鲁科版选修32 4.2 变压器 学案.docx

4.2变压器 作业1.知道变压器的构造,了解变压器的工作原理。2.理解理想变压器原、副线圈中的电压、电流与匝数的关系,能应用它分析解决有关问题。3.了解常见变压器,及其在生活和生产中的应用。1.变压器的构造变压器主要由铁芯和绕在铁芯上的两部分组成。2.变压器的原理变压器的基本原理是。当原线圈中有交变电流时,在铁芯中产生交变的磁通量,这个交变的磁通量穿过副线圈,从而在副线圈中产生;如果副线圈连成闭合回路时,感应出的电流i也会在铁芯中激发出变化的磁通量,该磁通量同样既穿过副线圈,也穿过原线圈,也会在原、副线圈中引起,这就是互感现象。3.理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2,原、副线圈的功率、电压、电流关系(1)理想变压器不考虑能量损失,输入功率p入(选填“大于”“小于”或“等于”)输出功率p出。(2)原、副线圈对应关系电压关系u1u2=;电流关系i1i2=(变压器只有一个副线圈)。4.自耦变压器绕组的变压器为自耦变压器。主题1变压器(1)如图所示,把两个线圈套在同一个闭合铁芯上,一个线圈连接到交流电的两端,另一个线圈连到小灯泡上,请动手做一做看看小灯泡能否发光?解释一下你看到的现象。(2)如果不是交流电而是直流电,小灯泡能发光吗?闭合铁芯中有磁场吗?主题2变压器的原理(1)当变压器原线圈接正弦交变电流时,变压器副线圈有电流输出,那么你认为变压器副线圈输出的是直流电还是交流电?就主题1中的实验说,你如何判断?(2)如果变压器副线圈输出的是交流电,原线圈的电流对副线圈中的电流有影响,那么副线圈的电流对原线圈中的电流有没有影响?主题3理想变压器(1)高中阶段所涉及的变压器基本上都认为是理想变压器,那么理想变压器有什么特点?(2)对于非理想变压器说,能量损失自哪些方面?主题4理想变压器电压、电流与匝数的关系对于只有一个副线圈的变压器,请你根据理想变压器原、副线圈的电压之比推导出理想变压器原、副线圈的电流关系。变压器原、副线圈的导线是不是应选用粗细一致的导线绕制?1.一个正常工作的理想变压器的原、副线圈中,不一定相等的物理量是()。a.交变电流的频率b.电流的有效值c.电功率d.磁通量的变化率2.理想变压器的原、副线圈匝数之比为115,当原线圈接在6 v的蓄电池两端以后,副线圈的输出电压为()。a.90 vb.6 vc.0.4 vd.0 3.理想变压器初、次级线圈匝数比为41,若在初级线圈上加u=4002sin 100t v的交流电,用交变电压表测得次级线圈两端的电压为()。a.1002 vb.100 v c.16002 v d.1600 v4.理想变压器正常工作时,原、副线圈中的电流为i1、i2,电压为u1、u2,功率为p1、p2,关于它们之间的关系,下列说法中正确的是()。a. u1随着u2增大而增大b.i1随着i2的增大而增大c. p1随着p2的增大而增大d.当副线圈断路时,原线圈上电压为零拓展一理想变压器基本公式的应用1.图示为理想变压器,它的原线圈接在交流电上,副线圈接在一个标有“12 v100 w”的灯泡l上。已知变压器原、副线圈的匝数之比为181,那么灯泡正常工作时,图中电压表的示数为多少?电流表的示数为多少?拓展二变压器的动态问题分析2.图示是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器输入电压是市电网的电压,不会有很大的波动。输出电压通过输电线输送给用户,输电线的电阻用r0表示,变阻器r表示用户用电器的总电阻,当滑动变阻器触头p向下移动时,下列说法中正确的是()。a.相当于在增加用电器的数目b.表的示数随表的示数的增大而增大c.表的示数随表的示数的增大而增大d.变压器的输入功率在增大参考答案知识体系梳理两个线圈电磁感应感应电动势感应电动势等于n1n2n2n1只有一个重点难点探究主题1(1)线圈接交流电时小灯泡能发光,因为左边线圈的电流是变化的,闭合铁芯中磁通量发生变化,右边线圈产生感应电动势,由于有闭合回路,所以能形成感应电流。(2)如果接学生电的线圈不是接交流电而是接直流电,小灯泡不能发光。闭合铁芯中有磁场,但磁场不是变化的,所以不能产生感应电动势。主题2(1)当变压器原线圈接正弦交变电流时,变压器副线圈输出的是交变电流。就主题1中的实验说,可以在灯泡与线圈之间串联一个电容器(电容器有“隔直流、通交流”的特点),看看灯泡能否发光。(2)互感现象是变压器工作的基础,原线圈和副线圈中电流的变化都是相互影响的。主题3(1)理想变压器的特点无能量损失,能量输入、输出的效率为100%。(2)对于非理想变压器说,能量损失自线圈(也是电阻)本身的发热;变压器铁芯产生涡流发热;变压器铁芯存在漏磁,即原线圈产生的磁感线没有全部沿铁芯通过副线圈。主题4理想变压器原、副线圈的电压之比为u1u2=n1n2。由于不计各种电磁能量的损失,输入功率等于输出功率,即p1=p2。因为p1=u1i1,p2=u2i2,即u1i1=u2i2。又由于u1u2=n1n2,所以i1i2=n2n1。由i1i2=n2n1知,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。基础智能检测1.b2.d3.b4.bc全新视角拓展1.216 v0.46 a【解析】灯泡l正常工作,则副线圈的电压为12 v根据公式u1u2=n1n2,可得原线圈的电压u1=n1n2u2=216 v根据理想变压器的原、副线圈的功率相等,有p1=p2所以i1=p1u1=p2u1=0.46 a即电压表、电流表的示数分别为216 v、0.46 a。2.acd【解析】变压器的输入电压u1不变,即表的示数不变,理想变压的匝数不变,故u2不变,表的