5.4变压器 导学案 第2课时
人教版高二物理选修3-2：5.4节《变压器》导学案设计(word无答案)
第5.4节《变压器》导学案班级：组别：姓名：【学习目标】1．知道变压器的构造及几种常见的变压器，理解变压器的工作原理。
2．通过实验，探究理想变压器变的原、副线圈中电压与匝数的关系，电流与匝数的关系，体会理想化模型在物理学研究中的重要性。
(难点)3．能应用理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系分析解决有关问题。
(重点)【学法指导】1.认真阅读学习目标，牢牢把握学习要求。
2.认真阅读课本P40～P44页，勾画出主要知识，通过实验，探究理想变压器变的原、副线圈中电压与匝数的关系，电流与匝数的关系.能应用理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系分析解决有关问题.3.将预习中遇到的疑难点问题标识出来在展示课堂上小组讨论、质疑4、实验探究法、推理法、理想化模型研究问题的方法【知识链接】1．互感现象：两个线圈之间没有导线连接，当一个线圈中的电流时，它所产生的的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势的现象。
法拉第电磁感应电动势的计算公式为。
2．磁场的能量：线圈中电流越大，产生的磁场越，储存的磁场能越。
【学习过程】知识点一、变压器的原理[问题1]做下图的实验，请同学们认真观察实验。
当左边的线圈接直流电源时，小灯泡发光（会或不会）。
当左边的线圈接交流电源时，小灯泡发光（会或不会），侧的线圈相当于电源给灯泡供电，此过程中产生感应电动势的现象是现象。
[问题2]仔细观察下图所示的变压器构造示意图并完成以下内容。
（1）构造：由和两个线圈组成，与连接的线圈叫原线圈（又叫初级线圈），与连接的线圈叫副线圈（又叫次级线圈），请在虚线框内画出变压器的符号．．。
（2）现象是变压器工作的基础，中电流的大小、方向不断变化，在铁芯中激发的也在不断变化，变化的磁场在中产生感应电动势对外界负载供电。
从能量转换的角度看，变压器是把电能通过能再转换成能的装置。
知识点二、电压与匝数的关系[问题3]阅读教材P41实验“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”，明确实验目的，步骤及注意事项。
变压器导学案(PU)
5.4 变压器导学案（PU）制卷人：魏亚东审核人：时风丽使用时间：4月1号课前预习案1、什么是互感？2、请画出变压器的构造与符号预习检测1、利用变压器不可能做到的是（）A．增大电流B．升高电压C．减小电压D．增大功率2、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3、某变电站用原、副线圈匝数比为n 1∶n2的变压器，将远距离输送的电能送给用户，如图所示，将变压器看作理想变压器，当变压器正常工作时，下列说法正确的是( )A．原、副线圈电压比为n2∶n1B．原、副线圈电流比为n1∶n2C．原、副线圈电压比为n1∶n2D．变压器的输入功率与输出功率的比为n1∶n2课堂探究案问题一、变压器的工作原理是什么？问题二、理想变压器有什么特点？问题三、理想变压器原、副线圈之间的电压、功率、电流与匝数分别是什么关系？例1、一台理想变压器，当原线圈接220V交流电源时，副线圈的输出电压是11V，如果保持原线圈的电压不变，将副线圈拆去18匝后，副线圈两电压降为8V，则原线圈的匝数为多少？例2、有一个理想变压器,原线圈1200匝,副线圈400匝,现在副线圈上接一个变阻器R,如图5－4－4所示,则下列说 法中正确的是: （ ）A 、安培表A 1与A 2的-示数之比为3:1B 、伏特表V 1与V 2的示数之比为3:1C 、当变阻器滑动头向下移动时,原线圈的输入功率将 增加D 、原、副线圈的功率之比为3:1问题四、理想变压器原、副线圈之间的电压、功率、电流之间的制约关系如何？问题五、理想变压器负载发生变化动态分析方法如何？例3、如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R 1、R 2、R 3和R 4均为固定电阻，开关S 是闭合的。
和为理想电压表，读数分别为U 1和U 2； 、 和为理想电流表，读数分别为I 1、I 2和I 3。
人教版高中物理全套教案和导学案第2课时变压器电能的输送
第二课时变压器电能的输送第一关：基础关展望高考基础知识一、变压器的构造和原理[来源:学§科§Z§X§X§K]知识讲解如图所示，变压器由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，其中一个线圈与电源相接，另一个线圈与负载（工作电路）相接，前者称为原线圈或初级线圈，后者称为副线圈或次级线圈.当在原线圈上加交变电源时，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变磁通量，磁通量通过铁芯也穿过副线圈，磁通量的变化在副线圈上产生感应电动势.若副线圈上接有负载形成闭合电路，有交变电流通过时，也会产生磁通量通过铁芯穿过原线圈，在原线圈上产生感应电动势.这样原、副线圈在铁芯中磁通量发生了变化，从而发生互相感应（称为互感现象），产生了感应电动势.归纳为：（1）互感现象是变压器的工作基础，其实质是电磁感应现象.（2）若在原线圈上加交流电压，副线圈上空载（开路），则副线圈上存在感应电动势.（3）变压器改变电压的作用只适用于交变电流，不适用于恒定电流.活学活用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()[来源:Zxxk.]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解析：此题考查的是对变压器原理的掌握，对理想变压器，B 选项认为无磁通量损漏，因而穿过两个线圈的交变磁通量相同，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.D 选项认为可以忽略热损耗，故输入功率等于输出功率.答案：BD 二、电能的输送 知识讲解（1）减少电能损耗的方法据P 损=I 2R 可知，减小输电线路上功率损失的方法主要有两种： ①减小输电线的电阻R ，据R L Sρ=∙a.减小输电线长度L ：由于输电距离一定，所以在实际中不可能用减小L 来减小R.b.减小电阻率ρ：目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线材料.c.增大导线的横截面积S ：这要多耗费金属材料增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难.②减小输电电流I ，据P I U=a.减小输送功率P ：在实际中不能以用户少用或不用电来达到减少损耗的目的.b.提高输电电压U ：在输送功率P 一定，输线电阻R 一定的条件下，输电电压提高到原来的n 倍，2P P R U =损据（）知，输电线上的功率损耗将降为原来的21.n根据以上分析知，采用高压输电是减小输电线上功率损耗最有效、最经济的措施.（2）远距离高压输电的几个基本关系（以图为例）：①功率关系P 1=P 2，P 3=P 4，P 2=P 损+P 3[来源:学&科&] ②电压、电流关系331124221443U n U n I I ,.U n I U n I ==== U 2=ΔU+U 3,I 2=I 3=I 线. ③输电电流：323223P U U P I .U U R -===线线④输电线上损耗的功率: 2222P P I U I R R .U =∆==损线线线线（） 当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的n 倍，输电线上损耗的功率就减少到原来的21.n 活学活用2.远距离输送一定功率的交流电，若输送电压升高为原来的n 倍，关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是()A.输电线上的电功率损失是原来的1n B.输电线上的电功率损失是原来的21nC.输电线上的电压损失是原来的1nD.输电线上的电压损失是原来的21n [来源:] 解析：根据由P=IU 得I=P U,导线上损失功率222P P I R R U ==损.因输送功率一定，P损跟输送电压的平方成反比；PU R U=损.跟输送电压成反比.所以正确选项为B 、C. 答案：BC第二关：技法关解读高考 解 题 技 法一、变压器各量变化问题的分析 技法讲解处理这类问题的关键是要分清变量和不变量，弄清理想变压器中“谁决定谁”的问题，在理想变压器中，U 2由U 1和匝数比决定；I 2由U 2和负载决定；I 1由I 2和匝数比决定.注意因果关系,对电压而言,有U 入才有U 出,输入决定输出,而对电流\,功率而言,则是有I 出、P 出,才有I 入、P 入,输出决定输入.当理想变压器的原副线圈的匝数不变时,如果变压器的负载发生变化,可依据以下原则判定,如图所示.(1)输入电压U 1决定输出电压U 2.这是因为输出电压2211n U U ,n 当U 1不变时,不论负载电阻R 变化与否,U 2不会改变.