1I ，负载两端电压的有效值为2U ，且变压器是理想变压器，则2U 和1I 分别约为（）图L5-4-11 A. 380V 和5.3A B. 380V 和9.1A C. 240V 和5.3AD. 240V 和9.1A 综合拓展知能双升拓展强化13. 图L5-4-12为一自耦变压器，保持输入电压不变，以下说法正确的是（）图L5-4-12A.滑片P 不动，滑片Q 上移，电流表示数不变 B. 滑片P 不动，滑片Q 上移，电压表示数变小C. 滑片P 向b 方向移动，滑片Q 下移，电流表示数减小D.滑片P 向b 方向移动，滑片Q 不动，电压表示数增大14. （多选）如图L5-4-13甲所示，变压器原、副线圈的匝数之比为31∶，1L 、2L 、3L 、4L 为四只规格均为“9 V 6 W ”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压的u t 图像如图乙所示.则以下说法中正确的是（）图L5-4-13A. 电压表的示数为36VB. 电流表的示数为2AC. 四个灯泡均能正常发光D. 变压器副线圈两端交变电流的频率为50Hz15. 图L5-4-14甲是一理想变压器的电路连接图，图乙是原线圈两端所加的电压随时间变化的关系图像，已知电压表的示数为20V，两个定值电阻的阻值R均为10 ，则：图L5-4-14（1）求原、副线圈的匝数之比；（2）将开关S闭合，求原线圈的输入功率；A换成一只具有单向导电性的二极管，求电压表示数.（3）若将电流表2答案1. D2. D3. A4. C5.AC6. D7.AD8. C9. A10.AD11.C12.B13.C14.BCD。

高中物理新课标版人教版选修3-2精品课件：(选修3-2)5[1].4变压器.ppt1

实际上变压器的效率都是比较高的，特别是电力设备中的巨大变压器，在满负荷工作时效率可以达到 97%~99%，所以理论研究时我们把它当成100%（理想变压器）是没有问题的。
理想变压器原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数之比
U 1 n1 U 2 n2
n2 >n1 U2>U1 -----升压变压器 n2 <n1 U2 <U1 -----降压变压器
第四节变压器
用电器随身听扫描仪
额定工作电压 3V 12V
用电器机床上的照明灯防身器
额定工作电压 36V 3000V
手机充电器录音机
4.2V 4.4V 5.3V
6V 9V 12V
黑白电视机显像管几万伏
彩色电视机显像管十几万伏
但我们国家民用统一供电均为220V，那么如何使这些额定电压不是220V的电器设备正常工作的呢？
n1 n2 L2 L3 L4
例、在绕制变压器时，某学生误将两个线圈绕在如图所示变压器左右两臂上，当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中部的臂，已知线圈的匝数之比n1:n2＝2：1.在不接负载的情况下，则（） A．当线圈1输入电压为220V时，线圈2输出电压为110V B．当线圈1输入电压为220V时，线圈2输出电压为55V C．当线圈2输入电压为110V时，线圈1输出电压为220V D．当线圈2输入电压为110/n1
练习1、理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2 ＝4：1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，图中电流表A1的示数为 12mA，则电流表A2的示数为（ B ） A．3mA B ．0 C．48mA D．与负载R的值有关

人教版高中物理选修3-2：5.4变压器课件

3.理想变压器特点： ①变压器铁芯内无漏磁
②原、副线圈不计内阻
③忽略铁芯产生的热量
4.理想变压器规律：
①功率关系： P入= P出
③电压关系：
U1 U2
n1 n2
5.几种常见变压器：
②频率关系： f 1 = f 2
④电流关系： I1 n2 I 2 n1
课堂练习
例1、理想变压器在正常工作时，原、副线圈中不相
5
变压器的工作原理
原线圈接
交流电
原线圈中的磁场发生改
变
在铁芯中产生变化的磁通量
～ U1
U2 ×
副线圈有
感应电流
副线圈产生感应电动势
副线圈的磁通量
发生改变
变压器的工作原理铁芯
——互感现象
e
原
∽U1 线圈
n1 n2
副
线 U2 圈
0
t1
t2 t3
t
t4
变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：
理想变压器规律（二）频率关系
在原线圈中接上周期性变化的电流在副线圈中激发出同频率的交流电．
f1= f2
铁芯
原 ∽U1线
f1 圈
n1 n
2
副线 U2
圈 f2
变压器不能改变交变电流的频率．
理想变压器规律
（三）电压关系实验探究线圈两端的电压与线圈匝数有什么关系？
实验思路：
给原线圈通一定大小的交流电压，通过改变原副线圈的匝数，分别测出副线圈两端的电压，来探究线圈两端的电压与线圈匝数的关系。
电能转→化磁场能转→化电能
=0 若给原线圈接直流电压U1,副线圈电压U2?
第五章交变电流

5.4变压器新课标新人教版高中物理选修3-2.

