2012高中物理 4.2《变压器》学案1 鲁科版选修3-2

用心 爱心 专心1 4 2 4 2 变压器变压器 学案学案 1 1 要点导学要点导学 变压器问题解题思路变压器问题解题思路 思路思路 1 1 电压思路 变压器原 副线圈的电压之比为U1 U2 n1 n2 当变压器有多个副绕组时 U1 n1 U2 n2 U3 n3 思路思路 2 2 功率思路 理想变压器的输入 输出功率为P入 P出 即P1 P2 当变压器有多个副绕组时 P1 P2 P3 思路思路 3 3 电流思路 由I P U知 对只有一个副绕组的变压器有I1 I2 n2 n1 当变压器有多个副绕组时 n1I1 n2I2 n3I3 思路思路 4 4 制约思路 1 电压制约 当变压器原 副线圈的匝数比 n1 n2 一定时 输出电压U2由输入电 压决定 即U2 n2U1 n1 2 电流制约 当变压器原 副线圈的匝数比 n1 n2 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 n2I2 n1 3 负载制约 变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定 P2 P负 1 P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 P2 U2 总功率P总 P线 P2 动态分析问题的思路程序可表示为 U1 2 2 2 2 2 1 2 1 I R U I U n n U U 决定 负载 决定 决定决定 111221121 1 UIP I UIUIPP P1 思路思路 5 5 原理思路 变压器原线圈中磁通量发生变化 铁芯中 t相等 对 型变压器有 1 t 2 t 3 t 范例精析范例精析 例 1 如图 5 5 1 所示 理想变压器的副线圈上 通过输电线接两个相同的 灯泡和 输电线的等效电阻为 R 原线圈输入端接最大值恒定的交流 电压 回路中接有一块理想电流表 当开关 S 接通时 以下说法正确的是 A 原线圈中电流表示数增大 B 副线圈两端 MN 的输出电压增大 C 灯泡的亮度变暗 D 输电线上产生的损耗增大 解析 因原线圈的输电线电阻不计 加在原线圈两端的电压即为变压器的输入电压 保持不变 对此变压器而言 由知 副线圈的输出电压 即 不变 当 开关 S 闭合时 灯泡并联到两端 使副线圈所在回路的总电阻变小 由闭合电路欧 图 5 5 1 用心 爱心 专心2 姆定律得 通过输电线的电流变大 输电线分压变大 损耗功率变大 已知副线圈 的输出电压不变 故而灯泡两端电压变小 灯的实际功率变小 灯泡变暗 已 知副线圈所在回路的总电阻变小 因而副线圈损耗的总功率变大 原线圈的输入功率 变大 通过电流表的电流变大 故选 A C D 例 2 在绕制变压器时 某人误将两个线圈绕在如图图 5 5 2 所示变压器铁 芯的左右两个臂上 当通以交流电时 每个线圈产生的磁通量都只有一半 通过另一个线圈 另一半通过中间臂 已知线圈 1 2 的匝数之比 N1 N2 2 1 在不接负载的情况下 正确的是 A 当线圈 1 输入电压 220V 时 线圈 2 输出电压为 110V B 当线圈 1 输入电压 220V 时 线圈 2 输出电压为 55V C 当线圈 2 输入电压 110V 时 线圈 1 输出电压为 220V D 当线圈 2 输入电压 110V 时 线圈 1 输出电压为 110V 解 若代常规公式将发生差错 原因是变压器的组成发生了重要变化 多了中间臂 原副 线圈的磁通量不再相等 原有公式不再适用 可以这样考虑由于不接负载输出端无电流 该端的线圈本身不产生磁通量 通过输出端线圈每匝的磁通量只有通过输入端线圈每匝磁 通量的一半 由于是理想变压器 近似有以下公式 设线圈 1 为输入端 则 t Nu 11 t Nu 2 22 联合 则 2 2 1 1 2 N u N u U2 U1 4 B 正确 同理 若线圈 2 为输入端 则 t Nu 2 11 t Nu 22 2 2 1 1 2 N u N u U1 U2 D 正确 理想变压器原线圈 1 接U1 220 V 交流电压 副线圈 2 的输出电压U2 6 V 电流强度I2 4 A 副线圈 3 输出电压为U3 250 V 电流强度I3 0 4 A 如图 5 5 3 所示 若n2为 24 匝 则原线圈中电流强度I1为多少 副线圈n3匝数为多少 解析 由 2 3 2 3 n n U U 得n3 n2 2 3 U U 24 6 250 1000 匝 由 2 1 2 1 n n U U 得n1 n2 2 1 U U 24 6 220 880 匝 由I1n1 I2n2 I3n3 得 I1 880 10004 0244 1 3322 n nInI A 0 56 A 能力训练能力训练 1 如图 5 5 4 所示 理想变压器原 副线圈匝数分别为 n1 n2 原线圈加交流电压 U1 以 图 5 5 2 图 18 4 10 图 5 5 3 图 5 5 4 用心 爱心 专心3 下说法正确的是 A S 断开时 MN 电压最大 ON 电压为零 B S 断开时 MN 电压为零 ON 电压为 U1n1 n2 C S 闭合时 MN 电压为 U1n2 n1 D S 闭合时 且滑动触头向下滑时 原线圈电流变小 副线圈电流变大 2 有理想变压器给负载供电 变压器输入电压不变 如图 5 5 5 所示 如果负载电阻的滑 动触片向上移动 则图中所有交流电表的示数及输入功率变化情况正确的 是 A V1 V2不变 A1增大 A2减小 P 增大 B V1 V2不变 A1 A2增大 P 增大 C V1 V2不变 A1 A2减小 P 减小 D V1不变 V2增大 A1减小 A2增大 P 减小 3 一理想变压器原线圈接交变电流 副线圈接一电阻 下列哪些方法可使输入功率增加 A 增大负载电阻B 减小负载电阻 C 增加副线圈匝数D 增加原线圈匝数 4 如图图 5 5 6 接法中的自耦变压器滑头 P 向上滑动时 则 A R 上的电压上升 电流增大 B R 上的电压上升 电流减小 C R 上的电压下降 电流增大 D R 上的电压下降 电流减小 5 甲 乙两个理想变压器 它们的原 副线圈的匝数比以及连接方式如图 5 5 7 所示 若 输电导线的电阻不计 甲的输入电压