变压器(导)学案
人教新课标2变压器导学案(1)
第4课时：变压器一、学习目标：1、了解变压器的构造，了解变压器在生活中的应用，理解变压器的变压原理。
2、探究理想变压器的原副线圈中的电压与匝数的关系，电流与匝数的关系。
3、会利用匝数比和能量守恒进行简单的计算。
二、复习引入：1、产生感应电动势的条件是什么？2、在电磁感应现象中，什么是自感和互感？思考：把两个没有导线相连的线圈套在同一闭合铁芯上，一个线圈连接到交流电源上，另一个线圈连到小灯泡上，小灯泡会亮吗？[引入新课] 观察小灯泡会不会亮的演示实验，思考为什么会发生这样的现象？三、知识构建1、知识储备结合右图认识什么是原线圈（初级线圈）；什么是副线圈（次级线圈）。
认识变压器的符号。
2、变压器变压原理变压器的工作基础是电磁感现象中的。
从能量转换的角度分析，线圈内的能量是怎样转换的？思考：变压器能改变直流电的电压吗？结合观察老师的演示实验，思考为什么？3、电压与匝数的关系（1）实验探究：在探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系中，采用的电源是：。
在实验过程中，接入一定的输入电压，先保持原线圈的匝数不变，改变副线圈的匝数，研究由于副线圈匝数改变的副线圈电压的影响，这在物理研究中称为方法。
（2）设原副线圈的电压分别为U1了、U2，匝数分别为n1、n2，哪么，电压与匝数的关系是：（3）尝试推导：假设变压器的输入功率等于输出功率，推导变压器原副线圈中的电流与匝数的关系：若n1大于n2，叫变压器；n1小于n2叫变压器。
4、拓展：思考：原线圈和副线圈中的电流与它们的匝数成反比，哪么当副线圈中的电流变化时，原线圈中的电流如何变化呢？问题一：如右图所示的实验电路，其中n2＝1600匝，n1＝400匝。
当开关闭合增加时，的读数如何变化？，并思考为什么？问题二、开关均闭合，将副线圈的匝数改为200匝，灯的亮度如何变化？为什么？允许通过电流为3安培，则副线圈至多可问题三、保持原来的匝数不变，若A1接几盏小电珠？（提示：从理想变压器的输入功率与输出功率相等入手）四、典型例题1、如图a所示，AB两端接直流稳压电源，U AB＝100V，R0＝40Ω，滑动变阻器总电阻R＝20Ω，当滑动片处于变阻器中点时，试问：（1）C、D两端电压U CD为多少？（2）通过电阻R0的电流为多少？2．如图b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U AB＝100V，R0＝40Ω，当滑动片处于线圈中点位置时，试问：（1）C、D两端电压的有效值U CD为多少？（2）通过电阻R0的电流有效值为多少？3．变压器原线圈和副线圈的匝数比为10:3，副线圈的负载电阻为10Ω，消耗的电功率为，则原线圈的电压为多少，电流为多少。
变压器(导)学案
组)组成．2．物理量：(1)与电源相连的线圈叫原线圈或初级线圈，与负载相连的线圈叫副线圈或次级线圈．(2)原线圈两端的电压叫输入电压，用符号U 1表示；副线圈两端的电压叫输出电压，用符号U 2表示．3．分类：按输出电压的升降，变压器分为升压变压器和降压变压器．二、变压器的工作原理1．工作原理：互感现象是变压器工作的基础．2．理想变压器：在理想变压器中，通过原、副线圈的变化磁通量相同，在原、副线圈上每匝产生的感应电动势相同．三、变压器电压与匝数的关系1.U 1U 2＝n 1n 2. 2.I 1I 2＝n 2n 1. 四、自耦变压器1．特点：是只有1个绕组的变压器．2．作用：(1)这个绕组可以当做原线圈接电源，而绕组的一部分当做副线圈接负载，成为降压变压器．(2)可以将绕组的一部分当做原线圈接电源，而将整个绕组当做副线圈接负载，成为升压变压器．想一想 1.把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连接到交流电源的两端，另一个线圈连接到小灯泡上(如图1所示)，小灯泡能发光吗？为什么？图1答案 能．当左边线圈加上交流电压时，左边线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生周期性变化的磁通量，根据法拉第电磁感应定律知，在左、右线圈中都要产生感应电动势，右线圈作为电源给小灯泡供电，小灯泡就会发光．想一想 2.若把交流电源改为蓄电池，小灯泡发光吗？答案 不发光.课堂讲义：一、变压器“变压”的原理 电压与匝数的关系1．变压器的工作基础是互感现象，由于互感作用，穿过原、副线圈的磁通量相等，磁通量的变化率ΔΦΔt 相等，若原线圈匝数为n 1，则U 1＝n 1ΔΦΔt ，副线圈匝数为n 2，则U 2＝n 2ΔΦΔt ，所以U 1U 2＝n 1n 2. 2．变压器的变压关系(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＝… 3．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电源．4．变压器不改变交流电的频率例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答案 BC解析 I 变化，则磁场变化，由于面积S 不变，故Φ变化，A 错误；因理想变压器无漏磁，故B 、C 正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，故D 错误．二、理想变压器的功率关系和电流关系1．理想变压器的特点(1)变压器铁芯内无漏磁，无发热损失．(2)原、副线圈不计内阻，即无能量损失．2．理想变压器的功率关系从能量守恒看，理想变压器的输入功率等于输出功率，P 入＝P 出．3．电流关系(1)只有一个副线圈时，有U 1I 1＝U 2I 2，得n 1I 1＝n 2I 2，即I 1I 2＝n 2n 1. (2)当有多个副线圈时，由U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…，得n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋…4．电压、电流、功率的制约关系(1)电压制约：输入电压U 1决定输出电压U 2.(2)功率制约：P 出决定P 入，这体现了能量守恒的特点．(3)电流制约：输出电流I 2决定输入电流I 1.例2 理想变压器连接电路如图2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2 A ．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 答案 D 解析 由题图乙可知，U m ＝282 V ，则输入电压有效值U 1＝U m 2≈200 V ．根据U 1U 2＝n 1n 2知，U 2＝20 V ，再根据I 1I 2＝n 2n 1知，I 1＝0.2 A ，输入功率P ＝U 1I 1＝40 W ，故A 、B 、C 错，D 正确．答案 A解析 U 2＝220V ，根据U 1∶U 2＝n 1∶n 2得，U 1＝110V . I 2＝P U 2＝0.1A ，根据I 1∶I 2＝n 2∶n 1得I 1＝0.2A ．所以正确答案是A. 例3 如图3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220V 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＝2A ，电阻R 2＝110Ω，求通过电阻R 2的电流I 2和通过原线圈的电流I 1.图3答案 1A 0.7A 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＝510×220V ＝110V 通过电阻R 2的电流I 2＝U 2R 2＝110110A ＝1A 加在R 3上的电压U 3＝n 3n 1U 1＝110×220V ＝22V 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＝0.7A.三、几种常见的变压器1．自耦变压器如图4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4 规律：U 1U 2＝n 1n 2，I 1I 2＝n 2n 1. 2．电压互感器(1)构造：小型降压变压器，如图5甲所示．(2)接法：原线圈并联在高压电路中，副线圈接电压表，为了安全，外壳和副线圈应接地．(3)作用：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．图5 3．电流互感器(1)构造：小型升压变压器，如图乙所示．(2)接法：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：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．例4 普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，如图6所示，图中电流互感器ab 一侧线圈的匝数较少，工作时电流为I ab ，cd 一侧线圈的匝数较多，工作时电流为I cd ，为了使电流表能正常工作，则( )图6A．ab接MN、cd接PQ，I ab＜I cdB．ab接MN、cd接PQ，I ab＞I cdC．ab接PQ、cd接MN，I ab＜I cdD．ab接PQ、cd接MN，I ab＞I cd答案 B解析根据单一副线圈的理想变压器原理，电流比值等于匝数比的倒数，可得ab接MN、cd接PQ，I ab＞I cd，故B正确.课堂练习：变压器原理分析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∶1答案BD解析对于理想变压器，认为无磁通量损失，因而穿过两个线圈每一匝的磁通量相同，磁通量的变化率相等，每匝线圈产生的感应电动势相等，电压与匝数成正比，故A、C 错误，B正确；理想变压器没有能量损失，故输入功率等于输出功率，故D正确．理想变压器基本规律的应用2．理想变压器正常工作时，原、副线圈中的电流为I1、I2，电压为U1、U2，功率为P1、P2，关于它们之间的关系，下列说法中正确的是()A．I1由I2决定B．U2与负载有关C．P1由P2决定D．以上说法都不正确答案AC3.如图7所示为一理想变压器，原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12V,6W”的小灯泡并联在副线圈的两端．当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想电表)的示数分别是()图7A．120V,0.10A B．240V,0.025AC．120V,0.05A D．