河南省焦作市沁阳一中高中物理 第五章第四节 变压器导学案 新人教版选修32(1).doc

河南省焦作市沁阳一中高中物理 第五章第四节 变压器导学案 新人教版选修3-2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e1n1，副线圈产生的电动势为e2n2，.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，如图甲所示 (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；当变压器有多个副线圈时2功率思路：理想变压器的输入、输出功率为p入p出，即p1p2；当变压器有多个副线圈时p1p2p33电流思路：由i知，对只有一个副线圈的变压器有；当变压器有多个副线圈时n1i1n2i2n3i34制约思路(1)电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比一定时，输出电压u2由输入电压决定，即u2，可简述为“原制约副”(2)电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比一定，且输入电压u1确定时，原线圈中的电流i1由副线圈中的输出电流i2决定，即i1，可简述为“副制约原”(3)负载制约：变压器副线圈中的功率p2由用户负载决定，p2p负1p负2；变压器副线圈中的电流i2由用户负载及电压u2确定，i2；总功率p总p线p2.三、变压器问题的易错点1由知，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u1i1u2i2u3i3，根据，知电流与匝数关系为：n1i1n2i2n3i3.3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n1n2115.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 的电阻则(d )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u1，输出电压为u2，由知u2100 v，i a10 a，故选项a、b错误；1分钟内电阻产生的热量qi2rt1021060 j60 000 j，故选项c错误；p输入p输出1103 w，故选项d正确拓展探究 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为41.原线圈接入一电压为uu0sin t的交流电源，副线圈接一个r27.5 的负载电阻若u0220 v，100 rad/s，则下述结论正确的是(ac )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 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 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(b)ai1减小，p1增大bi1减小，p1减小ci2增大，p2减小 di2增大，p2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，i2减小，p2减小，因为p1p2，所以p1减小，i1i2，i1也减小拓展探究 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r1、r2、r3和r4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)au2变小、i3变小 bu2不变、i3变大ci1变小、i2变小 di1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如图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n1.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 3理想变压器的原线圈接入表达式为iimsin t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tt时，原线圈的电流i30 ma，由此可知，此变压器的原副线圈匝数之比为()a430b403c340 d40 3 4.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 5.如图所示，理想变压器副线圈通过导线接两个相同的灯泡l1和l2。导线的等效电阻为r。现将原来断开的开关s闭合，若变压器原线圈两端的电压保持不变，则下列说法中正确的是（ ） a副线圈两端的电压不变 b通过灯泡l1的电流增大 c原线圈中的电流减小 d变压器的输入功率减小6如图所示，交流发电机电动势的有效值e20 v，内阻不计，它通过一个r6 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 课后反思： 参考答案1、bc 2、 d 3、 b 4、 5 、 6、答案(1)3