(2)输出电流I 2决定输入电流I 1,在输入电压U 1一定的情况下,输出电压U 2也被完全确定.当负载电阻R 增大时,I 2减小,则I 1相应减小;当负载电阻R 减小时,I 2增大,则I 1相应增大.在使用变压器时,不能使变压器次级短路.(3)输出功率P 2决定输入功率P 1,理想变压器的输出功率与输入功率相等,即P 2=P 1.在输入电压U 1一定的情况下,当负载电阻R 增大时,I 2减小,则变压器输出功率P 2=I 2U 2减小,输入功率P 1也将相应减小;当负载电阻R 减小时,I 2增大,变压器的输出功率P 2=I 2U 2增大,则输入功率P 1也将增大.典例剖析 例1（江苏高考题）如图所示电路中的变压器为理想变压器，S 为单刀双掷开关，P 是滑动变阻器R 的滑动触头，U 1为加在原线圈两端的交变电压，I 1、I 2分别为原线圈和副线圈中的电流.下列说法正确的是（）A.保持P 的位置及U 1不变，S 由b 切换到a ，则R 上消耗的功率减小B.保持P 的位置及U 1不变，S 由a 切换到b ，则I 2减小C.保持P 的位置及U 1不变，S 由b 切换到a ，则I 1增大D.保持U 1不变，S 接在b 端，将P 向上滑动，则I 1减小解析：保持P 的位置及U 1不变，S 由b 切换到a,副线圈匝数变多，由1122U n U n =知U 2变大，22U I R=变大，R 上消耗的功率增大，故A 错.又由于1221I n ,I n =I 1也变大，故C 正确.S由a 切换到b,副线圈匝数变少，由1122U n U n =知U 2变小，I 2=2UR变小，故B 正确.保持U 1不变，S 接在b 端，P 向上滑动，R 变小，I 2=2U R变大，I 1变大，故D 错. 答案：BC二、远距离输电问题 技法讲解在求解远距离输电的有关问题时，常会涉及到较多的物理量，应特别注意各物理量的对应性，所以对远距离输电问题一定要先画出过程图再分析，可以保证思路通顺流畅避免混乱出错．另外针对输电过程中因物理量较多，易发生混乱的特点，把各物理量在图中标出可以使物理意义条理清晰．远距离输电过程的示意图（如图所示）由图可知：P 1=P 2，I 2=I 3，P 3=P 4，P 损=I 22·2r=I 32·2r=P 1-P 4.（1）升压变压器的输出电流和输电线上的电压损失、功率损失，是联系两个变压器的纽带，解题时要抓住这个“纲”，然后根据和其他相关量的联系按相应规律列式求解.（2）输电导线上损失的电能和输出电压的平方成反比，输出电压提高n 倍，导线上电能的损失就减为原来的21.n（3）在计算远距离输电线路的功率损耗时常用关系式P 损=I 线2R 线计算，其原因是I 线较易求出；I 总=I 线=P 总/U 总；而P 损=U 线 I 线或P 损=U 线2/R 线，则不常用，其原因是在一般情况下U 线不易求出，且易把U 线和U 总相混淆而造成错误.典例剖析[来源:Zxxk.] 例2有一台内阻为1 Ω的发电机，供给一个学校照明用电，如图所示，升压变压器匝数之比为1：4，降压变压器的匝数之比为4：1，输电线的总电阻R=4 Ω，全校共有22个班，每班有“220 V 40 W ”的灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则[来源:Z#xx#k.]（1）发电机输出功率多大？ （2）发电机电动势多大？ （3）输电效率多少？（4）若使用灯数减半并正常发光，发电机输出功率是否减半？解析：发电机的电动势E ，一部分降在电源内阻上，即I 1r ，另一部分为发电机的路端电压U 1，升压变压器副线圈电压U 2的一部分降在输电线上，即I 2R ，其余的就是降压变压器原线圈电压U 2′，而U 3应为灯的额定电压U 额，具体计算由用户向前递推即可.(1)对降压变压器：U 2′I 2=U 3I 3=nP 灯=22×6×40 W=5 280 W ，而U 2′=41U 3=880 V. 所以22nP 5280I A 6 A.U 880===灯对升压变压器： U 1I 1=U 2I 2=I 22R+U 2′I 2=（62×4+5 280）W=5 424 W ，所以P 出=5 424 W. （2）因为U 2=U 2′+I 2R=（880+6×4）V=904 V. 所以11222n 11U U U 904 V 226 V.n 44===⨯= 又因为U 1I 1=U 2I 2， 所以22121U I I 4I 24 A U ===， 所以11E U I r 226241V 250 V.=+=+⨯=（）（3）P 5 280100%100%97%.P 5 424η=⨯=⨯=有用出（4）电灯减少一半时，n ′P 灯=2 640 W ，2n R 2640 WI 3 A.U 800 V''===灯 所以P ′出=n ′P 灯+I ′22R=（2 640+32×4） W=2 676 W ，不是减半. 答案：（1）5424 W (2)250 V (3)97%(3)不减半 第三关：训练关笑对高考 随 堂 训 练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U 2、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 2解析：对理想变压器来说，穿过原副线圈的磁通量的变化率一定相等，由法拉第电磁感应定律可得1122U n U n =，由题给条件n 1>n 2，得U 1>U 2.理想变压器不考虑能量损耗，则有P 1=P 2.由于题给变压器为单个副线圈的变压器，则I 1U 1=I 2U 2成立，所以I 1<I 2.综合上述分析可知，B 、C 两项对.答案：BC2.一理想变压器初\,次级线圈匝数比为31,次级接三个相同的灯泡,均能正常发光,在初级线圈接一个相同的灯泡L,如图所示,则（）A.灯L 也能正常发光B.灯L 比另三灯都暗C.灯L 将会烧坏[来源:]D.灯L 时亮时暗解析：分析此题应从变压器的电流关系来考虑;原\,副线圈中的电流比I 1：I 2=1：3,副线圈后面每灯的电流与其额定电流为2L 1I :I ,I I I 3===额额故,所以灯L 也正常发光. 答案：A3.如图甲所示是日光灯的电路图，它主要由灯管、镇流器和启动器组成的，镇流器是一个带铁芯的线圈，启动器的构造如图乙所示，为了便于启动，常在启动器的两极并上一纸质电容器C ，某教室的一盏日光灯总是出现灯管两端亮而中间不亮的情况，经检查，灯管是好的，电压正常，镇流器无故障，其原因可能是()A.启动器两脚与启动器底座接触不良B.电容器C 断路C.电容器C 击穿而短路D.镇流器自感系数L 太大 答案：C4.国家重点项目工程——750千伏兰州至银川西电东输工程完成塔基建设.9月底全线架通.远距离输送交流电都采用高压输电，采用高压输电的优点是()A.可节省输电线的铜材料B.可根据需要调节交流电的频率C.可减少输电线上的能量损失D.可加快输电的速度 解析：由P=IU 得P I U=，输送的电功率P 一定，采用高压输电，U 大则I 小，由P 线=I 2r ，在要求输电损耗一定的情况下，就可以选电阻率略大一点的材料作导线；若输电线确定，则可以减少输电线上的能量损失，故选项A 、C 正确.交流电的频率是固定的，不需要调节，输电的速度是就是电磁波的传播速度，是一定的，故选项B 、D 不正确.答案：AC5.如图所示，MN和PQ为处于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨，垂直导轨放置的金属棒ab与导轨接触良好，在水平金属导轨之间加竖直向下的匀强磁场，导轨的N、Q端接理想变压器的初级线圈，理想变压器的输出端有三组次级线圈，分别接有电阻元件R、电感元件L和电容元件C.若用IR、IL、IC分别表示通过R、L和C 的电流，不考虑电容器的瞬间充放电，则下列判断中正确的是()A.若ab棒匀速运动，则I R≠0，I L≠0,I C=0B.若ab棒匀加速运动，则I R≠0,I L≠0,I C=0C.若ab棒做加速度变小的加速运动，则I R≠0，I L=0，I C=0D.若ab棒在某一中心位置附近做简谐运动，则I R≠0,I L≠0,I C≠0解析：当ab棒匀速运动时，根据公式E=Blv可知电动势E恒定，则原线圈中有恒定的电流通过，产生稳定的磁场，通过副线圈的磁通量不变，那么副线圈上不产生感应电动势，无电压，则I R=I L=I C=0,A错误.当ab棒匀加速运动时，产生的电动势均匀增加，原线圈的电流均匀增大，产生的磁场均匀增强，则副线圈中的磁通量均匀增大，副线圈就会产生一个恒定的电压，那么I R≠0,I L≠0,I C=0,B正确.当ab棒做加速度变小的加速运动时，ab棒产生的电动势变化越来越慢，同理可知在副线圈上将产生一个逐渐减小的电压，则I R≠0，IL≠0，而电容器要不停的放电而使IC≠0，故C错误.当ab棒做简谐运动时，ab棒将产生正弦或余弦式交变电流，在副线圈上也将感应出正弦或余弦式交变电压，从而I R≠0，I L≠0，I C≠0，D正确.答案：BD课时作业四十二变压器电能的输送[来源:Z.xx.k.]1.一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R.设原线圈的电流为I1，输入功率为P1，副线圈的电流为I2，输出功率为P2.