240V,0.05A答案 D解析灯泡正常工作，副线圈电压U2＝12V，副线圈电流I2＝2×612A＝1A，根据匝数比得原线圈电流I1＝120I2＝0.05A，原线圈电压U1＝20U2＝240V，选项D正确．互感器的应用4．如图8所示，L1和L2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知n1∶n2＝1000∶1，n3∶n4＝1∶100，图中电压表示数为220V，电流表示数为10A，则高压输电线的送电功率为()图8A．2.2×103W B．2.2×10－2WC．2.2×108W D．2.2×104W答案 C解析由电流互感器知电压输电线中电流I＝1000A，由电压互感器知电压U＝220×103V，则高压输电线功率P＝UI＝2.2×108W.作业：1．下面可以将电压升高供给家用电灯的变压器是()答案：C[电压升高，原线圈的匝数要少于副线圈的匝数，要接交流电，接直流电时变压器不工作，故C正确．]2.(多选)如图3-4-3所示为变压器的示意图，它被用来升高发电机的输出电压，下列说法中正确的是()图3-4-3A．图中M是闭合的铁芯B．发电机应与线圈Ⅰ相连，升高后的电压由c、d两端输出C．电流以铁芯为通路从一个线圈流到另一个线圈D．变压器是根据电磁感应原理工作的答案：AD[由题设知该变压器为升压变压器，所以原线圈匝数小于副线圈匝数，故Ⅱ为输入端即接发电机，Ⅰ为输出端，选项B错；铁芯提供闭合的磁路，使电能先变成磁场能再在副线圈中变成电能，所以C项错．故选A、D.]3．如图3-4-4所示，变压器原、副线圈匝数比为1∶2，则副线圈中电压表读数为()图3-4-4A．0 V B．2 VC．4 V D．8 V答案：A[由于原线圈接的是直流电源，所以通过副线圈的磁场不变，因此副线圈中电压表读数为0，选项A 正确．]4.如图3-4-5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 V 60 W ”灯泡一只，且灯泡正常发光，则( )图3-4-5A ．电流表的示数为3 2220 AB ．电源输出功率为1 200 WC ．电流表的示数为3220 AD ．原线圈端电压为11 V 【解析】 由灯泡正常发光可知，副线圈电压为220 V ，由U 1U 2＝n 1n 2可知，原线圈电压U 1＝20×220 V ＝4 400 V ，选项D 错误；又因输入功率等于输出功率，P 1＝P 2＝60 W ，故选项B 错误；电流表读数为有效值，原线圈中电流I 1＝P 1U 1＝604 400 A ＝3220 A ，故选项A 错误，选项C 正确．【答案】 C5.理想变压器的原线圈连接电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过触头Q 调节，在副线圈输出端连接了定值电阻R 0和滑动变阻器R ，在原线圈上加一电压为U 的交流电，如图1所示．下列情况可能出现的是( )图1A ．若Q 位置不变，将P 向上滑动，U ′变大B ．若Q 位置不变，将P 向上滑动，电流表的读数变大C ．若P 位置不变，将Q 向上滑动，电流表的读数变大D ．若P 位置不变，将Q 向上滑动，变压器的输入功率不变【解析】 当理想变压器的输入电压U ，以及原、副线圈的匝数比不变时，副线圈两端的电压也不变，A 项错误；由P 出＝U ′2R ＋R 0知R 增大时，输出功率减小，又由P 入＝P 出得原线圈中的电流表读数要减小，B 项错误；Q 向上滑动时，U ′增大，而负载电阻不变，则输出功率要增大，即输入功率也要增大，原线圈中的电流就要增大，C 项正确，D 项错误．【答案】 C6．如图2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2A ．原线圈匝数n 1增加B ．副线圈匝数n 2减少C ．负载电阻R 的阻值增大D ．负载电阻R 的阻值减小【解析】 由U 1U 2＝n 1n 2，P 出＝U 22R 可得P 出＝U 21n 22n 21R ，又因为P 入＝P 出，所以P 入＝U 21n 22n 21R ，分析可得选项D 正确．【答案】 D7.如图4所示，L 1和L 2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知n 1∶n 2＝1 000∶1，n 3∶n 4＝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4 A ．2.2×103 WB ．2.2×10－2 WC ．2.2×108 WD ．2.2×104 W【解析】 根据题图甲可得，高压输电线的送电电压U ＝n 1n 2U 甲＝220 kV ；根据题图乙可得，送电电流I ＝n 4n 3I 乙＝1 000 A ；所以高压输电线的送电功率P ＝UI ＝220 kV ×1 000 A ＝2.2×108 W ，C 正确．【答案】 C8.调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图5甲所示．线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上，C 、D 之间输入交变电压，转动滑动触头P 就可以调节输出电压．图甲中两电表均为理想交流电表，R 1、R 2为定值电阻，R 3为滑动变阻器．现在C 、D 两端输入图乙所示正弦式交流电，变压器视为理想变压器，那么( )图5A ．由乙图可知C 、D 两端输入交流电压u 的表达式为u ＝362sin 100t (V)B ．当滑动触头P 逆时针转动时，M 、N 之间输出交流电压的频率变大C ．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数也变大D ．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电阻R 2消耗的电功率变小【解析】由题图乙可知u＝362sin 100πt(V)，A错误；M、N之间输出交流电压的频率由输入交流电压的频率决定，B错误；滑动变阻器的滑动触头向下滑动时，R3减小，由“串反并同”可知电压表读数减小，电流表读数增大，R2消耗的电功率P2＝U2R2减小，C错误，D正确．【答案】 D。
变压器导学案
变压器导学案5.4变压器一、学习目标：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、先学自研：1、变压器由、和等三部份组成，变压器的工作原理是。
2、理想变压器的特点是，（1）输入电压U1、输出电压U2与原、副线圈匝数n1、n2的关系是。
（2）输入电压I1、输出电压I2与原、副线圈匝数n1、n2的关系是。
（3）输入功率P1与输出功率P2的关系。
三、教学活动：第 2 页第 3 页第 4 页（1）方法：（2）结论：3、理想变压器的变压规律： 若n 1>n 2，则U1 > U2 ： 变压器 若n 1<n 2，则U 1 < U 2 ： 变压器学习活动四：（四）理想变压器的电流规律1、功率关系：理想变压器根据能量守恒有P 入=P 出，即I 1U 1=I 2U 22、电流关系： I 1n 1=I 2n 2学习活动五：（五）几种常用变压器1.自耦变压器：2.互感器：例1、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=1000 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 V B ．353.5 V C ．499.8 V D ．200 V2121n n U U练习1：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例2、一理想变压器原、副线圈匝数比为22：1，当原线圈两端输入u=2202sin314t V的交变电1压时，下列说法正确的是（）A．副线圈两端电压为212 VB．副线圈接一10Ω电阻时，副线圈中的电流为1AC．副线圈接一10Ω电阻时，原线圈中的电流为1AD．副线圈接一10Ω电阻时，原线圈中输入功率为10W例3、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。
变压器导学案
第六节：变压器【导学目标】(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与匝数间关系。
(3) 掌握理想变压器功率关系解决简单的变压器的电流关系问题。
(4) 了解变压器在生活中的应用(5) 体会理想化模型在物理学研究中的重要性［预习内容］1•变压器主要结构是由什么组成?2•交流变压器的工作原理是什么?3•什么是理想变压器，它有什么特点？什么是升压器？什么是降压器?［预习自测］1 •关于理想变压器的工作原理，以下说法中准确的是()A •通有正弦式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2•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、交变电流的频率B、电流的有效值C、电功率D、磁通量的变化率3•一个理想变压器，原线圈匝数为1400匝，副线圈为700匝，在副线圈的输出端接有电阻R，下面说法准确的有( )A.输入、输出功率之比为P i：P2=2: 1B.原、副线圈两端电压之比U i:U2=2: 1C.原、副线圈的电流之比为l i: 12=2: 1D.原、副线圈的电流频率之比为f1: f2=2 : 1［问题生成单丄请你将预习中感到疑惑的问题写下来,一以便与老师、、同学们在课堂上合作解决。
探究一、变压器的工作原理互感现象是变压器工作的基础。
原线圈- 芯中产生交变磁通量，原、副线圈中都要引起感应电动势。
若副线圈是闭合的，则副线圈中就要产生交变电流，此交变电流也在铁芯中产生交变磁通量，在原、畐U线圈中同样要引起感应电动势。
在原、副线圈中因为有交变电流而发生的互相感应现象，叫互感现象。
正是因为互感现象.才使得原、副线圈虽不相连，电能却能够通过磁场从原线圈到达副线圈.【例1】变压器能否改变直流电压？上加交变电压，原线圈中就有交变电流，在铁电流磁效应电磁感应（电能磁能电能）探究二、推导理想变压器电压与匝数的关系（多个副线圈时）探究三、推导理想变压器电流与匝数的关系总结：理想变压器原线圈与副线圈P、U、1之间的制约关系是什么?【例2】如图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电压，I i为原线圈中的电流，贝9（）A .保持U i及P的位置不变，K由a合到b时，I i将增大B .保持U i及P的位置不变，K由b合到a时，R消耗功率减小C.保持U i不变，K合在a处，使P上滑，I i将增大D .保持P的位置不变，K合在a处，若U i增大，I i将增大［当堂测评］1. （2010重庆）输入电压为 220V ，输出电压为36V 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，如题17图所示，然后将原线圈接到 220V 交流电源上，测得新绕线圈的端电 压为1V ，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（）3. （2011湖南）如图，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220V ，额定功率为22W ;原线圈电路中接有电压表和电流表。
