变压器学案

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学案2：3.3变压器

3.3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。

2.理解互感现象和变压器的工作原理。

3.掌握理想变压器的电压与匝数的关系及应用。

4.掌握理想变压器的功率关系，并导出原、副线圈中的电流关系及应用。

一、变压器的原理思考1：生活用电电压为220 V，而我们的手机电池都是5 V的，充电器是如何实现电压的变化的呢?1.变压器的构造:由和绕在铁芯上的两个线圈组成，如图所示:(1)原线圈:与连接的线圈，也叫;(2)副线圈:与连接的线圈，也叫。

2.原理: 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，在铁芯中激发的也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生。

3.作用:改变交变电流的，不改变交变电流的和。

4.注意:(1)变压器不改变交变电流的周期和频率;(2)变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用;(3)变压器的两个线圈之间通过磁场联系在一起，两个线圈间是绝缘的。

二、电压与匝数的关系1.理想变压器:没有的变压器叫作理想变压器，它是一个理想化模型。

2.电压与匝数的关系:原、副线圈的等于两个线圈的，即U 1U 2=n 1n 2。

3.理想变压器原、副线圈功率关系: P 1 P 2(选填“>”“=”或“<”)。

4.两类变压器:副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫变压器;副线圈的电压比原线圈电压高的变压器叫变压器。

合作学习知识点一理想变压器的工作原理及特点 1.工作原理:2.基本规律:(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)电动势关系:由于互感现象，且没有漏磁，原、副线圈中每一匝线圈都具有相同的∆Φ∆t ，根据法拉第电磁感应定律有E 1=n 1∆Φ∆t，E 2=n 2∆Φ∆t，所以E 1E 2=n 1n 2。

(3)电压关系:由于不计原、副线圈的电阻，因此原线圈两端的电压U 1=E 1，副线圈两端的电压U 2=E 2，所以U 1U 2=n 1n 2。

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。

变压器课件学案设计

变压器课件学案设计变压器课件学案设计一、学习目标(一)知识与技能（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)过程与方法（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)情感态度与价值观（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、学习重点、难点、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压与匝数关系。

(3)掌握公式中各物理量所表示对象的含义。

3．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压与匝数间的关系。

(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1课时四、用具准备可拆式变压器、学生电源、交流电压表、导线若干、学生电源、小灯泡五、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。

3．通过练习掌握公式的应用及理解公式各物理量的含义。

六、学习过程一引入新课在实际应用中，常常需要改变交流电的电压。

大型发电机发出的交流电，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的安全电压。

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。

变压器学案

《变压器》（第一课时）学案姓名：一、知识目标：1、知道变压器的构造2、理解变压器的工作原理3、掌握变压器原、副线圈中功率、电压、电流的关系二、学习重难点1、理解变压器的变压原理；2、探究和理想变压器的变压规律和关系。

三、知识内容：1、变压器的构造：（1）构造：（2）示意图（3）电路图中符号2、变压器的工作原理（1）互感现象：（2）能量关系：3、理想变压器的变压规律：（2）思考：①为什么铁芯是闭合的？在变压器通过交变磁场传输电能的过程中，闭合铁芯起什么作用？为什么要做成闭合铁芯？②原线圈加交流电源，穿过原副线圈的磁通量相等吗？磁通量的变化相同吗？磁通量的变化率相同吗？③实际的变压器在运行时，哪些地方有能量损耗？（3）、理想变压器的变压规律： ①理想变压器：②理想变压器的电压关系推导：③理想变压器变压规律：四、夯实基础：1、一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n 1和n 2，正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U 1和U2、I 1和I 2、P 1和P 2．已知n 1＞n 2，则：（）A ．U 1＞U 2，P 1＝P 2B ．P 1＝P 2，I 1＜I 2C ．I 1＜I 2 ，U 1＞U 2D ．P 1＞P 2，I 1＞I 22、某变电站用原、副线圈匝数比为n 1∶n 2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n 2∶n 1B ．原、副线圈电流比为n 1∶n 2C ．原、副线圈电压比为n 1∶n 2D ．变压器的输入功率与输出功率的比为 n 1∶n 23、有一台理想变压器，原线圈匝数为n 1，副线圈匝数为n 2，当n n 12>时，是_______变压器；当n n 21>时，是____________变压器。

若副线圈输出功率为P 2时，原线圈输入功率为P 1，则P P 12:=__________；若n n 1251::=，当原线圈加上220V 直流电压时，副线圈上的电压是___________。