当R增大时()A.I1减小，P1增大B.I2减小，P2减小C.I2增大，P2减小D.I1增大，P2增大解析:理想变压器（副线圈上电压不变）当负载电阻R增大时电流I2减小，由P2=U2I2可知，功率P 2也减小，所以B 正确.答案:B2.一理想变压器原、副线圈匝数比n 1n 2=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1002 VC.经过1分钟电阻发出的热量是6×103J D.变压器的输入功率是1×１０3W 解析:由图象可知U 1=220 V ，则2211n 5U U 220V 100 V n 11==⨯= 流过电阻电流2U I 10 A R==，A 错；电压表示数应为100V ，B 错；1分钟放出热量Q=I 2Rt=102×10×60 J=6×104J,C 错；P 出=U 2I=100×10 W=1×103W ，所以P 入=P 出=1×103W ，D 正确.答案:D3.如图所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R 1、R 2、R 3和R 4均为固定电阻，开关S 是闭合的.○V1和○V2为理想电压表，读数分别U 1和U 2；○V1、○V2和○V2为理想电流表，读数分别为I 1、I 2和I 3.现断开S ，U 1数值不变，下列推断中正确的是()A.U 2变小、I 3变小B.U 2不变、I 3变大C.I 1变小、I 2变小D.I 1变大、I 2变大解析:U 2=211n U ,n U 1、n 1、n 2均不变，故U 2不变，A 错误；S 断开，副线圈电路R 总增大，则I 2减小，UR 1=I 2R 1减小，UR 3必增大，333UR I R =增大，B 对；由2121n I I n =知I 1减小，C 对，D 错误.答案:BC4.如图，理想变压器原副线圈匝数之比为4：1,原线圈接入一电压为U=U 0sin ωt 的交流电源，副线圈接一个R=27.5 Ω的负载电阻.若U 0=2202V ，ω=100πrad/s ，则下述结论正确的是()A.副线圈中电压表的读数为55 VB.副线圈中输出交流电的周期为1100π s C.原线圈中电流表的读数为0.5 AD.原线圈中的输入功率为1102 W解析:因为U 0=2202 V,则电压有效值U=220 V ，由1122U n U n =得U 2220 V 4==55 V,A 正确.因为ω=100πrad/s,则22T s 0.02 s 100ππωπ===，则B 错误. 负载R 中电流12221I n U 5 V I 5 2 A R 27.5I n ====Ω，由得I 1=0.5 A ，所以C 正确.功率P=U 1I 1=220 V ×0.5 A=110 W,所以D 错误.答案:AC5.如图所示电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器R的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原线圈和副线圈中的电流.下列说法正确的是()A.保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小B.保持P的位置及U1不变，S由a切换到b，则I2减小C.保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则I1增大D.保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，则I1减小解析：S由b切换到a时，副线圈匝数增多，则输出电压U2增大，R上消耗的功率增大，由变压器功率关系可知，其输入功率也增大，故输入电流I1增大，所以A错C对;S由a切换到b时，副线圈匝数减少，则输出电压U2减小，I2减小，B对；P向上滑动时，R减小，I2增大，由电流与匝数的关系可知，I1增大，D错.答案：BC6.如图所示，P为一理想自耦变压器的滑片，Q为滑动变阻器的滑动触头.在输入交变电压一定的条件下，下列说法正确的是()A.Q不动，P向下移动，电流表示数减小，电压表示数增大B.Q不动，P向上移动，电流表示数减小，电压表示数减小C.P不动，Q向上移动，电流表示数增大，电压表示数不变D.P不动，Q向下移动，电流表示数增大，电压表示数不变解析:图为升压自耦变压器，当Q不变P下移时，n1减小U2↑，○V读数增大，副线圈电流22UIR=，原线圈电流I1↑，○A A错、当Q不变P上移时n1↑U2↓○V读数减小，I2↓I1↓B正确.当P不动时n1不变，由1122U nU n=知U2不变，○V读数不变，Q 上移R ↓I 2↑I 1↑○V 读数增大，C 对D 错. 答案:BC7.如图甲所示，在闭合铁芯上绕着两个线圈M 和P ，线圈P 与电流表构成闭合回路.若在t 1至t 2这段时间内，观察到通过电流表的电流方向自上向下（即为由c 经电流表至d ），则可以判断出线圈M 两端的电势差uab 随时间t 的变化情况可能是图乙中的()解析:根据楞次定律可知副线圈中的电流方向，可知穿过副线圈的磁场应是向上增加，或向下减少的，可以判断原线圈中的磁场方向是向下增加的，或向上减少的，综合四个选项可知在t 1至t 2这段时间内输入电压变化的可能情况为C 、D.答案:CD8.如图是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器.已知变压器原线圈与副线圈匝数比12n 1n 20，加在原线圈的电压为u 1=311sin 100πt(V)，霓虹灯正常工作的电阻R=440 k Ω,I 1、I 2表示原、副线圈中的电流，下列判断正确的是()A.副线圈两端电压6220 V ，副线圈中的电流14.1 mAB.副线圈两端电压4400 V ，副线圈中的电流10.0 mAC.I 1＜I 2D.I 1＞I 2解析:由u 1=311sin 100πt(V) 知1311U V 220 V 2== 由1122U n U n =得U 2=4400 V 22U I 0.01 A R==故A 错误，B 正确. 由 1221I n 20I n 1==,则I 1＞I 2 故C 错误，D 正确. 答案:BD9.如图所示，变压器的原线圈及两个副线圈的匝数比为n 1:n 2:n 3=4:2:1，所连接的三个灯消耗的电功率相同，则流过每个灯的电流之比I 1:I 2:I 3=____，每个灯的电阻之比为R 1:R 2:R 3=____.解析:理解变压器每个线圈的电压之比等于它们的匝数比，则U 1:U 2:U 3=4:2:1，理想变压器的输入功率等于输出功率，则有I 1U 1=I 2U 2+I 3U 3.又I 2U 2=I 3U 3，则32332U 1I I I U 2=-I 1U 1=2I 2U 2，则2222312U 1I I I I U 2===[来源:学。
变压器(导)学案 (2)
第五章交变电流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3V机床上的照明灯36V扫描仪12V防身器3000V手机充电器4.2V黑白电视机显像管几万伏录音机6V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220V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)n1n2U1U210010610100206520020610(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12V.(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U1U2=n1 n2.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=n1n2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,I1I2=n2n1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=0.5m2,内阻不计.线圈绕垂直于磁场的轴以角速度ω=10πrad/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“12V12W”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50HzB.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120VD.若将灯泡更换为“12V24W”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100V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100HzB.开关接通后,电压表的示数为100VC.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1400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“220V60W”的灯泡一只,且灯泡正常发光.