1、高二物理导学案 第三章第三章 交变电流交变电流第三节第三节变压器变压器 【情景导入】【情景导入】 1 1、生产生活中有各种变压器，有的把低压升为高压，有的把高压降为低压。变压、生产生活中有各种变压器，有的把低压升为高压，有的把高压降为低压。变压 器是如何改变电压的呢？器是如何改变电压的呢？ 【学习目标学习目标】 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的关系及应用 3、会推导理想变压器的原、副线圈中的电流关系 4、应用理想变压器解决实际问题. 【教材阅读知识提纲与填空教材阅读知识提纲与填空】 一、变压器的原理一、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
2、圈组成， 如图所示 (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原理：互感现象是变压器的工作基础电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电 流的大小、方向不断变化，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，在输入的电压一定时，原、副线圈取不同的匝数，副线圈输出的 电压也不一样 4理想变压器：没有能量损失的变压器 二、电压与匝数的关系二、电压与匝数的关系 1电压关系：理想变压器的原、副线圈电压之比，等于原、副线圈的匝数之比公式：U1 U2 n1 n2. 2变压器效率：变压器的输出功率与输入
3、功率之比 3两类变压器 (1)降压变压器：副线圈的电压比原线圈电压低的变压器 (2)升压变压器：副线圈的电压比原线圈电压高的变压器 4变压器电能输送：变压器输送电能是利用了电磁感应. 【探究思考探究思考】 探究点探究点一、一、 理想变压器的特点及原理理想变压器的特点及原理 问题问题 1、如图所示，一蓄电池连接在低压交流变压器上，闭合开关会观察到瞬间灯泡发光，然 后熄灭，你能解释这种现象发生的原因吗？ 提示恒定电压加在原线圈上瞬间，线圈内的磁通量发生变化，因而副线圈中的磁通量也发生 变化，所以由 En t 知，副线圈中有感应电动势，灯泡闪亮，之后原线圈中电流恒定，线圈内的 磁通量恒定不变，副线圈
4、中无电动势，因而灯泡熄灭 探究点二探究点二、理想变压器规律及制约关系理想变压器规律及制约关系 问题问题 2、学生电源(低压交流 12 V)，可拆变压器，多用表(交流电压挡)，电路图如图所示对于理想 变压器，只有一组副线圈的情况下，原线圈和副线圈的电流跟它们的匝数的关系 提示 I1 I2 n2 n1.因为 P 1P2，即 I1U1I2U2，又U1 U2 n1 n2，所以推导出 I1 I2 n2 n1. 【成果展示成果展示】 【精讲点评精讲点评】 1理想变压器的特点理想变压器的特点 (1)原、副线圈的电阻不计，不产生热量 (2)变压器的铁芯无漏磁，原、副线圈磁通量无差别 (3)变压器自身的能量损耗
5、不计，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率 (4)原、副线圈的交变电流的周期 T 和频率 f 相同 2理想变压器的基本规律理想变压器的基本规律 (1)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 U1E1，副线圈两端的电压 U2E2，所以U1 U2 n1 n2.当有 n 组线圈时，则有： U1 n1 U2 n2 U3 n3. (2)功率关系：对于理想变压器，不考虑能量损失，P入P出 (3)电流关系：由功率关系，当只有一个副线圈时，I1U1I2U2，得I1 I2 U2 U1 n2 n1. 当有多个副线圈时，I1U1I2U2I3U3，得 I1n1I2n2I3n3. 3理想变压器各物理量
6、间的制约关系理想变压器各物理量间的制约关系 (1)输入电压决定输出电压：由U1 n1 U2 n2，得 U 2n2 n1U 1. 当 U1不变时，U2也不会变，与负载电阻 R 多大及是否变化无关 (2)输出功率决定输入功率：对理想变压器 P出P入 (3)负载决定输出电流：当 U1一定时，U2也一定，对副线圈有 I2U2 R ，所以当 R 变化时，I2也 随之变化，即 R 变大，I2变小；R 变小，I2变大 (4)输出电流决定输入电流：由 n1I1n2I2得 I1n2 n1I 2，所以当 I2变化时，I1也随之变化即 I2变 大，I1变大；I2变小，I1也变小 【例题精讲例题精讲】 例 1、关于理
7、想变压器的工作原理，以下说法正确的是(C) 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 例 2、如图所示，为一理想变压器，S 为单刀双掷开关，P 为滑动变阻器触头，U1为加在原线圈两端 的电压，I1为原线圈中的电流强度，则以下说法错误的是(C) A保持 U1及 P 的位置不变，S 由 a 合到 b 时，I1将增大 B保持 P 的位置及 U1不变， S 由 b 合到 a 时，R 消耗的功率将减小 C保持 U1不变， S 合在 a 处，使 P 上滑，I1将增大 D保持
8、P 的位置不变， S 合在 a 处，若 U1增大，I1将增大 【练习练习】 1、下列关于变压器的说法正确的是(B) A变压器工作的基础是自感现象 B在原线圈中，电能转化为磁场能 C电能能够从原线圈传递到副线圈，是因为原、副线圈通过导线连在一起 D变压器对恒定电流也能变压 2、(多选)理想变压器正常工作时，在其两侧的原、副线圈中一定相同的物理量是(ABC) A交流电的频率B输入、输出功率 C磁通量的变化率D电压的最大值 3、一电器中的变压器可视为理想变压器，它将 220 V 交变电流改变为 110 V已知变压器原线圈匝 数为 800，则副线圈匝数为(B) A200B400C1 600D3 200
9、 4、(多选)如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡 L1和 L2，输电线的等 效电阻为 R.开始时，开关 S 断开当开关 S 接通时，以下说法中正确的是(BCD) A副线圈两端 M、N 的输出电压减小 B副线圈输电线等效电阻 R 上的电压增大 C通过灯泡 L1的电流减小 D原线圈中的电流增大 5、(多选)如图是一个理想变压器的示意图，在它正常工作时关于其说法 正确的是(AB) A副线圈中的电动势是因为电磁感应而产生的 B输送的电能经变压器先转化为磁场能，再转化为电能 C输送的电能经变压器先转化为电场能，再转化为电能 D输送的电能经变压器的铁芯直接传输过去 6、 一输入电压
10、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 1 V，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线 圈匝数分别为(B) A1 100360B1 100180 C2 200180D2 200360 7、如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比 n1n221，和均为理想电表，灯泡电阻 RL6 ，AB 两端电压 u112 2sin 100t(V)下列说法正确的是(D) A电流频率为 100 HzB的读数为 24 V C的读数为 0.5AD变压器输入功率为 6 W 8、 如图， 理想变压器原线圈输入电压 uUmsin t， 副线圈电路中 R0为定值电阻， R 是滑动变阻器. 和是理想交流电压表，示数分别用 U1和 U2表示；和是理想交流电流表，示数分别用 I1和 I2 表示下列说法正确的是(C) AI1和 I2表示电流的瞬时值 BU1和 U2表示电压的最大值 C滑片 P 向下滑动过程中，U2不变、I1变大 D滑片 P 向下滑动过程中，U2变小、I1变小
