广西梧州市蒙山县第一中学高中物理 变压器导学案 新人教版选修31.DOC

高中物理人教版选修3-1导学案：变压器【学习目标】1、了解电感器和电容器对交变电流的阻碍和导通作用2、掌握理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系及功率关系3、知道输电线上的功率损失及减少功率损失的方法【学习重点和难点】变压器原理、输电线上能量损失的计算【使用说明及学法指导】本学案包括电感和电容对交变电流的影响、变压器、电能的输送三节课的内容。建议第一课时在教师的指导下先认真阅读教材，初步理解本学案的有关知识，第二、三课时通过探究展示课加深对本部分重点和难点知识的理解。【课前预习案】一、知识点一、电感对交变电流的阻碍作用1感抗（1）定义：电感对交变电流的阻碍作用的大小用 来表示。（2）感抗大小的影响因素：线圈的自感系数 、交变电流频率_、感抗越大。2.感抗的应用：扼流圈(1）低频扼流圈线圈匝数_、自感系数 、直流电阻_，它有“通 阻_” 的作用。（2）高频扼流圈线圈匝数_、自感系数 ，它有“通 阻 ”的作用。检测1、如图所示，白炽灯和电感线圈串联后接在交流电源的两端，当交流电源的频率增加时a线圈感抗增加 b线圈感抗减少c电灯变暗 d电灯变亮检测2、一段长直导线接在交流电源上时电流强度i1，如果把这段长直导线密绕成线圈，再接入原电路，通过线圈的电流强度为i2，则( )a.i2i1b.i2i1c.i2=i1d.条件不足，无法比较二、知识点二、电容对交变电流的阻碍作用1.容抗（1）定义：电容对交流电的阻碍作用大小用 来表示。（2）容抗大小的影响因素：电容器的电容 、交变电流的频率 ，电容器对交变电流的阻碍作用就_，容抗也_。2.电容的特性：(1)通_，隔_。（2）通_，阻_。检测1、如图所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是（ ）a把电介质插入电容器，灯泡变亮b增大电容器两极板间的距离，灯泡变亮c减小电容器两极板间的正对面积，灯泡变暗d使交变电流频率减小，灯泡变暗三、知识点三、变压器i1i2u1n1n2ru21变压器的构造（1）组成：由 和绕在铁芯上的两个 组成。（2）原线圈：与 相连的线圈，也叫 线圈。（2）副线圈：与 相连的线圈，也叫 线圈。2.理想变压器的变压、变流规律和功率关系：变压规律： n1n2n3l1l2变流规律： 功率关系： 3、变压器有二个副线圈的情况i2i1、电压与匝数间关系：、 、_ 、 、电流与匝数间关系： 、功率关系： 4. 几种常见的变压器(1)自耦变压器: 特点是铁芯上只有 个线圈，如调压变压器。降低电压：整个线圈作 线圈，副线圈只取线圈的一部分。升高电压：线圈的一部分作 线圈，整个线圈作 。（2）互感器电压互感器：用来把高电压变成低电压，它的原线圈 联在高压电路中，副线圈接入交流电压表。电流互感器：用来把大电流变成小电流，它的原线圈 联在被测电路中，副线圈接入交流电流表。检测1、关于理想变压器在使用时的下列说法正确的是 ( )a. 原线圈输入的电压,随着副线圈中的输出电流的增大而增大b. 原线圈中输入的电流,随着副线圈中的输出电流的增大而增大c. 当副线圈空载时,原线圈中无电流d. 当副线圈空载时,原线圈中无电压检测2、一个理想变压器，原线圈匝数为1400匝，副线圈为700匝，在副线圈的输出端接有电阻r，下面说法正确的有 （ ）a.输入、输出功率之比为p1：p2=2：1 b.原、副线圈两端电压之比u1：u2=2：1c.原、副线圈的电流之比为i1：i2=2：1 d.原、副线圈的电流频率之比为f1：f2=2：1四、知识点四、电能的输送1、电功率损失和电压损失功率损失：远距离输送电能，由于输电线上的电流热效应，电能转化为热能，出现功率损失。若输电线路的电阻为r，输送的电流为i，则p= 。电压损失：远距离输送电能，线路中电阻r上消耗部分电压。u= 。2、减少功率损失和电压损失的方法：、 、 检测1、发电厂发电机的输出电压为u1。发电厂到学校的输电导线总电阻为r，通过导线的电流为i，学校得到的电压为u2，则输电线上损耗的功率可表示为（ ）a、u12/ r b、（u1u2）2/ r c、i2r d、i（u1u2）【课内探究案】1、如图所示，把电阻r、电感线圈l、电容器c并联，三个支路中分别接有一灯泡。接入交流电源后，三盏灯亮度相同。若保持交流电源的电压不变，使交变电流的频率增大，则以下判断正确的是( )al1灯比原来亮 bl2灯比原来亮cl3灯和原来一样亮 dl3灯比原来亮abcde f g h2、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110v。若分别在c、d两端和g、h两端加上110v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，220v b.220v，110v c.110v，110v d.220v， 0v mnrl1l2s3.如图所示，理想变压器的副线圈上通过电阻为r的输电线后接有两只相同的白炽灯泡l1、l2。开始时，电键s断开。现将s接通，下列说法中正确的是a.副线圈两端m、n间的电压将减小 b.副线圈输电线上的电压降将增大c.灯泡l1的亮度将减小 d.通过原线圈的电流将增大a1v1v2a2rn1 n24、如图所示，理想变压器给负载r供电。保持输入的交变电压不变，各交流电表对电路的影响不计。当负载电阻的滑动触头向下移动时，图中各交流电表的示数及变压器的输入功率p的变化情况是（ ）a.v1和v2不变，a1增大，a2减小，p增大 b.v1和v2不变，a1和a2增大，p增大c.v1和v2不变，a1和a2减小，p减小d.v1不变，v2增大，a1减小，a2增大，p减小kabru15、如图所示，理想变压器输入的交变电压为u1，原线圈中的电流为i1。下列说法中正确的是a.保持u1及r不变，将k由a改接到b时，i1将减小b.保持u1及r不变，将k由b改接到a时，r的功率将增大c.保持u1及k不变，将r增大时，i1将增大d.保持r及k不变，u1增大，i1将增大 6、在电能输送过程中，若输送的电功率一定，输电线电阻一定时，则在输电线上损耗的电功率（ ）a、和输送电线上的电压降的平方成反比b、和输送电流的平方成反比c、和输送电线上的电压降的平方成正比d、和输送电流平方成正比7、发电机输出端电压为220v，输送功率为110kw。若要保证用户至少获得100kw的电功率，则输电导线电阻不得大于 ；若用升压变压器升压到5500v后进行输电，则导线电阻不得大于 。【拓展提升案】8、一台发电机输出的电功率为100kw