变压器(导)学案
1.4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．重点：学会用变压器原、副线圈的电压与两线圈匝数的关系解决问题．难点：理解变压器的工作原理，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．预习新课： 前置知识1．当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感．利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈．2．电流在一段电路上做功的功率P 等于电流I 与这段电路两端的电压U 的乘积，即P ＝UI .预习知识点一、变压器的结构与原理1．变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两组线圈组成的，与交流电源连接的线圈叫原线圈，也叫初级线圈，与负载连接的线圈叫副线圈，也叫次级线圈．2．变压器的原、副线圈并不相连，电能从原线圈通过磁场传输给副线圈．二、变压器的电压与匝数的关系理想变压器原、副线圈两端的电压跟它们的匝数成正比，即U 1U 2＝n 1n 2. 三、电流与匝数的关系理想变压器原、副线圈中的电流I 1、I 2与它们的匝数n 1、n 2的关系：I 1I 2＝n 2n 1. 四、电压互感器和电流互感器1．电压互感器是一种降压变压器，它的初级并联在高压交流线路上，次级则与交流电压表相连．2．电流互感器是一种升压变压器，它的原线圈串联在被测交流电路中，副线圈与交流电流表相连.学习探究：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． 答案 (1)能发光，当左边线圈加上交变电压时，左边线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生周期性变化的磁场，根据法拉第电磁感应定律知，在左、右线圈中都要产生感应电动势，右线圈作为电源给小灯泡供电，小灯泡就会发光．(2)左、右线圈中每一圈上磁通量的变化率ΔΦΔt 都相同，若左边匝数为n 1，则E 1＝n 1ΔΦΔt ；若右边匝数为n 2，则E 2＝n 2ΔΦΔt ，故有E 1E 2＝n 1n 2；若忽略左边线圈的电阻，则有E 1＝E 电源，这样看来小灯泡两端电压与左侧交流电源电动势及两线圈匝数比n 1n 2都有关系． (3)不亮．原线圈接到恒定直流电源上，通过原线圈的电流的大小、方向均不变，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，副线圈两端没有电压，所以小灯泡不亮．这种现象说明，变压器不能改变恒定电流的电压．[要点提炼]1．互感现象是变压器的工作基础．因此变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用．(后两空填“变化”或“恒定”)2．变压器不能(填“能”或“不能”)改变交变电流的频率．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．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电源．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？答案 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．所以理想变压器的输入功率等于输出功率，即P 入＝P 出．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？答案 由能量守恒定律，有P 入＝P 出，即U 1I 1＝U 2I 2.所以I 1I 2＝U 2U 1＝n 2n 1.3．若有多个副线圈时，电流与匝数间的关系是什么？答案 若有多个副线圈P 1＝P 2＋P 3＋……，即U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋……将U 1∶U 2∶U 3∶……＝n 1∶n 2∶n 3∶……代入得n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋……[要点提炼]1．理想变压器的特点：(1)变压器铁芯内无漏磁；无发热损失．(2)原、副线圈不计内阻，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：P 入＝P 出．3．电流关系：(1)若只有一个副线圈，有I 1U 1＝I 2U 2，即I 1I 2＝n 2n 1. (2)当有多个副线圈时I 1U 1＝I 2U 2＋I 3U 3＋……得I 1n 1＝I 2n 2＋I 3n 3＋……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 入增大；P 出减小，P 入减小，P 出为0，P 入为0.(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，负载电阻变化，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，匝数比变化，进行动态分析的顺序是n 1、n 2→U 2→I 2→P 出→P 入→I 1.典例分析：一、对变压器的原理的理解例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解析 I 变化，则磁场变化，由于面积S 不变，故Φ变化，A 错误．因理想变压器无漏磁，故B 、C 正确．原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，故D 错．答案 BC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2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2 A ．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 解析 由题图乙可知，U m ＝282 V ，则输入电压有效值U 1＝U m 2≈200 V ．根据U 1U 2＝n 1n 2知，U 2＝20 V ，再根据I 1I 2＝n 2n 1知，I 1＝0.2 A ，输入功率P ＝U 1I 1＝40 W ，故A 、B 、C 错，D 正确．答案 D三、理想变压器中的动态分析例3 如图3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，U 1为加在原线圈两端的交变电压，I 1为原线圈中的电流，则( )图3A ．保持U 1及P 的位置不变，K 由a 扳向b 时，I 1将增大B ．保持U 1及P 的位置不变，K 由b 扳向a 时，R 消耗的功率减小C ．保持U 1不变，K 接在a 处，使P 上滑，I 1将增大D ．保持P 的位置不变，K 接在a 处，若U 1增大，I 1将增大解析 保持U 1及P 的位置不变，K 由a 扳向b 时，n 1减小，n 2n 1增大，由U 2＝n 2n 1U 1知U 2变大，则输出电流I 2增大，输出功率增大，输入功率也增大，由P 1＝U 1I 1知，I 1增大，A 正确．同理，K 若由b 扳向a ，R 消耗功率将减小，B 正确．U 1不变，K 接在a 处，使P 上滑时，I 2减小，I 1也减小，故C 错．保持P 的位置不变，K 接在a 处，使若U 1增大，则U 2也增大，即I 2＝U 2R 增大，又I 1I 2＝n 2n 1，故I 1也应增大，故D 正确． 答案 ABD课堂练习：1．(对变压器原理的理解)如图4所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n 1∶n 2＝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4A ．3 mAB ．48 mAC ．零D ．与R 阻值有关 答案 C 解析 当导线在平行导轨上匀速运动时，产生的电流是恒定的电流，不会使副线圈的磁通量变化，因而副线圈中无感应电流，选项C 正确．2．(理想变压器基本规律的应用)如图5所示，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12 V ,6 W ”的小灯泡并联在副线圈的两端．当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想电表)的示数分别是 ( )图5 A ．120 V ,0.10 AB ．240 V ,0.025 AC ．120 V ,0.05 AD ．240 V ,0.05 A 答案 D 解析 灯泡正常工作，副线圈电压U 2＝12 V ，副线圈电流I 2＝2×612 A ＝1 A ，根据匝数比得原线圈电流I 1＝120I 2＝0.05 A ，原线圈电压U 1＝20U 2＝240 V ，选项D 正确．3．(理想变压器中的动态分析)如图6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6A．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，电流表的示数变小答案AB解析理想变压器可以变压、变流，但不改变功率和频率；由交变电压的表达式可知，该交变电压的频率为50 Hz，而产生交变电压的线圈每转一圈，其电流变向两次，故B 正确；电压表的读数是有效值，根据理想变压器的变压比等于匝数比可知，该电压表的读数为22 V，A正确；滑动变阻器的触头P向上移动，其接入电路的阻值减小，而变压器两端的电压不变，则电压表的读数不变，副线圈中的电流变大，则电流表的读数变大，C错误；单刀双掷开关由a扳向b，变压器的原线圈的有效匝数减小，由Un1＝U′n2可知，U′变大，变压器的输出功率和输入功率变大，故电压表和电流表的读数都变大，D错误．作业：题组一对变压器原理的理解1．如图所示四个电路，能够实现升压的是()答案 D解析变压器只能对交变电流变压，不能对直流变压，故A、B错误；由于电压与线圈匝数成正比，所以，C错误，只有D能实现升压．