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．。

变压器教案学案

变压器[教学设计目标 ]1、认识变压器的结构与原理、理解变压器的电压关系与功率关系。

2、用演示可拆变压器获得变压器变压规律。

3、体验实验着手的乐趣，培育着手和察看能力。

[教学设计要点难点 ]电压关系与功率关系的理解与应用 [教学设计过程 ] 一、变压器变压器的结构:原线圈、副线圈、铁芯2．电路图中符号原线圈副线圈U 1n 1 n 2U 2铁芯二、变压器的工作原理在变压器原、副线圈中因为有交变电流而发生相互感觉的现象，叫互感现象铁芯的作用：使绝全局部磁感线集中在铁芯内部，提升变压器的效率三、理想变压器的规律理想变压器特色：〔 1〕变压器铁芯内无漏磁〔2〕原、副线圈不计内阻2、电压关系U1n 1U 2 n 2（ 1〕不论副线圈一端空载仍是有负载都合用（ 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U 1 n 1 假定 n ＞ n ，那么 U ＞ U为降压变压器U 2n 21212假定 n 1＜ n 2，那么 U 1＜ U 2为升压变压器3、功率关系 P 入 =P 出增补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： U1n 1 U 1 n 1 U 2 n 2 U 2n 2U 3 n 3 U 3 n 3〔 2〕电流关系依据 P 入 =P 出， I 1U 1=I 2U 2+I 3U 3I 1n 1=I 2n 2+I 3n 3 2、 U 、I 、 P 的决定关系一个确立的变压器，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假定副线圈空载，输出电流为零，输出功率为零，那么输入电流为零，输入功率也为零1 / 43、负载发生变化惹起变压器电压、电流变化的判断方法（1〕先要由 U 1/U 2=n1/n2，判断 U2变化状况（2〕判断负载电阻变大或变小（3〕由欧姆定律确立副线圈中的电流I2的变化状况〔 4〕最后由P 入 =P 出判断原线圈中电流I 1的变化状况[例题 ]150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 ，假定副线圈增添匝，输出电压增添到38V ，那么变压器原线圈的匝数为多少匝？例 2、如图27—3所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶ n2=4∶ 1，当导线 AB 在匀强磁场中作匀速直线运动切割磁感线时，电流表 A 1的示数为 12mA ，那么电流表 2 的示数为〔〕A ． 3mAB ． 48mAC．与 R 的阻值相关D ． 0例 3. 以下列图理想变压器原、副线圈的匝数比为N1：N2=2： 1，原线圈接 220 V 沟通电源，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〕灯泡实质耗费的功率？〔 2〕此时灯泡中的电流是多少？题 9例 4.以下列图的理想变压器,输入电压U1=220伏，各线圈匝数之比n1 :n 2: n3=10:5:1 。

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。

变压器学案

变压器学案一、学习目标2014-2-17（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考点一变压器的原理例1、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l 在匀强磁场中以速度v向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表A1的示数是12 mA，则电流表A2的示数为A．3 mA B．0 mAC．48 mA D．与负载R的值有关针对训练1、变压器是一种重要的电器设备，对变压器的认识正确的是（）A．变压器既能改变交流电压，又能改变直流电压B．变压器既可用于提升电压，又可用于降低电压C．变压器工作时，副线圈中的电流总是大于原线圈中的电流D．变压器工作时，副线圈中的电流总是小于原线圈中的电流考点二理想变压器中的电压、电流和功率的关系例2、理想变压器连接电路如图甲所示，已知原副线圈的匝数之比为10:1,当输入电压的波形如图乙所示时，电流表的读数为2A，则A．电压表读数282 VB．电压表读数28.2 VC．输入功率为56.4 WD．输入功率为40 W针对训练（1）电阻R的阻值；（2）变压器原、副线圈的匝数之比．（3）当开关S打在1上时，变压器的输入功率是多少？考点三理想变压器各物理量的动态分析处理变压器的动态分析，首先应明确“不变量”和“变化量”，对变化量要把握它们之间的制约关系，依据程序分析的思想，从主动变化量开始，根据制约关系从前到后或从后到前逐一分析各物理量的变化情况．首先明确变压器各物理量间的制约关系．变压器原、副线圈匝数n1、n2确定，U1决定了U2，与输出端有无负载、负载大小无关，也与变压器有无其他副线圈无关．U2与负载电阻R，通过欧姆定律决定了输出电流I2的大小，输出功率P2决定输入功率P1，P1＝U1I1，从而决定I1大小。