则()A B.电源输出功率为1200WA.电流表的示数为3√2220A D.原线圈的端电压为11VC.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6V的蓄电池两端以后,副线圈的输出电压为()A.90VB.0.4VC.6VD.09.如图所示,理想变压器的原线圈接入u=11000√2sin100πt(V)的交变电压,副线圈通过电阻r=6Ω的导线对“220V880W”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100HzC.副线圈中电流的有效值为4AD.变压器的输入功率为880W10.一输入电压为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()A.1100、360B.1100、180C.2200、180D.2200、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√2sin100πt(V)的交变电压,则()A.电压表的示数为22√2VB.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=7.26Ω,消耗功率为6W.另有一匝线圈接有电压表,读数U0=50mV.原线圈两端电压为u=311sin100πt(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=1100,接入电压U1=220V的电路中.(1)要求在两个副线圈上分别得到电压U2=6V,U3=110V,它们的匝数n2、n3分别为多少?(2)若在两副线圈上分别接上“6V20W”“110V60W”的两个用电器,原线圈的输入电流为多少?参考答案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=n1n2(2)P出=P入,U1I1=U2I2(3)I1I2=n2n11.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=n1n2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;I1I2=n2n1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5Hz,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√2V,C项错误;变压器输入电压为U1=E max√2=120V,由n1n2=U1U2知,B项正确;由U2=n2n1U1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=20V,由n1n2=U1U2得,副线圈两端的电压为U2=100V,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=50Hz,一个周期内电压两次大于100V,即一个周期内氖泡能两次发光,所以其发光频率为100Hz,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I1I2=n2n1得电流比为1∶2,C项错误;根据电压与匝数之间的关系U1U2=n1n2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220V,由U1U2=n1n2可知,原线圈电压U1=20×220V=4400V,D项错误;又因输入功率等于输出功率,P1=P2=60W,故B项错误;电流表示数为有效值,原线圈中电流I1=P1U1=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=P LU L=4A,C项正确;根据U r=Ir=24V得,副线圈电压U2=U L+U r=244V,再由n1n2=U1U2可得,n1∶n2=2750∶61≈45∶1,A项错误;由u=11000√2sin100πt(V)及f=ω2π可得,f=50Hz,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=976W,D项错误.10.B解析:由U1U2=n1n2得,220V36V=n1n2,220V1V=n15,解得,n1=1100、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I1I2=n2n1,得原线圈的电流I1=n2n1I2=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22V;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=n1n2,P出=U22R,可得P出=U12n22n12R.又因为P入=P出,所以P入=U12n22n12R.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50mV.由P2=U22R 可得,U2=6.6V,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=220V,由U1U2=n1n2得,原线圈匝数n1=4400.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√2V,表达式为ΔΦΔt=0.05√2sin100πt(Wb/s).答案:原线圈匝数为4400副线圈匝数为132ΔΦΔt=0.05√2sin100πt(Wb/s)15.解析:(1)根据原、副线圈间电压与匝数的关系,由U1U2=n1n2,U1U3=n1n3,得n2=U2U1n1=6220×1100=30,n3=U3U1n1=110220×1100=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=P2+P3U1=20+60220A=0.36A.答案:(1)30550(2)0.36A。
人教版选修3-2 5.4变压器 教案(2)
变压器一．教学目标【知识和技能】1、知道变压器的构造．知道变压器是用来改变交流电压的装置．2、理解互感现象，理解变压器的工作原理．3、掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题．4、理解理想变压器的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它分析解决基本问题．5、理解变压器的输入功率等于输出功率．能用变压器的功率关系解决简单的变压器的电流关系问题．6、知道课本中介绍的几种常见的变压器．【过程和方法】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．【情感、态度、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．教学重点、难点重点：变压器工作原理及工作规律．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．三．教学仪器多媒体四．教学方法讲授演绎推理五．教学过程（一）引入新课情境引入多媒体展示介绍生活中的一些用电器的使用电压，并通过这些提出问题：在我们使用的各种电器中，所需电源电压各不相同，而日常照明电路的电压是220V，那么如何解决这一问题呢？从而引入本节课——《变压器》，同时介绍变压器是改变交流电压的设备。
（二）进入新课1.多媒体展示生活中的一些变压器的图片，引入变压器的构造，并通过视频进一步了解变压器的构造。
（1）闭合铁芯（2）原线圈（初级线圈）（3）副线圈（次级线圈）介绍变压器的示意图以及电路符号。
2.变压器的原理课本中的思考与讨论：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。
小灯泡可能发光吗？说出你的道理。
【物理】5.4《变压器》学案导学(新人教版选修3-2)
第五章第四节变压器一、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220 V的电压，机床上的照明灯需要36 V的安全电压。
一般半导体收音机的电源电压不超过10 V，而电视机显像管却需要10000 V以上的高电压。
高中物理5.4变压器导学案新人教版选修3-2
高中物理 5.4 变压器导学案新人教版选修3-2【学习目标】1.了解变压器的构造及工作原理。
2.探究理想变压器的原、副线圈中电压与匝数关系，电流与匝数关系。
3.体会理想化模型在物理学研究中的重要性。
【重点难点】1．探究变压器的匝数与线圈两端的电压的关系并能用它解决基本问题2．从电磁感应的角度和能量的转化与守恒的角度深刻理解变压器的工作原理3．“探究变压器的匝数与线圈两端的电压的关系”实验，从能量的转化与守恒的角度理解变压器的工作原理。