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答案BD解析对于理想变压器，认为无磁通量损失，因而穿过两个线圈每一匝的磁通量相同，磁通量的变化率相同，每匝线圈产生的感应电动势相等，电压与匝数成正比．理想变压器没有能量损失，故输入功率等于输出功率．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 V10 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 A答案BC解析本题考查变压器的知识．意在考查学生对变压器知识的理解．由于理想变压器的电压比等于匝数比，副线圈匝数n2＝100匝，A错误；理想变压器的原、副线圈的功率相等．所以原线圈的输入功率为10 W，C正确；由功率P＝UI可得副线圈中的电流I2＝0.5 A，原线圈中的电流I1＝n2n1I2≈0.045 A，B正确，D错误．4.如图2所示，理想变压器的原线圈接在u＝220 2 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()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 s答案 A解析先计算副线圈的电压的有效值，原线圈电压的有效值为220 V，根据匝数比可以得到副线圈的电压的有效值为110 V，根据负载电阻的大小可以知道副线圈中电流为2 A，根据原、副线圈的输入功率和输出功率相等可以知道原线圈中输入功率为220 W，电流有效值为1 A．副线圈中输出交流电的周期与原线圈相同为0.02 s.5．一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 kW答案 A解析 由I 1I 2＝n 2n 1得：I 1＝140×200 A ＝5 A ；由U 1U 2＝n 1n 2得：U 2＝U 1n 2n 1＝10×103×140V ＝250 V ；由理想变压器功率关系得：P 入＝P 出＝U 1I 1＝U 2I 2＝200×250 W ＝50 kW.故正确选项为A.6．图3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3A ．线圈匝数n 1<n 2，n 3<n 4B ．线圈匝数n 1>n 2，n 3>n 4C ．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，输出端不可断路答案 CD 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，n 1>n 2，题图甲中的电表为电压表；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，n 3<n 4，题图乙中的电表为电流表，故选项C 、D 正确．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答案 CD 解析 根据欧姆定律可得副线圈中的电流I 2＝U R ＝0.25 A ，根据理想变压器原、副线圈中的电流与匝数的关系I 1I 2＝n 2n 1可解得，I 1＝0.125 A ，A 错误；理想变压器原、副线圈中的交变电流的频率相同，都为50 Hz ，B 错误；副线圈输出电压的有效值为10 V ．根据正弦交变电流的最大值和有效值的关系可得其最大值应为U 2m ＝10 2 V ．原、副线圈电压比为U 1U 2＝n 1n 2，可得交变电源输出电压的最大值为U 1m ＝20 2 V ，C 正确；对于理想变压器，交变电源的输出功率等于变压器副线圈负载消耗的功率，P ＝2×5220 W ＝2.5 W ，故D 正确．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答案 BCD 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L 2，总电阻变小，由欧姆定律知，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I 1U 1＝I 2U 2得，I 2增大，原线圈输入电流I 1也增大．U MN 不变，U R 变大，所以U L1变小，流过灯泡L 1的电流减小．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n 1增加B ．副线圈匝数n 2增加C ．负载电阻R 的阻值增大D ．负载电阻R 的阻值减小答案 BD解析 由U 1U 2＝n 1n 2，P 出＝U 22R 可得P 出＝U 21n 以22n 21R 又因为P 入＝P 出，所以P 入＝U 21n 22n 21R 分析可得选项B 、D 正确．10.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7所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R 0和滑动变阻器R ，在原线圈上加一电压为U 的交流电，则( )图7A ．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 答案 BC解析 保持Q 的位置不动，副线圈匝数不变，由U 1U 2＝n 1n 2知U 2不变，当P 向上滑动时，R 变大，由I 2＝U 2R 0＋R知I 2减小，I 1减小，故电流表的读数变小，A 错误，B 正确；保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，副线圈的匝数增多，由U 1U 2＝n 1n 2知U 2增大，由I 2＝U 2R ＋R 0知I 2增大，I 1增大，故电流表的读数变大，C 正确，D 错误．。
人教版高二年级物理选修3-2《变压器》优质导学案
《变压器》导学案学习目标：1、知道变压器的构造，了解变压器的工作原理。
2、理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析解决有关问 题。
3、知道理想变压器的输入功率和输出功率的关系，能应用只有单个副线圈工作 时电流关系解决相关物理问题。
学习重、难点：重点：探究变压比和匝数比的关系。
难点：拓展电流比和匝数比的关系（只有单个副线圈工作）。
一 .复习回顾：1 .法拉第电磁感应定律的内容：。
2 .互感现象：。
二 .新课探究：1 .学生观察课本40页图5.4-3,结合实物演示认识变压器的结构2 .实验演示：课本39页的思考与讨论，让学生思考讨论:1）小灯泡发光的原因： ・- 周二 l;r_^^l;2订一*"2）其中的能量转化问题2）表达式:3）对表达式的理解:当njn2时，，该变压器为当n1<n2时，,，该变压器为学生阅读课本42页图5.4-4,认识多种变压器。
4.变压器中的能量问题，（以理想变压器为例）如右图学生思考，教师点拨结论：三.典型例题：例 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.磁通量变化率例2.为了安全，机床上的照明电灯用的电压是36V,这个电压是把380V的电压降压后得到的。
如果变压器原线圈是H40匝，副线圈是多少匝？例3.如图中所示，理想变压器B的原线圈跟副线圈的匝,数比、：n = 2 ： 1, 交流电源电压UI220 V, F为熔断电流为1。
二A的保险丝，负载为一可变电1.0阻.求：当电阻R=100。
时，保险丝能否被熔断?四.课后练习：1.理想变压器的原线圈的匝数为no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 VB. 6 VC. 1 VD. 0 V2.如图所示，左右两个电路中，当a、b两端和e、f两端分别接220V的交变电压时，测得C、d两端和g、h两端的电压均「为nov.若分别在c、d两端和g、h两端加上nov交变电压，则a、b两端和e、f两端测得的电压将分别是A.220V, 220VB. 220V , 110VC. 110V, 110VD.220V ， 0V3.如图所示，理想变压器的原线圈匝数为n「1000匝，副线圈匝数为｛WOO 匝，交变电源的电动势e=3Hsin314tV,电阻"88。
《变压器》 导学案
《变压器》导学案一、学习目标1、了解变压器的基本构造和工作原理。
2、理解变压器的电压、电流和匝数之间的关系。
3、掌握理想变压器的特点和相关计算。
4、认识变压器在实际生活和生产中的应用。
二、知识回顾1、电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应。
产生的电流叫感应电流。
2、法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
三、变压器的构造1、主要构造变压器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（也叫初级线圈）；另一个线圈跟负载连接，叫副线圈（也叫次级线圈）。
2、铁芯铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成，它的作用是增强变压器的磁通量。
四、变压器的工作原理1、互感现象在原线圈上加交变电压，原线圈中就有交变电流，在铁芯中产生交变的磁通量，这个交变的磁通量穿过副线圈，在副线圈上产生感应电动势。
这样，原线圈的电能通过铁芯传递到了副线圈，这就是变压器的工作原理，它利用了互感现象。
2、能量转化变压器工作时，输入功率等于输出功率，即通过电磁感应，电能由原线圈传递到副线圈。
在理想变压器中，忽略了能量的损失。
五、理想变压器的规律1、电压关系理想变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比，即：＼（＼frac{U_1}｛U_2} ＝＼frac{n_1}｛n_2}＼）其中，＼（U_1\）、＼（U_2\）分别为原、副线圈两端的电压，＼（n_1\）、＼（n_2\）分别为原、副线圈的匝数。
2、电流关系对于只有一个副线圈的理想变压器，原、副线圈中的电流之比与匝数成反比，即：＼（＼frac{I_1}｛I_2} ＝＼frac{n_2}｛n_1}＼）3、功率关系理想变压器输入功率等于输出功率，即：＼（P_1 ＝ P_2\）六、常见的变压器1、升压变压器副线圈匝数多于原线圈匝数，用于升高电压。
2、降压变压器副线圈匝数少于原线圈匝数，用于降低电压。
变压器导学案