《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。

变压器学案

5.4 变压器【教学目标】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。

【重点难点】1．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【教学过程】一、变压器的原理1、变压器的构造(1)变压器是由套在闭合铁芯上的原、副两线圈组成：跟电源连接的线圈叫原线圈，也叫初级线圈，跟负载连接的线圈叫副线圈，也叫次级线圈，两线圈由绝缘导线绕制，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成．（2）变压器的示意图和在电路中的符号分别如图所示：(3)变压器的铁芯起什么作用？回答：2、变压器的工作原理（1）工作原理：变压器通过闭合铁芯，利用现象实现了能到能再到能的转化。

（2）变压器只能工作在电路中．3、理想变压器：不计漏磁，略去原、副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器，称为理想变压器。

实际变压器（特别是大型变压器）一般都可以看成是理想变压器。

二、理想变压器的工作规律1、电动势关系：2、电压关系：（U2由U1及变压比决定）（1）升压变压器：n1＜n2，U1＜U2（2）降压变压器 n1＞n2 ，U1＞U2。

3、功率关系：（输入功率P入由输出功率P出决定）。

4、电流关系：（I1由I2及变压比决定）5、理想变压器各种物理量的决定关系。

回答：6 【注意】(1)变压器高压线圈匝数多而通过的电流小，可用的导线绕制，低压线圈匝数少而通过电流大，应用的导线绕制。

（填“粗”或“细”）（2）变压器虽能改变电压、电流，但不能改变功率和频率，输入功率总等于输出功率，原线圈交变电流的频率总等于副线圈交变电流的频率．（3）变压器的电动势关系，电压关系，电流关系是有效值（或最大值）间的关系，在某一时刻其关系不成立．三、几种常用的变压器1、自耦变压器（1）特点：铁芯上只有一个线圈，其中有一部分的线圈为原、副线圈共用。

（2）自耦变压器可以降压，也可以升压。

（3）调压变压器是一种自耦变压器。

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第二讲：变压器课前热身——自我检测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、一输入电压为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。

如图所示，然后将原来线圈接到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、副线数分别为（）A．1100,360 B.1100，180 C．2200,180 D. 2200,3603、在图甲所示的电路中，理想变压器原线圈两端的正弦交变电压变化规律如图乙所示。

已知变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=10:1，串联在原线圈电路中电流表A1的示数为1A，下列说法正确的是（）A．电压表V的示数为200VB．变压器的输出功率为200WC．变压器输出端交流电的频率为100HzD．电流表A2的示数为0.1A4、如图所示，理想变压器原线圈接入交流电u=U m sinωt，副线圈接有一电压表和电阻为R的负载，电压表的示数为10V.在t=时（T为交变电流的周期），原线圈两端电压的瞬时值为100V。

由此可知变压器原副线圈的匝数比为（）A.10：1B.1：10C.10：1D.1：10一、变压器1．构造：(1)闭合铁芯．(2)绕在铁芯上的原、副线圈．2．工作原理：电磁感应的现象．作用：改变交流电的________思考一：原副线圈之间没有导线连通，副线圈为什么能够输出电流？思考二：变压器能否改变恒定电流的电压？思考三：变压器能否改变交流电的频率？3．理想变压器：不考虑铜损和铁损的变压器，即输入功率和输出功率____ ___5．理想变压器原、副线圈之间的关系(1)功率的关系：(2)电压关系：思考四：若变压器有多个副线圈，电压之比与匝数比有什么关系？(3)电流关系：思考五：试推导单次级变压器原、副线圈的电流关系？思考六：若变压器有n个次级线圈，原副线圈的电流应满足什么关系？合作探究——核心要点突破类型题：变压器规律的应用(一原一副,“□”型铁芯)【例题1】如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1100匝，副线圈匝数n2=220匝，交流电源的电压u=220（V）,电阻R=44Ω电压表、电流表均为理想电表，则（）A．交流电的频率为50HzB．电流表A1的示数为0.2AC．电流表A2的示数为 AD．电压表的示数为44V【跟踪训练】如图，理想变压器原副线圈匝数比为n1:n2=4:1，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等，a、b端加一定交变电压后,两电阻的电功率之比P A:P B=_______,两电阻两端电压之比U A:U B=____________，方法小结：类型题：变压器动态问题【例题2】如图所示为一理想变压器，R为滑动变阻器，原线圈两端接恒压交流电源，当滑变阻器的滑动触头向下滑动时，A1表读数变，A2表读数变，V表读数变，变压器输入功率为。