【学习内容】课前自学一、变压器1、探究一：出示可拆变压器，仔细观察，变压器主要由哪几部分构成？变压器是由和组成.一个线圈跟电源连接，叫线圈（或线圈），另一个线圈跟负载连接，叫线圈（或线圈）.两个线圈都是绝缘导线绕制成的。
铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成.画出变压器的结构示意图和符号：师生互动共同探讨变压器的工作原理：实验探究：(1)．变压器的作用问题1：按照书上所给的电路图接好线路，从电磁感应方面入手说明小灯泡为什么会亮？问题2：变压器为什么能改变电压？问题3：原副线圈的匝数，与原副线圈中的电压有着什么样的定量关系呢？2、探究二：变压器两个线圈的电压关系（1）．设计实验电路（2）．将不同的原副线圈接入线路测出线圈当中的电压添入下表：学生归纳，得出结论：3、升压变压器有什么特点？降压变压器有什么特点？二、理想变压器1．能量损耗探究1：使用可拆变压器有不闭合到闭合，观察接在副线圈两端的小灯泡的亮度变化?试分析原因？探究2：做过实验的变压器铁芯用手触摸有什么感觉？说明了什么？触摸变压器的原副线圈有什么感觉？说明什么？小结：实际的变压器在运行时，哪些地方有损耗呢？强调：变压器在工作过程中，电能和磁能的相互转化是最主要的因素，而伴随而来的损耗是一些次要因素。
为了研究问题的方便，我们突出主要因素，忽略次要因素。
这种方法叫________________,这是科学研究的一种常用方法。
变压器(课时二)导学案 高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
3.3 变压器（课时二）一、理想变压器的动态分析1.原副线圈匝数比不变【例1】设输入交变电压不变，当变阻器R 上的滑动触头向上移动时，四个电表示数变化：【例2】设输入交变电压不变，当变阻器R 上的滑动触头向上移动时，五个电表示数变化：2.原副线圈匝数比改变【例3】单刀双掷开关由a 掷向b ，两电表示数的变化：【小结】①U 1始终等于输入电压，因此不变；② ③二、原线圈有电阻模型【例4】理想变压器的原线圈电路中接有定值电阻1R ，接入电动势为110sin100(V)e t π=的交流电源，副线圈电路中定值电阻2R 和滑动变阻器R 串联，2R 的阻值和滑动变阻器的最大阻值均为0R ，原、副线圈的匝数比为8：1，102R R ，电压表和电流表均为理想交流电表。
（1）电压表的示数（2）滑动变阻器向下滑动的过程中，两电表示数变化【小结】等效电阻法三、两类特殊变压器1．自耦变压器自耦变压器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。
2．互感器(1)电压互感器：如图甲所示，原线圈 在高压电路中，副线圈接电压表。
互感器将高电压变为低电压，通过电压表测低电压，结合匝数比可计算出高压电路的电压。
原副线圈匝数关系：(2)电流互感器：如图乙所示，原线圈 在待测大电流电路中，副线圈接电流表。
互感器将大电流变成小电流，通过电流表测出小电流，结合匝数比可计算出大电流电路的电流。
原副线圈匝数关系：【例5】高压输送过程中的高电压、大电流，我们一般用电压互感器和电流互感器进行测量。
如图所示为两个互感器，在图中圆圈内a、b表示电表，已知电压比为100，电流比为10，电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，则（）A．a为电压表，b为电流表，输送电功率是2.2×106WB．a为电压表，b为电流表，输送电功率是2.2×103WC．a为电流表，b为电压表，输送电功率是2.2×106WD．a为电流表，b为电压表，输送电功率是2.2×103W【例6】如图为理想自耦变压器，其中P为变压器上的滑动触头，P′为滑动变阻器上的滑片，则以下说法正确的是()A．P不动，P′向下滑动时，U2一直在减小B．P′不动，P逆时针转动，可使电压U1减小C．P′不动，P顺时针转动一个小角度时，电流表读数增大D．P顺时针转动一个小角度，同时P′向下滑动时，小灯泡的亮度可以不变【例7】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。
5.4《变压器》导学案
5.4《变压器》导学案编写人：骆均时间：2014年12月15 三维目标【知识目标】1.了解变压器的结构，理解变压器的工作原理2.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。
3.掌握理想变压器的功率关系，并能推导出原，副线圈电流关系。
【能力目标】1.通过观察实验培养学生发现问题，分析问题的能力。
【情感态度与价值观】1.让学生充分体会能量守恒是自然界中最基本的规律之一。
2.通过小组探究合作，培养学生的协作意识和科学态度。
教学重难点【重点】1.掌握变压器工作原理和原副线圈的电压，电流与匝数的关系。
【难点】变压器工作原理及工作规律。
学习过程一.变压器的结构变压器是由和绕在忒心上的两个组成。
一个线圈与连接，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）。
二.变压器的工作原理演示实验探究一.原线圈接交流电，灯泡会亮吗？探究二：原线圈接直流电，灯泡会发光吗？2.原因分析：在原线圈上加上交变电压，原线圈上就会产生交变电流，进而产生了变化的，变化的磁场不仅通过原线圈，也会通过，根据法拉第电磁感应定律，副线圈会产生，因此小灯泡会亮。
3.变压器是利用工作的一种仪器。
从能量转换角度来看，变压器是将电能在原线圈转换为，在副线圈将磁场能转换为。
三．探究实验：变压器线圈两端的电压与匝数的关系（1）按图示电路连接电路探究一：原线圈接低压交流电源6V，保持原线圈匝数n1不变，改变副线圈匝数，用多用电表交流电压档分别测出副线圈两端的电压，记入表格。
探究二：原线圈接低压交流电源6V，保持副线圈匝数n2不变，改变原线圈匝数，用多用电表交流电压档分别测出副线圈两端的电压，记入表格。
U＝6V原线圈电压U1副线圈电压U2原线圈匝数n1副线圈匝数n2U1 /U2n1/ n26666在误差允许范围内，原，副线圈电压之比等于，即：。
（3）理想变压器理想变压器是一种理想化模型，没有能量损耗，没有漏磁。
在现实生活中的变压器可看着理想变压器。
5.4 变压器(导学案)
5.4 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． 【课前导学案】 一、变压器的原理1．构造：由 和绕在铁芯上的两个线圈组成，与交流电源连接的线圈叫 ，与负载连接的线圈叫 ．2．原理： 现象是变压器工作的基础．原线圈中电流的大小、方向不断变化，在铁芯中激发的磁场也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生 ． 二、电压与匝数的关系1．理想变压器：没有 的变压器叫做理想变压器，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、副线圈的功率关系 P 1 P 2(填“>”“＝”或“<”)． 【课上探究案】一、变压器的原理及电压与匝数的关系如图所示，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(原线圈)通过开关可以连接到交流电源的两端，另一个线圈(副线圈)连到小灯泡上．连接电路，接通电源，小灯泡能发光． (1)两个线圈并没有连接，小灯泡为什么会发光？(2)小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压相等吗？如果不相等，为什么？ (3)若将原线圈接在恒定的直流电源上小灯泡发光吗？为什么？【知识强化】1．变压器的原理是互感现象．当原线圈接交变电压时，在铁芯中产生周期性变化的磁场，在副线圈中会产生感应电动势，由于原、副线圈绕在同一个闭合铁芯上，所以穿过每一匝线圈的磁通量的变化率相等，但由于原、副线圈匝数不同，故电压不同．说明 (1)变压器能改变交变电压、交变电流，但不能改变恒定电压、恒定电流． (2)变压器原、副线圈中交流电的频率相等，即变压器不改变交流电的频率． 2．变压器原、副线圈中的电压关系 (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＝…例1 (多选)如图所示的理想变压器，原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝1∶2，U 1＝2202sin ωt (V)，n 1＝1 100匝，以下说法正确的是( )A ．穿过原、副线圈的磁通量的变化率之比为1∶2B ．穿过原、副线圈的磁通量的变化率的最大值相等，均为25V C ．原、副线圈每一匝产生的电动势有效值相等，均为0.2 V D ．原、副线圈电压的最大值之比为1∶2二、理想变压器原、副线圈的功率关系和电流关系 阅读教材回答下列三个问题：(1)什么是理想变压器？理想变压器原、副线圈中的功率有什么关系？ (2)根据能量守恒推导只有一个副线圈时原、副线圈中的电流与匝数的关系． (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．【知识强化】 1．