5-4 变压器导学案班级姓名一、学习目标（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、学习重点：变压器工作原理及工作规律三、学习难点：（1）理解副线圈两端的电压为交变电压(2) 变压器原副线圈电压与匝数关系四、学习过程1、变压器的构造：问：铁芯与线圈互相绝缘，变压器副线圈和原线圈电路是否相通？2、变压器的工作原理阅读教材40页的思考与讨论：（1）、小灯泡为什么会亮？（2）、解释变压器的工作原理：（3）、铁芯的作用：3、实验探究：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验步骤：1、把可拆式变压器的一个线圈作为原线圈，连接到学生电源的交流输出端，另一个线圈作为副线圈，可不接负载2 、闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量两个线圈两端的电压，测量完毕断开学生电源的开关3 、改变学生电源的电压设置，重复以上实验4 、改变原、副线圈的匝数，重复以上实验1 变压器的原线圈、副线圈的电压与两个线圈的匝数之间有什么关系？结论：公式：2 、要使电压经过变压器后升高，副线圈的匝数比原线圈的匝数多还是少？若要使电压降低呢？跟踪练习1、当变压器一个线圈的匝数已知时，可以用下面的方法测量其它线圈的匝数：把被测线圈作为原线圈，用匝数已知的线圈作为副线圈，通入交流，测出两线圈的电压，就可以求出被测线圈的匝数。
已知副线圈有400匝，把原线圈接到220V 的线路中，测得副线圈的电压是55V ，求原线圈的匝数。
2、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=1414sin100πt （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知识提升：理想变压器的规律理想变压器是自身不消耗电能的电器设备。
特点：（1）变压器铁芯内无漏磁（2）原、副线圈不计内阻（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 ===…… 1）无论副线圈一端空载还是有负载都适用2）输出电压U 2由输入电压U 1和原、副线圈的匝数比共同决定若n 1＞n 2，则U 1＞U 2为降压变压器 若n 1＜n 2， 则U 1＜U 2为升压变压器 （2）功率关系：根据能量守恒有P 入=P 出，变压器的输入功率决定于输出功率，即用多少给多少，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 总结：1、U 、I 、P 的决定关系一个确定的变压器，输出电压U 2由输入电压U 1决定输入功率P 1由输出功率P 2决定，用多少电能就输入多少电能若副线圈空载，输出电流为零，输出功率为零，则输入电流为零，输入功率也为零2、负载发生变化引起变压器电压、电流变化的判断方法（1）先要由U 1/U 2=n 1/n 2，判断U 2变化情况（2）判断负载电阻变大或变小（3）由欧姆定律确定副线圈中的电流I 2的变化情况（4）最后由P 入=P 出判断原线圈中电流I 1的变化情况【自学】互感器（P 43 科学漫步）1、电压互感器的特点及其作用2、电流互感器的特点及其作用能力提升例1：一台变压器原线圈输入380V 电压后，副线圈输出电压为19V ，若副线圈增加150匝，输出电压增加到38V ，则变压器原线圈的匝数为多少匝？2121n n U U =例2.如图所示，一个理想变压器（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1.80×104V 的霓虹灯供电，使它正常发光，为了安全，需要原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12mA 时，溶丝便熔断.(1)溶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？例3.如图所示理想变压器原、副线圈的匝数比为N 1：N 2=2：1，原线圈接220 V 交流电源，副线圈接额定功率为 20 W 的灯泡 L ，灯泡正常发光．当电源电压降为180 V 时，求：（1）灯泡实际消耗的功率？（2）此时灯泡中的电流是多少？例4. 如图所示的理想变压器,输入电压U 1 =220伏，各线圈匝数之比n 1 :n 2: n 3=10:5:1。
变压器导学案
第4节变压器【学习目标】1.知道变压器的构造及常见的变压器2.理解变压器的工作原理3.实验探究变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系4.理解理想变压器的特点【学习活动】活动一．了解变压器的构造将可拆变压器拆开，阅读课本，完成以下几个问题：1.变压器各部分名称2.变压器示意图3.变压器的符号活动二．研究变压器的工作原理1.实验一：⑴.将变压器组装好，按如图所示，连接电路⑵.将一个线圈接线柱“0”和“8”接到学生电源“交流档位”⑶.将小灯泡接到另一线圈接线柱“0”和“4”⑷.将电压调到8V，观察小灯泡的会不会发光？⑸.将电压调到10V，观察小灯泡的亮度如何变化？2.实验二：将电源改为“直流档位10V”，其它不变，观察小灯泡的发光情况？3.小组合作，思考讨论，产生以上实验现象的原因？活动三：猜想原、副线圈的电压关系可能与哪些因素有关活动四：探究变压器线圈两端电压与匝数的关系1.实验仪器：学生电源（低压交流12V）、可拆变压器、多用电表（交流电压档）2.画出实验电路图：3.设计实验操作步骤：4.设计实验记录表格：得出探究的结果后，要力求用准确而精炼的语言把它表述出来，如果可能，最好用数学式来表述。
活动五：探究闭合铁芯的作用1.实验：⑴. 将一个线圈接线柱“0”和“8”接到学生电源“交流档位10”⑵. 将小灯泡接到另一线圈接线柱“0”和“4”⑶. 将可拆变压器的铁芯由闭合到不闭合，观察接在副线圈两端的小灯泡亮度如何变化？2.思考：上述实验结论是否还成立？活动六：达标检测1．理想变压器原线圈的匝数为4400匝,与220V的交流电源相连,当副线圈接入额定电压为36V的灯泡时,能够正常发光.则变压器副线圈的匝数为( )A、36匝B、72匝C、720匝D、1440匝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 VB.6 VC.1 VD.0 V活动七：课堂小结。
(完整word版)变压器导学案
【学习目标】1．了解变压器的构造及其工作原理。
2．知道变压器的原、副线圈中电压与匝数关系，电流与匝数关系。
3．了解变压器在生活中的应用.【自主学习】一、变压器的结构1．变压器的定义在交流电的传输过程中，电压或电压的设备.2．变压器的结构(1）如图甲所示，变压器由闭合的和绕在铁芯上的两个或两个以上的组成，其中闭合铁芯由表面涂有绝缘漆的叠合而成，线圈一般用高强度的漆包线绕制。
在电路中,变压器的符号如图乙所示。
（2)原线圈：与电源相连的线圈，也叫，其两端电压叫，用符号表示.副线圈：与相连的线圈，也叫次级线圈，其两端电压叫，用符号表示。
二、变压器的工作原理1．互感:交变电流通过原线圈时在铁芯中激发交变磁场，交变磁场在副线圈中产生感应电动势,当副线圈闭合时，副线圈中有电流产生,它在铁芯中产生交变磁通量，这个交变磁通量也穿过原线圈，在原线圈中产生的现象。
2．工作原理电磁感应是变压器的工作原理,即是变压器工作的基础。
3．理想变压器（1)变压器线圈的电阻忽略不计，即无“铜损”.（2)闭合铁芯的“漏磁”忽略不计，即无漏磁。
（3)闭合铁芯中产生的涡流为零，即无“铁损"。
即没有能量损失的变压器叫做变压器。
三、科学探究--变压器电压与匝数的关系1.电压与匝数关系：2.功率关系：2.电流与匝数关系:四、自耦变压器1．定义:只有一个绕组的变压器.2．优、缺点(1)优点：可以连续地调节输出电压。
(2)缺点：低压端和高压端直接有电的联系,使用不够安全。
【课堂练习】1．下列有关理想变压器的说法正确的是（ )A．原、副线圈中交变电流的频率一定相等B．原线圈的导线比副线圈导线细C．穿过原、副线圈的磁通量的变化率一定相等D．副线圈的输出功率和原线圈的输入功率一定相等E．变压器是一种能够改变交流电压的设备2. 一台理想变压器，其原线圈为2 200匝，副线圈为440匝，并接一个100 Ω的负载电阻，如图所示.(1)当原线圈接在44 V直流电源上时，电压表示数为______ V,电流表示数为______ A。
变压器导学案
一、 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，探究理想变压器原、 副线圈中电压与匝数的关系， 电流与匝数的关系。
3、 应用变压器原、畐y 线圈电压、电流、功率关系解决实际问题二、 合作探究（一）变压器的原理1、【观察可拆变压器】 变压器的结构：变压器由什么组成？原线 圈与什么相连？副线圈与什么相连？2、【观察实验】把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯 上，一个线圈连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上， 小灯泡能发光吗？为什么？若原线圈接在直流电源上，小灯泡能 发光吗？ 3、变压器的变压原理是什么？① 原理： 现象是变压器工作的基础② 变压器铁芯的作用是什么？ ③从能量转化角度看，变压器实现了怎样的能量转化过程?（二）理想变压器线圈两端电压与匝数的关系1理想变压器【思考】变压器有哪些损耗？2、、【实验探究】：① 保持原线圈电压 U i ，原线圈的匝数 n i 不变，改变副线圈的匝 数n 2,观察灯泡亮度变化，记录各物理量的关系 ②保持原线圈匝数 n i 不变，记录原线圈的电压 U i ,当副线圈匝 数变化，记录副线圈的电压， 并说明原、副线圈电压和匝数的关 系③ 、如果忽略能量损失，变压器的效率是 100%，能由法拉第电磁感应定律推导原、副线圈的电压与匝数的关系执 笔 审核 编号班级 姓 名 小组 教师备补栏课题变压器 课 型 新课 课 时 1 学生笔记栏調旳百IB准E■ ? __J g, 4、变压器的示意图④、满足什么条件是升压变压器？什么条件是降压变压器?（三）理想变压器原、副线圈功率、电流关系1、根据能量守恒定律写出原、副线圈的功率关系2、推导变压器原、副线圈电流与匝数的关系三、当堂检测1、理想变压器的原线圈匝数为110匝，副线圈匝数为660匝, 若原线圈接在6V的电池上，则副线圈两端电压为A、36VB、6VC、1VD、0V2、一台理想.变压器原、畐y线圈匝数比为22: 1，当原线圈两端输入U1=220辺sin314tV的交变电压时，下列说法正确的是A、副线圈两端电压为12〃5VB、副线圈接一10Q电阻时，原线圈的电流为1AC副线圈接一10Q电阻时，原线圈输入功率为10WD变压器铁芯中磁通量变化量的最大值是220V3、如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1 : 2;畐9线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W;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U=110V , l=0.2AU=110^V, I=0.2A如图所示为理想变压器，级线圈上接有一个标有“ 次级线圈匝数之比为20:4、B、U=110V , I=0.05AD、U=110辺V , l=0.2"^A它的初级线圈接在交流电源上，次10V100W ”的灯泡.已知变压器初、1,那么灯泡正常工作时，图中的电压表读数为多大？电流表读数又为多大?(S QA高二年级—导学案。