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。

变压器优秀教案学案

变压器优秀教案学案变压器优秀教案学案一、教学目标1、理解变压器的原理、构造及工作过程；2、掌握变压器的应用和优缺点；3、能够通过实验和实例分析变压器的性能。

二、教学内容1、变压器的定义、原理及基本构造；2、变压器的工作过程及实现交流电转换的原理；3、变压器的应用场景及优缺点分析；4、实验及实例分析，变压器的性能评估。

三、教学过程1、导入新课：展示变压器在生活和工业中的应用案例，引导学生思考变压器的作用及原理。

2、讲解变压器的定义、原理和构造：通过示意图或实物展示，介绍变压器的基本构造和组成部分，阐述变压器的工作原理，即利用电磁感应原理实现交流电的转换。

3、分析变压器的工作过程：以一个具体的变压器为例，详细讲解输入电压、输出电压、原边线圈、副边线圈等关键概念，阐述变压器的工作过程，包括电能转换和传输的过程。

4、讲解变压器的应用和优缺点：结合实际案例，介绍变压器在电力系统、家电、工业等领域的应用，分析变压器使用的优缺点，如效率高、便于远距离输电等。

5、实验及实例分析：通过实验或实例分析，让学生实际操作和观察变压器的工作过程，进一步理解变压器的性能和特点。

6、总结与回顾：回顾本节课的重点内容，强调变压器的原理、构造、工作过程及优缺点，加深学生对变压器的认识和理解。

四、教学评估1、问题解答：针对学生在学习过程中提出的问题，进行解答和讲解。

2、课堂练习：布置一些与变压器相关的练习题，检验学生对所学内容的掌握程度。

3、小组讨论：组织学生分组进行讨论，分享对变压器的学习心得和体会。

4、实验报告：要求学生根据实验内容撰写实验报告，分析实验数据和结果，加深对变压器性能的理解。

五、课后作业1、复习课本中关于变压器的内容，加深对基本概念和原理的理解。

2、搜集并阅读一些关于变压器应用的案例，了解变压器在不同领域的应用。

3、尝试设计一个基于变压器的简单电路，并记录实验过程和结果。

六、教学反思根据学生的反馈情况和教学目标达成情况，对本节课的教学过程进行反思和总结，找出存在的问题和不足，提出改进措施和建议，为今后的教学提供参考和借鉴。

3.4《变压器》学案

文科 3.4变压器 (学案)设计：王冬娥审核：武根深序号：15 使用时间：姓名：一、学习目标1．了解变压器的基本构造，知道变压器为什么能够改变交流电压。

2．通过实验和理论探究，总结变压器原、副线圈的电压与两个线圈匝数的关系。

3．了解几种常见的变压器类型及其应用。

4．体验科学探究过程，提高实验设计与分析论证能力。

二、重点难点1.重点：变压器的基本构造，知道变压器为什么能够改变交流电压。

2.难点：变压器原、副线圈的电压与两个线圈匝数的关系。

三、学习导航1．各种不同等级的发电机发出的交流电压各不相同，怎样才能并入电网实现远距离电能输送？各种不同的用电器所需的电压不同，而电网输送过来的电压太高。

怎样才能满足各种用电器的电压需要？2．在日常生活中，你在哪些场合见过变压器？见过什么样的变压器？在你见过或使用过的家用电器中，哪些可能含有变压器？查一查家用电器的电路图，验证你的猜想是否正确，并想一想它们有什么作用？3．在确保安全和条件允许的情况下，从家用电器里拆下一个变压器，观察它由哪几部份组成，各有什么作用？4．试画出变压器的实物简图和电路符号图。

5.变压器的原理理论探究（讨论交流）：为什么变压器通以恒定电流灯不发光，而交变电流通过变压器能让灯发光？变压器的铁芯起什么作用？图3.4-1 图3.4-26.变压器的电压比通过实验归纳分析U1、U2和n1、n2之间的定量关系。

当时，该变压器为降压变压器。

当时，该变压器为升压变压器。

四、课堂检测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．穿过原、副线圈的磁通量的变化率一定相等C．副线圈的输出功率和原线圈的输入功率一定相等2．一台理想变压器的原线圈匝数为100匝，副线圈匝数为1200匝，在原线圈两端接有一电动势为10V的电池组，则在副线圈两端的输出电压为 ( )A．0V B．1.2V C．120V D．小于120V3．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4．将输入电压为220V，输出电压为6V的变压器改绕成输出电压为24V的变压器。

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。

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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