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2019-2020年高中物理
5.4变压器学案新人教版选修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n
2、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P
2.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220V的交流电源上,当它对11只并联的“36V,60W”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10Ω的电阻.则 A.流过电阻的电流是20AB.与电阻并联的电压表的示数是100VC.经过1分钟电阻发出的热量是6×103JD.变压器的输入功率是1×103W【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U
2、I1和I
2、P1和P2.已知n1n2,则()A.U1U2,P1=P2B.P1=P2,I1I2C.I1I2,U1U2D.P1P2,I1I24.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=220sin100πtV的交流电源上,副线圈接有R=55Ω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1AB.原线圈中的输入功率为220WC.副线圈中电压表的读数为110VD.副线圈中输出交流电的周期为50s7.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=20V,内阻不计,它通过一个R=6Ω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“6V,
0.25W”,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.。