5.4_变压器导学案
选修3-2-5.4变压器课时：1课时设计人：张文学审核人：张砚花[学习目标]：1.了解变压器的结构和工作原理2.探究分析理想变压器的理想化模型及功率传输规律3.理想变压器的变压和变流规律【学法点拨】用电常识：照明灯电压------220 伏机床上照明灯------36 伏半导体收音机电源电压不超过10伏大型发电机交流电压------几万伏远距离输电------几十万伏电视机显像管却需要10000V以上电压交流电因其随时间_________变化,如下图的基本构造图，可以利用上一章学习的__________知识来改变电压以适应各种不同的需要——变压器就是________________的设备【自主学习】一、变压器的构造（1）闭合铁芯（绝缘硅钢片叠合而成）（2）原线圈初级线圈匝数用n1表示（3）副线圈次级线圈匝数用n2表示（4）输入电压：用U1表示; 输出电压：用U2表示.2.电路图中符号_______________3、铁芯与线圈互相绝缘，变压器副线圈和原线圈电路是否相通？在给原线圈接交变电压U1后，副线圈电压U2是怎样产生的？【思考讨论】1.若给原线圈接直流电，副线圈中会产生感应电流吗？为什么？2.若给原线圈中加入均匀增加的电流I，副线圈中会产生感应电流吗？为什么？3. 若给原线圈中加入周期性的交变电流i，副线圈中会产生感应电流吗？为什么？【合作探究】阅读教材41页探究实验部分二、理想变压器（不计过程中的能量损失）的变压规律（一）电压与匝数的关系：1.闭合铁芯内各处的△Φ/△t的关系？__________________________________2.两侧线圈内的感应电动势关系？_____________________________________3.理想线圈R内__________那么U1与E1,U2与E2的关系？____________________即可得到U1，U2，n1，n2的关系式__________________例1、一台理想变压器原线圈的匝数为4400匝,与220V的电源相连,当副线圈接入额定电压为36V 的灯泡时,能够正常发光.则变压器副线圈的匝数为( )A、36匝B、72匝C、720匝D、1440匝(二) 电流与匝数的关系理想变压器故能量损耗_________, P 入______P 出。
变压器(导)学案
3.4变压器学习目标：1．知道变压器的基本构造．2．理解变压器的工作原理．3．学会用变压器原、副线圈的电压与两线圈匝数的关系解决问题．会分析变压器的动态变化问题，掌握解答此类问题的思路4．知道常见的变压器的类型及它们的应用重点：学会用变压器原、副线圈的电压与两线圈匝数的关系解决问题．难点：理解变压器的工作原理，理解自耦变压器和互感器的原理。
预习新知：一、变压器的结构1．结构如图3-4-1中的实物是示教变压器，它像各种变压器一样，主要由铁芯和绕在铁芯上的线圈(也叫绕组)两部分组成，铁芯由硅钢片叠合而成，线圈由漆包线绕成．图3-4-1工作时，变压器的一个线圈跟前一级电路连接，叫做原线圈，也叫初级线圈(初级绕组)；另一个线圈跟下一级电路连接，叫做副线圈，也叫次级线圈(次级绕组)．2．作用能改变交变电流的电压，不改变交变电流的周期和频率．3．常用符号如图3-4-2甲所示，是由闭合铁芯和绕在铁芯上的原、副线圈构成．图3-4-2乙是变压器的符号．甲乙图3-4-2二、变压器为什么能改变电压1．电磁感应现象是变压器的工作基础．当原线圈通过电流时，铁芯中产生磁场，由于交变电流的大小和方向都在不断变化，铁芯中磁场的强弱和方向也都在不断变化，通过铁芯副线圈中的磁场也在不断变化，于是副线圈内产生了感应电动势．2．线圈的各匝导线之间是相互串联的，每匝的感应电动势加在一起，就是整个线圈的感应电动势．因此，在同一个铁芯上，哪个线圈的匝数多，哪个线圈的电压就高．例1．下面可以将电压升高供给家用电灯的变压器是()答案：C[电压升高，原线圈的匝数要少于副线圈的匝数，要接交流电，接直流电时变压器不工作，故C正确．]针对训练：(多选)如图3-4-3所示为变压器的示意图，它被用来升高发电机的输出电压，下列说法中正确的是()图3-4-3A．图中M是闭合的铁芯B．发电机应与线圈Ⅰ相连，升高后的电压由c、d两端输出C．电流以铁芯为通路从一个线圈流到另一个线圈D．变压器是根据电磁感应原理工作的答案：AD[由题设知该变压器为升压变压器，所以原线圈匝数小于副线圈匝数，故Ⅱ为输入端即接发电机，Ⅰ为输出端，选项B错；铁芯提供闭合的磁路，使电能先变成磁场能再在副线圈中变成电能，所以C项错．故选A、D.]理想变压器及其工作原理1.理想变压器的特点(1)变压器变压时不计能量损失，即输入功率等于输出功率．(2)原、副线圈不计内阻．因为理想变压器不计一切电磁能量损失，因此，理想变压器的输入功率等于输出功率，一般实际变压器都可以看成是理想变压器．2．变压器的工作原理电磁感应现象．当交变电流通过原线圈时，由于电流的大小和方向在不断改变，所以铁芯中的磁场也在不断变化，这样变化的磁场就在副线圈中产生感应电动势，由于原、副线圈匝数不同，所以副线圈中输出的电压与原线圈中的电压不同，这样就达到了改变交流电压的目的．[针对训练]1．如图3-4-4所示，变压器原、副线圈匝数比为1∶2，则副线圈中电压表读数为()图3-4-4A．0 V B．2 VC．4 V D．8 VA[由于原线圈接的是直流电源，所以通过副线圈的磁场不变，因此副线圈中电压表读数为0，选项A正确．]理想变压器的规律1.理想变压器原、副线圈基本量的关系(1)升压变压器：n 2＞n 1时，U 2＞U 1，变压器使电压升高，这种变压器叫升压变压器． (2)降压变压器：n 2＜n 1时，U 2＜U 1，变压器使电压降低，这种变压器叫降压变压器． 例2：如图3-4-5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 V 60 W ”灯泡一只，且灯泡正常发光，则( )图3-4-5A ．电流表的示数为3 2220 A B ．电源输出功率为1 200 WC ．电流表的示数为3220AD ．原线圈端电压为11 V【解析】 由灯泡正常发光可知，副线圈电压为220 V ，由U 1U 2＝n 1n 2可知，原线圈电压U 1＝20×220 V ＝4 400 V ，选项D 错误；又因输入功率等于输出功率，P 1＝P 2＝60 W ，故选项B 错误；电流表读数为有效值，原线圈中电流I 1＝P 1U 1＝604 400 A ＝3220 A ，故选项A错误，选项C 正确．【答案】 C [注意事项](1)变压器能改变交流电的电压、电流，不能改变周期、频率.(2)变压器遵守能量守恒定律：P 入＝P 出.理想变压器的动态变化问题 1．变压器的动态电路分析一是要符合变压器的基本规律(电压、电流、功率关系)；二是要遵循欧姆定律．首先确定是哪些量在变，哪些量不变，然后根据相应的规律判断，具体问题具体分析． 2．需要注意的几点(1)负载增多，不等于电阻变大．并联的负载增多对应用电器增多，消耗功率增大，其总电阻减小．(2)负载发生变化时，电流和电压如何变化的判断：先要由U 1U 2＝n 1n 2判断U 2是否变化，再根据U 2及负载电阻变大或变小的情况，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． 3．动态问题的分析思路可表示为例3：理想变压器的原线圈连接电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过触头Q 调节，在副线圈输出端连接了定值电阻R 0和滑动变阻器R ，在原线圈上加一电压为U 的交流电，如图1所示．下列情况可能出现的是( )图1A ．若Q 位置不变，将P 向上滑动，U ′变大B ．若Q 位置不变，将P 向上滑动，电流表的读数变大C ．若P 位置不变，将Q 向上滑动，电流表的读数变大D ．若P 位置不变，将Q 向上滑动，变压器的输入功率不变【解析】 当理想变压器的输入电压U ，以及原、副线圈的匝数比不变时，副线圈两端的电压也不变，A 项错误；由P 出＝U ′2R ＋R 0知R 增大时，输出功率减小，又由P 入＝P 出得原线圈中的电流表读数要减小，B 项错误；Q 向上滑动时，U ′增大，而负载电阻不变，则输出功率要增大，即输入功率也要增大，原线圈中的电流就要增大，C 项正确，D 项错误． 【答案】 C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，U 2由U 1和匝数比决定；I 2由U 2和负载电阻决定；I 1由I 2和匝数比决定.[针对训练]1．如图2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2A ．原线圈匝数n 1增加B ．副线圈匝数n 2减少C ．负载电阻R 的阻值增大D ．负载电阻R 的阻值减小【解析】 由U 1U 2＝n 1n 2，P 出＝U 22R 可得P 出＝U 21n 22n 21R ，又因为P 入＝P 出，所以P 入＝U 21n 22n 21R ，分析可得选项D 正确．【答案】 D几种特殊的变压器 1．自耦变压器图3甲所示是自耦变压器的示意图．这种变压器的特点是铁芯上只绕有一个线圈．如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压；如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压．图3调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图乙所示．线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上，AB 之间加上输入电压U 1，移动滑动触头P 的位置就可以调节输出电压U 2. 电压互感器 电流互感器并联在高压电路中 串联在待测高流电路中(1)电压互感器是降压变压器，据U 1U 2＝n 1n 2，知n 1＞n 2.电流互感器是升压变压器，据I 1I 2＝n 2n 1，知n 1＜n 2.(2)区分电压互感器与电流互感器的三个标志 ①测量仪器不同，前者后者； ②原副线圈匝数关系不同；③原线圈接线方式不同，前者接在火线和零线间，后者接在火线上． (3)使用互感器时，一定要将互感器的外壳和副线圈接地．