P入＝P出
三、理想变压器的变压、变流规律：
U1 n1 U 2 n2
I1 n2 I 2 n1
课堂练习
2、理想变压器原、副线圈的匝数比 n1:n2=4:1,当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时,图中电流表A1的
示数12mA,则电流表A2的示数为( B ) A．3mA B．0 C．48mA D．与负载R的值有关
在我们使用的各种用电器中，所需的电源电压各不相同，而日常照明电路的电压是 220V，那么如何解决这一问题呢？
需改变电压，以适应各种不同电压的需要。
1.了解变压器的构造，理解变压器的工作原理． 2. 知道什么是理想变压器，它是一种理想化模型。 3.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) 4.了解电压互感器和电流互感器．
2.活页作业
四、理想变压器的变流规律
理想变压器输入功率等于输出功率
P入= P出即: U1I1=U2I2 理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比
I1 U 2 n2 I2 U1 n1
此公式只适用于一个副线圈的变压器
5.4 变压器小结
一、变压器的构造 1．示意图 2．符号二、变压器的工作原理： 1、互感现象：变压器只能改变交流电的电压和电流 2、能量转化：电能→磁场能→电能 3、理想变压器：
副线圈中产生的感应电动势是：
磁感线漏失不计： 1 ＝ 2
E2=n2t2
所以，
E1 E2

n1 n2
t
t
I1
线圈电阻忽略不计：U1=E1 U2=E2
所以， U1 n1 U 2 n2
U1 n1
3．ｎ1I1=ｎ2I2
I2
n2 U2

2019-2020年高中物理5.4《变压器》教案新人教版选修3-2

2019-2020年高中物理5.4《变压器》教案新人教版选修3-2教学目的：I、了解变压器的构造，理解变压器的工作原理。

2、掌握变压器的变流比和变压比。

3、了解几种常见的变压器。

教学准备：幻灯片、可拆迁变压器、学生电源、演示电流表、教学过程：一、知识回顾1、产生电磁感应现象的条件。

2、法拉第电磁感应定律。

二、新课教学：1.变压器的构造原线圈、副线圈、铁心2•变压器的工作原理在原、副线圈上由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象，互感现象是变压器工作的基础。

3. 理想变压器磁通量全部集中在铁心内，变压器没有能量损失，输入功率等于输出功率。

4•理想变压器电压跟匝数的关系：U i/U2= n i/n 2说明：对理想变压器各线圈上电压与匝数成正比的关系，不仅适用于原、畐惘只有一个的情况，而且适用于多个副线圈的情况。

即有=……。

这是因为理想变压器的磁通量全部集中在铁心内。

因此穿过每匝线圈的磁通量的变化率是相同的，每匝线圈产生相同的电动势，因此每组线圈的电动势与匝数成正比。

在线圈内阻不计的情况下，每组线圈两端的电压即等于电动势，故每组电压都与匝数成正比。

5•理想变压器电流跟匝数的关系I i/l 2= n 2/n i （适用于只有一个副线圈的变压器）说明：原副线圈电流和匝数成反比的关系只适用于原副线圈各有一个的情况，一旦有Uil i = 多个副线圈时，反比关系即不适用了，可根据输入功率与输出功率相等的关系推导出:Ual2+ U3I3+U414+……再根据U2=U U 3=U U= U4……可得出：n i l i=n2l 2+ n 313+ n 414+6 .注意事项（1）当变压器原副线圈匝数比（）确定以后，其输出电压U2是由输入电压U i决定的（即U2=U）但若副线圈上没有负载，副线圈电流为零输出功率为零，则输入功率为零，原线圈电流也为零，只有副线圈接入一定负载，有了一定的电流，即有了一定的输出功率，原线圈上才有了相应的电流（I i=l 2），同时有了相等的输入功率，（P 入=P出）所以说：变压器上的电压是由原线圈决定的，而电流和功率是由副线圈上的负载来决定的。