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，即P 入＝P 出． 2．电流关系(1)只有一个副线圈时，U 1I 1＝U 2I 2或I 1I 2＝n 2n 1.(2)当有多个副线圈时，I 1U 1＝I 2U 2＋I 3U 3＋…或n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋…例2 如图，理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝4∶1，电压表和电流表均为理想电表，灯泡电阻R L ＝110 Ω，A 、B 端电压u 1＝2202sin 100πt (V)．下列说法正确的是( ) A ．副线圈输出的交流电的频率为25 Hz B ．电压表的示数为55 2 V C ．电流表的示数为1.0 A D ．变压器输入功率为27.5 W例3 如图所示，理想变压器原线圈的匝数n 1＝100，两个副线圈的匝数分别为n 2＝5和n 3＝10，L 1是“2 V 2 W ”的小灯泡，L 2是“4 V 4 W ”的小灯泡．当原线圈上接交变电压时，L 1、L 2都正常发光，那么，原线圈中的电压和电流分别为( ) A ．40 V 120 A B ．6 V 120 A C ．40 V320 A D ．6 V 320A 三、自耦变压器和互感器 1．自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，如果把整个线圈作为原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压，反之则可以升高电压，如图5所示．2．互感器交流电压表和交流电流表都有一定的量程，不能直接测量高电压和大电流． 互感器是利用变压器的原理来测量高电压或大电流的仪器．(1)电压互感器：实质是降压变压器，可以把高电压变成低电压(如图所示)．电压互感器应并联接入电路．(2)电流互感器：实质是升压变压器，可以把大电流变成小电流(如图所示)．电流互感器应串联接入电路．例4 一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a 、b 间作为原线圈．通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c 、d 间作为副线圈，在a 、b 间输入电压为U 1的交变电流时，c 、d 间的输出电压为U 2，在将滑动触头从M 点顺时针转到N 点的过程中( ) A ．U 2>U 1，U 2降低 B ．U 2>U 1，U 2升高 C ．U 2<U 1，U 2降低 D ．U 2<U 1，U 2升高例5 (多选)如图所示，在某一输电线路的起始端接入两个互感器，原、副线圈的匝数比分别为100∶1和1∶100，图中a 、b 表示电压表或电流表，已知电压表的示数为22 V ，电流表的示数为1 A ，则( ) A ．a 为电流表，b 为电压表 B ．a 为电压表，b 为电流表 C ．线路输送电功率是220 kW D ．输电线路总电阻为22 Ω【课后反思】。
高中物理 5.4变压器导学案 新人教版选修
高中物理 5.4变压器导学案新人教版选修5、4变压器导学案新人教版选修3-2策略与反思纠错与归纳【学习目标】1、了解变压器的构造、2、理解互感现象，理解变压器的工作原理、3、理解理想变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析解决问题、4、理解理想变压器的原、副线圈中电流与匝数的关系，能应用它分析解决问题、5、知道课本中介绍的几种常见的变压器、重点：理想变压器的原、副线圈中电压与匝数，电流与匝数的关系难点：分析解决理想变压器基本问题【自主学习】复习回顾1、产生感应电动势的条件是：_____________________________、感应电动势大小与________成正比、法拉第电磁感应定律的表达式为__________________、2、家庭用的电灯、电饭煲、洗衣机的电源都是________V的________电流，而交变电流在送往住户前的电压都很高，要想得到用户需要的电压，就必须经过________改变电压、预习导学一、变压器1、定义：用来改变的设备，称为变压器、2、构造：变压器由一个铁芯和两个线圈组成的、二、理想变压器1、理想变压器是一种模型、理想变压器有三个特点：（1）铁芯封闭性好，无漏磁现象，即穿过原、副线圈两绕组每匝的磁通量Φ都、（2）线圈绕组的电阻，无能损现象、（3）铁芯中的电流不计，铁芯不发热，无能损现象、2、理想变压器的变压原理：是现象，即是变压器变压的成因、3、能量转换：变压器是把电能转化为又把磁场能转化为的装置、三、几种常用的变压器1、自耦变压器2、调压变压器3、互感器①电压互感器②电流互感器【合作探究】探究一、理想变压器的基本关系（1）输出功率等于输入功率P出＝P入，U1I1＝U2I2、（2）原副线圈两端的电压跟匝数成正比：、U1/U2=n1/n2（3）原副线圈中的电流跟匝数成反比（仅限一个副线圈）：I1/I2=n2/n1、（4）原副线圈的交变电流的周期T和频率f相同、探究二、理想变压器的三个决定关系（1）理想变压器功率决定功率、当副线圈空载时，变压器的输出功率为零，输入功率也为零，并且输入功率随着负载的变化而变化、若同时有多组副线圈工作，则U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn成立、（2）理想变压器线圈两端电压由线圈两端电压和匝数比所决定、无论副线圈是否有负载，是单组还是多组，每组副线圈两端电压与原线圈两端电压都满足＝…、（3）理想变压器线圈中的电流决定线圈中的电流、原线圈中的电流随副线圈中电流的增大而增大，当有几组副线圈时，原、副线圈中的电流关系为n1I1＝n2I2＋n3I3＋…，其中n2、n3…为工作的副线圈的匝数、探究三、理想变压器的动态分析【例1】一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈有可调电阻R、设原线圈的电流为I1，输入功率为P1，副线圈的电流为I2，输出功率为P2、当R增大时()A、I1减小，P1增大B、I1减小，P1减小C、I2增大，P2减小D、I2增大，P2增大【独立思考】当负载增大时，哪些物理量是不变的，哪些物理量是变化的？是输出功率决定输入功率还是输入功率决定输出功率？功率和电流间的关系是什么？【例2】理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，以下说法中正确的是()A、穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1B、穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等C、原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶1D、正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶1【例3】一理想变压器，原线圈匝数n1＝1100，接在电压为220 V的交流电源上，当它对11只并联的“36 V，60 W”灯泡供电时，灯泡正常发光，由此可知该变压器副线圈的匝数n2＝________，通过原线圈的电流I1＝________A【例3】一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5、原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图1所示、副线圈仅接入一个10 Ω的电阻、则()A、流过电阻的电流是20 AB、与电阻并联的电压表的示数是100 VC、经过1分钟电阻发出的热量是6103 JD、变压器的输入功率是1103 W【当堂检测】1、在正常工作的理想变压器的原副线圈中，数值上不一定相等的物理量为（）A、交流电的频率B、端电压的最大值C、电流的有效值D、电功率2、对于理想变压器，下列说法中正确的是（）A、原线圈的输入功率，随着副线圈的输出功率增大而增大B、原线圈的输入电流，随着副线圈的输出电流增大而增大C、原线圈的电压，不随副线圈的输出电流变化而变化D、当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零3、一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2，正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U1和U2、I1和I2、P1和P2、已知n1>n2，则（）A、U1>U2，P1＝P2B、P1＝P2，I1<I2C、I1<I2，U1>U2D、P1>P2，I1>I24、图中，a、b为输入端，接交流电源，c、d为输出端，则输出电压大于输入电压的电路是（）5、某变电站用原、副线圈匝数比为n1∶n2的变压器，将远距离输来的电能送到用户，如图4所示、将变压器看作理想变压器，当正常工作时，下列说法正确的是()A、原、副线圈电压比为n2∶n1B、原、副线圈电流比为n1∶n2C、原、副线圈电压比为n1∶n2D、变压器的输入功率与输出功率的比为n1∶n26、如图5所示，理想变压器的原线圈接在u＝220sin100πt