例4：如图4所示，L 1和L 2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知n 1∶n 2＝1 000∶1，n 3∶n 4＝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4A ．2.2×103 WB ．2.2×10－2 WC ．2.2×108 WD ．2.2×104 W【解析】根据题图甲可得，高压输电线的送电电压U＝n1n2U甲＝220 kV；根据题图乙可得，送电电流I＝n4n3I乙＝1 000 A；所以高压输电线的送电功率P＝UI＝220 kV×1 000 A＝2.2×108 W，C正确．【答案】 C例5：调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图5甲所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，C、D之间输入交变电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压．图甲中两电表均为理想交流电表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器．现在C、D两端输入图乙所示正弦式交流电，变压器视为理想变压器，那么()图5A．由乙图可知C、D两端输入交流电压u的表达式为u＝362sin 100t(V)B．当滑动触头P逆时针转动时，M、N之间输出交流电压的频率变大C．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数也变大D．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电阻R2消耗的电功率变小【解析】由题图乙可知u＝362sin 100πt(V)，A错误；M、N之间输出交流电压的频率由输入交流电压的频率决定，B错误；滑动变阻器的滑动触头向下滑动时，R3减小，由“串反并同”可知电压表读数减小，电流表读数增大，R2消耗的电功率P2＝U2R2减小，C错误，D正确．【答案】 D区别电压互感器和电流互感器的方法[针对训练]2．普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图6中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为I ab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为I cd，为了使电流表能正常工作，则()图6A．ab接MN、cd接PQ，I ab<I cdB．ab接MN、cd接PQ，I ab>I cdC．ab接PQ、cd接MN，I ab<I cdD．ab接PQ、cd接MN，I ab>I cd【解析】 电流互感器ab 一侧线圈匝数比cd 一侧线圈匝数少，根据电流关系得I 1n 1＝I 2n 2，所以I ab >I cd ，电流表应接在电流较小的一侧，故选项B 正确． 【答案】 B有多个副线圈的变压器副线圈有多个时，电压比等于匝数比仍然成立，电流比不再与匝数比成反比，而要用原、副线圈功率相等去推导．若原线圈中有用电器时，不要把电源电压与原线圈电压搞混，错误利用电源电压去寻找比例关系；而要把原线圈所在电路当做一回路处理，原线圈相当于一非纯电阻用电器，其两端电压与副线圈电压的比值等于匝数比．例5：如图7所示，理想变压器原线圈的匝数为1 000，两个副线圈的匝数分别为n 2＝50和n 3＝100，L 1是“6 V 2 W ”的小灯泡，L 2是“12 V 4 W ”的小灯泡．当原线圈接上交变电压时，L 1、L 2都正常发光，那么，原线圈中的电流为( ) A.160 A B.130 A C.120 A D.110A图7【解析】 对多个副线圈，其电压关系有：U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3，由于输入功率和输出功率相等，有n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3.两灯正常发光，对L 1必有U 2＝6 V ，I 2＝P 2U 2＝13A ，对L 2有U 3＝12 V ，I 3＝P 3U 3＝13 A ．原线圈上电压U 1＝n 1n 2U 2＝1 00050×6 V ＝120 V ，副线圈上总的输出功率P出＝P L1＋P L2＝2 W ＋4 W ＝6 W ，原线圈上输入功率P 入＝P 出＝6 W ．原线圈中的电流I 1＝P 入U 1＝6120 A ＝120 A ，故选项C 正确．【答案】 C理想变压器的电压关系U 1U 2＝n 1n 2，对于一个或多个副线圈均适用，而电流关系I 1I 2＝n 2n 1，适用于只有一个副线圈的变压器.处理含有多个副线圈的变压器问题时，首选P 入＝P 出，从输出端的P 出打开突破口.[针对训练]3．如图8所示，接于理想变压器中的四个规格相同的灯泡都正常发光，那么，理想变压器的匝数比n 1∶n 2∶n 3为( )图8A ．1∶1∶1B ．3∶2∶1C ．6∶2∶1D ．2∶2∶1【解析】 灯泡正常发光，可得U A ＝U B ＝U C ＝U D ，所以U 2＝2U 3.由变压器的电压比n 2n 3＝U 2U 3＝2U 3U 3＝21，所以n 2＝2n 3.同理，灯泡正常发光，功率相等，即P A ＝P B ＝P C ＝P D .由P ＝I 2R ，得I A ＝I B ＝I C ＝I D ，即I 1＝I 2＝I 3.由U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3得n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3，即n 1＝n 2＋n 3＝2n 3＋n 3＝3n 3，所以n 1∶n 2∶n 3＝3∶2∶1，故B 正确． 【答案】 B作业：1．(多选)电流互感器和电压互感器如图9所示，其中n 1、n 2、n 3、n 4分别为四组线圈的匝数，a 、b 为两只交流电表，则( )图9A ．A 为电流互感器，且n 1＜n 2, a 是电流表B ．A 为电压互感器，且n 1＞n 2, a 是电压表C ．B 为电流互感器，且n 3＜n 4，b 是电流表D ．B 为电压互感器，且n 3＞n 4，b 是电压表【解析】 由题图可知A 为电流互感器，B 为电压互感器，因此a 是电流表，b 是电压表，在A 中，有I 1n 1＝I 2n 2，要把大电流变为小电流，有n 2＞n 1；在B 中，有U 3U 4＝n 3n 4，要把高电压变成低电压，则有n 3＞n 4，综上可知，A 、D 正确． 【答案】 AD2．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10所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1 900 匝；原线圈为1 100匝，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，且变压器是理想变压器，则U 2和I 1分别约为( ) A ．380 V 和5.3 A B ．380 V 和9.1 A C ．240 V 和5.3 A D ．240 V 和9.1 A图10【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 1n 1＝U 2n 2，即2201 100＝U 21 900，可得U 2＝380 V ，故B 正确．【答案】 B3．如图11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，以下说法中不正确的是( )图11A ．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L 1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L 2，总电阻变小，由欧姆定律I 2＝U 2R 2知，流过R 的电流增大，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I 1U 1＝I 2U 2得，I 2增大，原线圈输入电流I 1也增大．U MN 不变，U R 变大，所以U L1变小，流过灯泡L 1的电流减小，故B 、C 、D 正确，A 错误． 【答案】 A4．如图12所示，理想变压器有三个线圈A 、B 、C ，其中B 、C 的匝数分别为n 2、n 3，电压表的示数为U ，电流表的示数为I ，L 1、L 2是完全相同的灯泡，根据以上条件不能计算出的物理量是(忽略温度对电阻的影响)( )图12A ．线圈A 的匝数B ．灯L 2两端的电压C ．变压器的输入功率D ．通过灯L 1的电流【解析】 由题意知线圈B 两端的电压为U ，设线圈C 两端的电压为U C ，则U C U ＝n 3n 2，所以U C＝n3n2U；通过L2的电流为I，则可以求出L2的电阻，L2与L1的电阻相同，所以可求出通过L1的电流；根据以上数据可以求出L1、L2的功率，可得变压器总的输出功率，它也等于变压器的输入功率；根据题意无法求出线圈A的匝数，故选A.【答案】 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______________________。
变压器(导)学案
第4节变压器【学习目标】1．知道变压器的构造．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，能应用它分析解决基本问题．4．理解理想变压器的原、副线圈中电流与匝数的关系，能应用它分析解决基本问题．5．知道课本中介绍的几种常见的变压器．【重、难点】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【学习过程】一、变压器的原理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，如图5-4-1所示。
图5-4-1(1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。
(2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈。
2．变压器的工作原理变压器工作的基础是互感现象，电流通过原线圈时在铁芯中激发的磁场不仅穿过原线圈，也同时穿过副线圈，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化，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。
二、电压与匝数的关系1．理想变压器没有能量损失的变压器，也是一个理想化模型。
