理学54变压器双层次导学方案

1、5.4 变压器导学方案学习要求1.知道几种常见变压器的构造，理解变压器的工作原理。2.探究理想变压器的原、副线圈中电压与匝数关系，电流与匝数关系。3. 了解变压器在生活中的应用。4. 体会理想化模型在物理学研究中的重要性。学习重难点重点：探究原副线圈电压和匝数的关系 难点：理想变压器电压与匝数的关系的分析推导基础层次问题】一、变压器的原理【思考与讨论】1.把两个没有导线相连的的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到交流 电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上。小灯泡可能发光吗？说出你的道理。2. 如果是接到直流电源的两端呢？_和两个绕在铁芯,与负载连接的叫【自学】 P4完成以下问题：1.变压器：是

2、改变的电器设备 ,由上的线 圈 组成 ,其中 与电 源 连接 的叫 _2.变压器的工作原理： 变压器的工作基础是 现象,原线圈中的交变电流所激发的磁场不仅穿过 也, 同时穿过 .变化的磁场在 中产生 .2.变压器的工作基础1.知道变压器的结构变压器符号：两端的电压与匝数的关系，没有漏磁，原、副线圈中具的磁通量的变化率 有什么特点？问题二根据法拉第电磁感定律，原线圈中的感应电动势的感应电动势 E2=有相同E1=，副线圈中问题三 由上面知：原副线圈中的感应电动势之比 EE12 有什么关系？问题四 在实际中，我们往往不计原、副线圈的电阻，则原副线圈两端的电压分U1别为 U1=, U2=，因此有 U

3、=U2、电压与匝数的关系1.由上面探究（及实验和理论分析）表明：原副线圈的电压之比，等于即2.讨论：（ 1）若Un11n 2，则有 n_1（ 2）若 n1n2，=则 有 _ 实际应用中需要改变交流=电 压的场合很多 流的电压容易改U变，2故交流得到n了广2泛_用_下_也 _，_失_。_没 ，应适用用。于发叫热，_铁_芯_在_交_变_磁_场_ 作）器叫叫，_变_压器_工作时_有_ 能_ 量损器适叫的电压_，有_了_变_压,该器式，只交自主检测】1.变压器为什么不改变恒定电流的电压？2. 为了安全，机床上照明电灯用的电压是 36v，这个电压是吧 380V 的电压降压 后得到的。如果变压器的原线圈是

4、 1140 匝，副线圈是多少匝？3.当变压器一个线圈的匝数已知时，可以用下面的方法测量其它线圈的匝数：把 被测线圈作为原线圈， 用匝数已知的线圈作为副线圈， 通入交流， 测出两线圈的 电压，就可以求出被测线圈的匝数。已知副线圈有 的线路中，测得副线圈的电压是400 匝，55V，求原线圈的匝数。把原线圈接到 220V三、互感器（ P42 科学漫步） 【自学】1.电压互感器的特点及其作用2.电流互感器的特点及其作用 【课后探究】 如果电流互感器的效率为 100%， 推导两个线圈中电流之比与它们的 圈数之比的关系。【思考题】1.变压器中的电流越大， 所用的导线应当越粗。 街头见到的变压器是降压变压器

5、， 假设它只有一个原线圈和一个副线圈， 哪个线圈应该使用较粗的导线？为什么？ 2.图 5.4-9 是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市 区电网的电压， 负载变化时输入电压不会有太大的波动。 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，当用 电器增加时，相当于 R 的值减小（滑动片向下移） 。当用户的用电器增加时，图 中各表的读数如何变化？【迁移应用层次问题】1.（1）变压公式是由电磁感应原理推导出来的 ;（2）在忽略原、副线圈电阻的情况下， U1=E1，U2=E2，E1 和 E2是两线圈产生的感 应电动势， U1和 U2

6、是线圈两端的电压；(3) U1和 U2的大小与副线圈的负载无关；(4) 若变压器有两个副线圈，则有 U1 n1 ,U1 n1 或U2 n1 .U 2 n2 U 3 n3 U 3 n32.电流关系：据输入功率等于输出功率 I1U1=I2U2及U1 n1 知 I1 n2 .U 2 n2 I 2 n1 (1)变压器的输入功率决定于输出功率，即用多少给多少 ; (2)若变压器有两个副线圈，则有 I1n1=I2n2+I3n3.1.理想变压器的规律( 1 )理想变压器原副线圈电压关系：U1 n1 ，若有多个副线圈，则有U 2 n2U1 U 2 U3=n1 n2 n3( 2)功率关系：根据能量守恒有 P 入

7、=P出，I1U1=I2U2，或 I1U1=I2U2+I3U3+ ( 3)电流关系：电流关系是由功率关系决定的 .定量： I1n1=I2n2 或 I1n1=I2n2+I3U3+定性：因 P入随P出的变化而变化，故 I1随 I2的变化而变化，当 I2=0 时，I1很小. 变压器高压圈匝数多而导线细， 低压圈匝数少而导线粗， 是区别高低压线圈的方 法.2.常用变压器的类型 自耦变压器、调压变压器、互感器(电压互感器、电流互感器) .【能力检测】负载发生变化时，判断电流和电压如何变化，先要由 U1 n1 判断 U2 是否变化，U 2 n2再根据 U2 及负载电阻变化的情况， 由欧姆定律确定线圈中的电流

8、 I2的变化情况； 最后再由 P 入=P 出判断原线圈中电流的变化情况 .【典题变式 1】 如图 5-4-5 甲所示，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 ( )B.副线圈输电线等效电阻 R 上的D.原线圈中的电流增大 若从电压与匝数的关系分析， 不图 5-4-5A.副线圈两端 M、N 的输出电压减小 电压降增大C.通过灯泡 L1 的电流减小方法点拨： 考查变压器的电流与匝数的关系时， 容易得出结论， 因为变压器原线圈两端的电压与总的输入电压不相等， 输入电压 等于灯 A 两端的电压和原线圈两端电压之和，所以对待问题要灵活处理 .【典题变式 2】 如图 5-4-6 乙所示，一理想