V的交流电源上，副线圈接有R＝55 Ω的负载电阻、原、副线圈匝数之比为2∶1、电流表、电压表均为理想电表，下列说法中正确的是()A、原线圈中电流表的读数为1 AB、原线圈中的输入功率为220 WC、副线圈中电压表的读数为110 VD、副线圈中输出交流电的周期为50 s7、如图7所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关S断开、当S接通时，以下说法中正确的是()A、副线圈两端M、N的输出电压减小B、副线圈输电线等效电阻R两端的电压将增大C、通过灯泡L1的电流减小D、原线圈中的电流增大8、如图所示理想变压器原副线圈匝数之比:n1:n2=4:1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R连接组成闭合回路，当直导线AB在匀速强磁场中沿导轨匀速地向左作切割磁感线运动时，安培表A1的读数为12mA，那么安培表A2的读数为 ( )A、0B、3mAC、48mAD、与R值大小无关9、如图9所示，交流发电机电动势的有效值E＝20 V，内阻不计，它通过一个R＝6 Ω的指示灯连接变压器、变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6 V，0、25 W”，灯泡都正常发光，导线电阻不计、求：(1)降压变压器初级、次级线圈匝数比、(2)发电机的输出功率、[来源:Zxxk、Com]。
5.4_变压器导学案
5.4变压器一课前预习案【学习目标】1、了解变压器的构造与原理、理解变压器的电压关系、电流关系、功率关系。
2、用演示可拆变压器得到变压器变压规律。
3、体验实验动手的乐趣，培养动手和观察能力。
【重点难点】电压关系与功率关系的理解与应用【自主预习】1、产生感应电动势条件是什么？2、法拉第电磁感应定律内容3、什么是互感现象？4、变压器结构观察变压器模型: 总结变压器基本构造：______________________________画出变压器在电路中的符号：5、理想变压器理想变压器“理想”在哪些方面？二课中探究案【自主学习】探究任务1、根据对教材的阅读，结合可拆变压器，说说变压器都有哪些部件构成，它在电路图中的符号是什么样的？探究任务2、变压器的工作原理变压器的副线圈和原线圈的电路是否相通？当给原线圈接交变电压U1时，副线圈电压U2是怎样产生的？演示实验：思考：变压器为什么不改变恒定电流的电压？跟踪练习1．下列正确说法是A．变压器也可能改变恒定电压B．变压器的原理是一种电磁感应现象，副线圈输出的电流是原线圈电流的感应电流C．变压器由绕在同一闭合铁芯上的若干线圈构成D．变压器原线圈相对电源而言起负载作用，而副线圈相对负载而言起电源作用探究任务3：理想变压器同学们，通过阅读教材和查阅你们手头的资料，你们认为什么样的变压器才是理解理想变压器呢？理想变压器的输入功率与输出功率的有什么样的关系？对理想变压器的概念还有哪些不理解的问题？3、变压器原、副线圈电压与匝数关系理论推导：理论和实验都证明变压器的原线圈、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： =跟踪练习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？3．为了安全，机床上照明电灯用的电压是36v ，这个电压是将380V 的电压降压后得到的。
如果变压器的原线圈是1140匝，副线圈是多少匝？探究任务 4.根据你对理想变压器的理解，你能推导出原线圈与副线圈中的电流关系吗？跟踪练习4．利用一变压器将220V 的交变电流电压降为36V ，若原线圈为1100匝，则副线圈匝数________匝，若副线圈接入“36V 12W ”的灯泡正常发光，则输出功率为________W ，输入功率为________W ，原线圈电流为________A.5．（08年海南）如图，理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1．原线圈接入一电压为u ＝U 0sin ωt 的交流电源，副线圈接一个R ＝27.5 Ω的负载电阻．若U 0＝V ，ω＝100π Hz ，则下述结论正确的是 A ．副线圈中电压表的读数为55 VB ．副线圈中输出交流电的周期为1s 100πC ．原线圈中电流表的读数为0.5 AD．原线圈中的输入功率为6.如图所示，理想变压器初、次级线圈的匝数之比n 1:n 2=2:1，且分别接有完全相同的纯电阻，电源的电压为U ，则次级线圈的输出电压为 ( ) A.2U B.3U C.U 52 D.U 4321U U 21nn（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？三 课后提升案1．如下图所示，A 、B 、C 、D 是4种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用的白炽灯泡相同，且都是“220 V 40 W ”，当灯泡所消耗的功率都调到20 W 时，哪种台灯消耗的功率最小( )2．如图甲，回字形线圈两端绕有两线圈，在线圈l 1中通入电流 i 1后，在2l 上产生感应电流随时间变化规律如图乙所示，则通入线圈l 1中的电流i 1随时间变化图线是下图中的（ ）（l 1、l 2中电流正方向如图甲中箭头）3. 如图所示，一理想变压器的变压比为3∶1，图中四只灯泡完全相同.在L 1、L 2、L 3正常发光的条件下，若断开L 4，则 ( ) A 、L 1、L 2、L 3变亮 B 、L 1、L 2、L 3变暗C 、L 1变亮，L 2、L 3变暗D 、L 1变暗，L 2、L 3亮度变亮iii i i。
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。
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2
变 压 器学习目标（一）知识与技能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，并能用它分析解决有关问题。
4、知道理想变压器是一种化模型和能量守恒关系的应用。
（二）过程与方法利用实验法使学生通过对变压器的客观认识去理解客观实在性。
（三）情感态度与价值观通过类比的方法，培养学生的逻辑思维能力。
重 点:理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系 难 点:能量守恒关系的应用 【自主学习】要点一 变压器两线圈电压、电流与匝数的关系1．对理想变压器，穿过两个线圈的磁通量始终相同，原线圈产生的电动势为E 1＝n 1ΔΦΔt，副线圈产生的电动势为E 2＝n 2ΔΦΔt ，E 1E 2＝n 1n 2.2．互感器(1)电压互感器：用来把高电压变成低电压，它的原线圈并联在高压电路L ，副线圈接入交流电压表，如图5－4－2甲所示．图5－4－2(2)电流互感器：用来把大电流变成小电流，副线圈比原线圈匝数多，线圈串联在被测电路中，副线圈接入交流电流表，如图5－4－2乙所示．要点二 解决变压器问题的思路1．电压思路：变压器原、副线圈的电压之比为U 1U 2＝n 1n 2；当变压器有多个副线圈时U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3＝…… 2．功率思路：理想变压器的输入、输出功率为P 入＝P 出，即P 1＝P 2；当变压器有多个副线圈时P 1＝P 2＋P 3＋……3．电流思路：由I ＝P U 知，对只有一个副线圈的变压器有I 1I 2＝n 2n 1；当变压器有多个副线圈时n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋……4．制约思路(1)电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比n 1n 2一定时，输出电压U 2由输入电压决定，即U 2＝n 2U 1n 1，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n 1n 2一定，且输入电压U 1确定时，原线圈中的电流I 1由副线圈中的输出电流I 2决定，即I 1＝n 2I 2n 1，可简述为“副制约原”． (3)负载制约：①变压器副线圈中的功率P 2由用户负载决定，P 2＝P 负1＋P 负2＋……；②变压器副线圈中的电流I 2由用户负载及电压U 2确定，I 2＝P 2U 2；③总功率P 总＝P 线＋P 2.三、变压器问题的易错点1．由I 1I 2＝n 2n 1知，对于只有一个副线圈的变压器：电流与匝数成反比．因此，变压器高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制；低压线圈匝数少而通过的电流大，应用较粗的导线绕制．2．