2．电压与匝数的关系理想变压器原、副线圈的电压之比，等于两个线圈的匝数之比，即：U1U2＝n1n2。
3．两类变压器副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫降压变压器；副线圈的电压比原线圈电压高的变压器叫升压变压器。
三、两种互感器1．电压互感器把高电压变成低电压。
它的原线圈并联在高压电路上，副线圈接入交流电压表，如图5-4-2甲所示。
2．电流互感器把大电流变成小电流。
原线圈串联在被测电路中，副线圈接入交流电流表，如图乙所示。
图5-4-21．自主思考——判一判(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)实际生活中，不存在原线圈与副线圈匝数相等的变压器。
(√)(3)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。
(×)(4)理想变压器是客观存在的。
(×)(5)U 1U 2＝n 1n 2适用于任何理想变压器。
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3.4变压器学习目标：1．知道变压器的基本构造．2．理解变压器的工作原理．3．学会用变压器原、副线圈的电压与两线圈匝数的关系解决问题．4．知道常见的变压器的类型及它们的应用重点：学会用变压器原、副线圈的电压与两线圈匝数的关系解决问题．难点：理解变压器的工作原理预习新知：一、变压器的结构1．结构如图3-4-1中的实物是示教变压器，它像各种变压器一样，主要由铁芯和绕在铁芯上的线圈(也叫绕组)两部分组成，铁芯由硅钢片叠合而成，线圈由漆包线绕成．图3-4-1工作时，变压器的一个线圈跟前一级电路连接，叫做原线圈，也叫初级线圈(初级绕组)；另一个线圈跟下一级电路连接，叫做副线圈，也叫次级线圈(次级绕组)．2．作用能改变交变电流的电压，不改变交变电流的周期和频率．3．常用符号如图3-4-2甲所示，是由闭合铁芯和绕在铁芯上的原、副线圈构成．图3-4-2乙是变压器的符号．甲乙图3-4-2二、变压器为什么能改变电压1．电磁感应现象是变压器的工作基础．当原线圈通过电流时，铁芯中产生磁场，由于交变电流的大小和方向都在不断变化，铁芯中磁场的强弱和方向也都在不断变化，通过铁芯副线圈中的磁场也在不断变化，于是副线圈内产生了感应电动势．2．线圈的各匝导线之间是相互串联的，每匝的感应电动势加在一起，就是整个线圈的感应电动势．因此，在同一个铁芯上，哪个线圈的匝数多，哪个线圈的电压就高．[基础自测]1．思考判断(1)变压器主要用铁芯和绕在铁芯上的线圈组成．(√)(2)变压器不但能改变交流电流，也能改变直流电压．(×)(3)变压器的原、副线圈是用导线连接在一起的，所以当原线圈接交流电源时，副线圈有电流输出．(×)(4)变压器的工作原理是电磁感应．(√)(5)变压器副线圈匝数多，则副线圈的电压高．(√)(6)变压器的输入功率决定输出功率，有P入＝P出．(×)2．下面可以将电压升高供给家用电灯的变压器是()C[电压升高，原线圈的匝数要少于副线圈的匝数，要接交流电，接直流电时变压器不工作，故C正确．]3．(多选)如图3-4-3所示为变压器的示意图，它被用来升高发电机的输出电压，下列说法中正确的是()图3-4-3A．图中M是闭合的铁芯B．发电机应与线圈Ⅰ相连，升高后的电压由c、d两端输出C．电流以铁芯为通路从一个线圈流到另一个线圈D．变压器是根据电磁感应原理工作的AD[由题设知该变压器为升压变压器，所以原线圈匝数小于副线圈匝数，故Ⅱ为输入端即接发电机，Ⅰ为输出端，选项B错；铁芯提供闭合的磁路，使电能先变成磁场能再在副线圈中变成电能，所以C项错．故选A、D.]合作探究：理想变压器及其工作原理1.理想变压器的特点(1)变压器变压时不计能量损失，即输入功率等于输出功率．(2)原、副线圈不计内阻．因为理想变压器不计一切电磁能量损失，因此，理想变压器的输入功率等于输出功率，一般实际变压器都可以看成是理想变压器．2．变压器的工作原理电磁感应现象．当交变电流通过原线圈时，由于电流的大小和方向在不断改变，所以铁芯中的磁场也在不断变化，这样变化的磁场就在副线圈中产生感应电动势，由于原、副线圈匝数不同，所以副线圈中输出的电压与原线圈中的电压不同，这样就达到了改变交流电压的目的．[针对训练]1．如图3-4-4所示，变压器原、副线圈匝数比为1∶2，则副线圈中电压表读数为()图3-4-4A ．0 VB ．2 VC ．4 VD ．8 VA [由于原线圈接的是直流电源，所以通过副线圈的磁场不变，因此副线圈中电压表读数为0，选项A 正确．]理想变压器的规律1.理想变压器原、副线圈基本量的关系(1)升压变压器：n 2＞n 1时，U 2＞U 1，变压器使电压升高，这种变压器叫升压变压器． (2)降压变压器：n 2＜n 1时，U 2＜U 1，变压器使电压降低，这种变压器叫降压变压器．如图3-4-5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 V 60 W ”灯泡一只，且灯泡正常发光，则( )图3-4-5A ．电流表的示数为3 2220 AB ．电源输出功率为1 200 WC ．电流表的示数为3220A D ．原线圈端电压为11 V 【解析】 由灯泡正常发光可知，副线圈电压为220 V ，由U 1U 2＝n 1n 2可知，原线圈电压U 1＝20×220 V ＝4 400 V ，选项D 错误；又因输入功率等于输出功率，P 1＝P 2＝60 W ，故选项B 错误；电流表读数为有效值，原线圈中电流I 1＝P 1U 1＝604 400 A ＝3220 A ，故选项A 错误，选项C 正确．【答案】 C[注意事项](1)变压器能改变交流电的电压、电流，不能改变周期、频率.(2)变压器遵守能量守恒定律：P 入＝P 出.[针对训练]2．如图3-4-6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( )图3-4-6A ．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 A [直接求出副线圈中的电压、电流分别为：220 V 、0.1 A ．故原线圈中的电压、电流分别为110 V 、0.2 A ．]作业：1．下列关于变压器的说法中正确的是( )A ．变压器是把电能通过磁场能再次转换成电能的装置B ．变压器的原、副线圈组成闭合回路C ．变压器的铁芯中产生交变电流D ．变压器的副线圈中产生直流电A [变压器就是将电能通过磁场能转化为电能的装置，故A 正确．变压器是根据互感原理制成的，原、副线圈并不能构成闭合回路，变压器铁芯中没有电流但有磁通量的变化，在原、副线圈中的电流都是交流电，由此可知B 、C 、D 错误．]2．一台理想变压器，原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝20∶1，原线圈接入220 V 的交流电压，副线圈向一电阻为110 Ω的用电器供电，则副线圈中的电流为( )A ．2 AB ．0.1 AC ．0.5 AD ．0.005 AB [由U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2n 1U 1＝120×220 V ＝11 V ，副线圈中电流为I 2＝U 2R ＝11110 A ＝0.1 A ，故选项B 正确．]3．(多选)理想变压器的原、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∶1BD [对理想变压器，可以认为无磁通量损漏，因而穿过两个线圈的交变磁场相同，磁通量的变化率相同，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；理想变压器可以忽略热损耗，故输入功率等于输出功率．在本题中由于交变磁场变化在原、副线圈中相等，故电压比等于匝数比，用此规律可由电压比求匝数比．故选B 、D .]4．下列图中可以将电压升高供给家用电灯的变压器是( )解析：选C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正确。
5.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：选C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＝PU＝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2 750∶61，A错误，C正确；交流电的频率f＝ω2π＝100π2πHz＝50 Hz，B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错误。
6．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：选C 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正确。
7．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：选D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。
8.一输入电压为220 V，输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏了，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，然后将原来线圈接到220 V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1V，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 ．2 200,360解析：选B 对新绕线圈的理想变压器，根据变压比公式得n 1＝n 3U 1U 3＝5×2201＝1 100，变压器烧坏前，同理可得n 2＝n 1U 2U 1＝1 100×36220＝180，故B 正确。
9．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U 0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 V B ．电压表的示数为 2 U 0C ．变压器的输入功率为U 02RD ．变压器的匝数比为U m ∶U 0解析：选AC 由题图乙知，变压器输入电压的瞬时值为u ＝U m sin ⎝⎛⎭⎫2πT t V ，选项A 正确；电压表的示数为U 0，选项B 错误；变压器的输入功率为U 02R ，选项C 正确；由变压器变压公式，变压器的匝数比为U m ∶2U 0，选项D 错误。