变压器的电压关系对有一个或几个副线圈的变压器都成立，而电流关系只适用于有一个副线圈的变压器，若为多个副线圈，电流关系要从功率关系(输入功率总等于输出功率)得出，即U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…，根据U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3＝…，知电流与匝数关系为：n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋….3．变压器的输入功率决定于输出功率，同理输入电流决定于输出电流，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，输入功率为零．4．变压器能改变交变电压、交变电流，但不改变功率和交变电流的频率，输入功率总等于输出功率，副线圈中交变电流的频率总等于原线圈中交变电流的频率．5．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. 【疑难问题】_____________________________________________________________________________________________________________________________________【典型例题】题型一 理想变压器的常规考查一理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝11∶5.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u 如图1所示．副线圈仅接入一个10 Ω的电阻．则( D )图1A ．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思维步步高 原、副线圈的电压存在什么关系？怎样求解输出端的电压和电流？电压表的示数是什么值？怎样从图象上进行求解？电阻发出的热量的计算方法是什么？输出功率和输入功率有什么关系？答案解析 设输入电压为U 1，输出电压为U 2，由U 1U 2＝n 1n 2知U 2＝100 V ，I ＝U 2R＝10010A ＝10 A ，故选项A 、B 错误；1分钟内电阻产生的热量Q ＝I 2Rt ＝102×10×60 J ＝60 000 J ，故选项C 错误；P 输入＝P 输出＝U 22R＝1×103 W ，故选项D 正确．拓展探究 如图2所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1.原线圈接入一电压为u ＝U 0sin ωt 的交流电源，副线圈接一个R ＝27.5 Ω的负载电阻．若U 0＝220 2 V ，ω＝100π rad/s ，则下述结论正确的是( AC )图2A ．副线圈中电压表的读数为55 VB ．副线圈中输出交流电的周期为1100π sC ．原线圈中电流表的读数为0.5 AD ．原线圈中的输入功率为110 2 W题型二 理想变压器的动态分析一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈有可调电阻R .设原线圈的电流为I 1，输入功率为P 1，副线圈的电流为I 2，输出功率为P 2.当R 增大时( B )A ．I 1减小，P 1增大B ．I 1减小，P 1减小C ．I 2增大，P 2减小D ．I 2增大，P 2增大思维步步高 当负载增大时，哪些物理量是不变的，哪些物理量是变化的？是输出功率决定输入功率还是输入功率决定输出功率？功率和电流间的关系是什么？解析 副线圈的电压不变，当副线圈接的电阻R 增大时，I 2减小，P 2减小，因为P 1＝P 2，所以P 1减小，I 1＝n 2n 1I 2，I 1也减小．拓展探究 如图3所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R 1、R 2、R 3和R 4均为固定电阻，开关S 是闭合的．和为理想电压表，读数分别为U1和U2；、和为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3.现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是(BC)图3A．U2变小、I3变小B．U2不变、I3变大C．I1变小、I2变小D．I1变大、I2变大【针对训练】1．调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图8所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，AB间加上正弦交流电压U，移动滑动触头P的位置，就可以调节输出电压．在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为Q，则()A．保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变大B．保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变小C．保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变大D．保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变小2．如图9所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n∶1.原线圈接正弦交流电压U，输出端接有一个交流电流表和一个电动机．电动机线圈电阻为R.当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一重物匀速上升．下列判断正确的是()A．电动机两端电压为IRB．电动机消耗的功率为I2RC ．原线圈中的电流为nID ．变压器的输入功率为UIn3．理想变压器的原线圈接入表达式为i ＝I m sin ωt 的交变电流，一只灯泡和交流电流表串联后接在副线圈两端，读数为0.4 A ，当t ＝38T 时，原线圈的电流i ＝30mA ，由此可知，此变压器的原副线圈匝数之比为( )A ．4∶30B ．40∶3C ．3∶40 2D ．40 2∶34．如图11所示，交流发电机电动势的有效值E ＝20 V ，内阻不计，它通过一个R ＝6 Ω的指示灯连接变压器．变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6 V ，0.25 W ”，灯泡都正常发光，导线电阻不计．求：(1)降压变压器初级、次级线圈匝数比． (2)发电机的输出功率 ．图11课后反思：1、BC2、 D3、 B4、变小 变小 不变 增大5、答案 (1)3∶1 (2)6.67 W解析 (1)彩色小灯泡额定电流I L ＝P U ＝0.256 A ＝124 A ，次级线圈总电流I 2＝24I L＝1 A ．变压器输入功率等于I 1U 1＝I 2U 2＝6 W ，变压器原线圈电路中，利用欧姆定律可得E ＝U 1＋I 1R ＝6I 1＋6I 1，代入E 值解得I 1＝13 A(I 1＝3 A 应舍去，据题意是降压变压器，应I 1<I 2＝1 A)，所以n 1n 2＝I 2I 1＝31. (2)发电机输出功率W.P ＝I 1E ＝6.676、答案 (1)220 V 0 (2)214.68 V (3)57.1 W解析 (1)将变压器视为理想变压器．设空载时次级线圈的端电压为U 2. 由U 1U 2＝n 1n 2，得U 2＝n 2n 1U 1＝220 V 因为空载，次级线圈的负载电阻2R →∞，次级线圈中的电流为零I 2＝0，P ＝I 2U 2＝0.(2)接通电路后，100盏灯并联的总电阻为 R 外＝R 100＝U 2额100P 额＝8.07 Ω次级线圈中的电流为 I 2＝U 2R 外＋R 线＝2208.07＋0.2＝26.6 A所以次级线圈的端电压 U 2′＝I 2R 外＝214.68 V (3)每盏灯的实际功率为P ＝I 2100U 2′＝57.1 W。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
【典型精析】为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流
，电路中分别接了理想变流电压表V1、V2和理想交流电流表
【小试牛刀】如图所示，理想变压器的输入端接正弦交流电，副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡
接通时，以下说法中正确的是（）
为单刀双掷开关，P是滑动变阻器R的滑动触头，原线圈两端接电压恒定的交变电流，则能使原线圈的输入功率变大的是 ( )
为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两
知识巩固
、如图所示，变压器的原、副线圈的匝数比一定，原线圈的电压为U时，副线圈的输出电压为
L2、L3为三只完全相同的电灯，开始时，电键K闭合时（）
A.电压U1不变，U2变大
个完全相同的灯泡连接在理想变压器的原、副线圈中，如图所示.若将该线路与交流电源接通，且。