54变压器导学案

1、5.4变压器学习目标1. 了解变压器的构造及几种常见的变压器，理解变压器的工作原理2. 掌握理想变压器的几种关系并能用它解决相关问题.学习重点变压器工作原理及工作规律学习难点应用变压器工作原理结合电路知识处理变压器相关问题【自主学习】1. 变压器：是改变 的电器设备，由 和两个绕在铁芯上的线圈组成，其中与电源连接的叫，与负载连接的叫？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 3. 理想变压器：没有 损失的变压器叫做理想变压器.4. 电压与匝数的关系是：原、副线圈的等于两个线圈的.5. 常见的变压器有 变压器、变压器

2、、 互感器、 互感器，合作探究及要点分析探究一：变压器结构及原理1. 变压器结构观察变压器模型：总结变压器基本构造:画出变压器在电路中的符号2. 变压器工作原理想一想（1 ）把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连接到交流电源的两端，另个线圈连接到小灯泡上（如图所示），小灯泡能发光吗？为什么？学生电源(2)若把交流电源改为蓄电池，小灯泡发光吗?小结：变压器的工作基础是现象.因此变压器只对 的电流起作用，对 电流不起作用?(后两空选填“变化”或 “恒定”)；变压器工作时能量转化：【例1】关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是()A. 通过正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B

3、. 穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都相等C. 穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势D. 原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈探究二：理想变压器的规律1. 理想变压器“理想”在哪些方面？2, 理想变压器的规律(1)功率关系磁通量,(2)变压器原、副线圈电压与匝数关系理想变压器的原、副线圈中具有A0>磁通量的变化率一.根据法拉第电磁感应定律:对于理想变压器，导线电阻可以忽略，故G = Ei , U 2 = E 2 (副线圈看成一个电源，电动势等于路端电压)如果n2<m ,则输岀电压 输入电压，称 变压器;如果n2>ni ,则输岀电压 输入电压，称 变压器可见，电压仅与匝

4、数一关，与负载关。(3)原线圈与副线圈中的电流与匝数关系对于理想变压器，PA P岀。由P A- Udi P U 2I2即推岀L L ni m 的关系电压和匝数的关系： 电流和匝数的关系： 【例2】理想变压器正常工作时，原、副线圈中一定相同的物理量是（）A. 每匝线圈中磁通量的变化率B. 交变电流的频率C. 原线圈的输入功率和副线圈的输出功率D. 原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势流10 : 1,当输入电压波形如图乙时，电【例3理想变压器连接电路如图甲所不，已知原、畐熾圈匝数比为 表读数为2 A,则（）A.电压表读数为282 VB.电压表读数为28. 2 VC.输入功率为56.4 WD.输入

5、功率为40 W探究三：理想变压器中各量的制约关系1. 电压制约：当变压器原、畐y线圈的匝数比（买）一定时，电压决定 电压.m2. 功率制约：尸岀决定 P入，户岀增大，Px;尸岀减小，Px, P岀为0, P入为.3. 电流制约：当变压器原、畐熾圈的匝数比（宜）一定，且输入电压确定时， 电流决定电流.【例4】如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L和L,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（）A、副线圈两端M N的输岀电压减小B、原线圈中的电流增大C、通过灯泡L的电流减小D副线圈输电线等效电阻R上的电压降增大【例5如图所示为一理想变压器，K器

6、的滑动触头，几为加在原线圈两端的交变电压 流，则（）A. 保持0及夕的位置不变，K由a扳向人时， 将增大B. 保持由及户的位置不变，K山力扳向a时，R消耗功率减小C. 保持萌不变，K接在a处，使尹上滑，将增大D. 保持夕的位置不变，K接在a处，若"增大，将增大 提示：对理想变压器进行动态分析问题的思路程序可表示为：% ”1S % .勺口 ,'板或/?"四,=仪)了/_决足'决足2决定1决定-探究四：几种常见的变压器1. 自耦变压器如图所示，铁芯上只绕一个线圈，低压线圈是高压线圈的一部分，既可以作为升压变压器使用，也可以作为降压变压器使用2.电压互感器(1)构

7、造：小型降压变压器，如图甲所不. 接法：原线圈并联在高压电路中，畐熾圈接电压表；为了安全，外壳和副线圈应接地电压互感器甲(3)作用：将高电压变为低电压，通过测量低电压，计算岀高压电路的电压电流互感器 乙3. 电流互感器(1)构造：小型升压变压器，如图乙所示 接法：原线圈串联在被测电路中，副线圈接电流表.为了安全，外壳和副线圈应接地 (3)作用：将大电流变成小电流，通过测量小电流，计算岀被测电路中的大电流随堂检测1.对于理想变压器下，下列说法中正确的是（）A. 原线圈的输入功率，随副线圈输出功率增大而增大B. 原线圈的输入电流随副线圈输出电流的减小而增大C. 原线圈的电压，不随副线圈输出电流变化

8、而变化D. 当副线圈电流为零时，原线圈电压为零2.女口图所示，理想变压器原、畐熾圈匝数之比为20 : 1,原线圈接正弦交流.电源，畐y线圈接入“ 220 V,60W'灯泡一只，且灯泡正常发光，贝队）n1 iOC.电流表的示数为击D.原线圈端电压为11 V3.某变压器原、副线圈匝数比为55 : 9,原线圈所接电源电压按如图所示的规律变化，副线圈接有负载,下列判断正确的是（）原、副线圈中电流之比.为 55:9变压器输入、输岀功率.之比为55 : 9-220/5A.D. 交流电源电压有效值为220 V,频率为50 Hz4.理想变压器原、副线圈的匝数比为10 : 1,原线圈输入电压的变化规律如

9、图甲所示，副线圈所接电路如的是（副线圈输岀电压的有效值为 31 V图乙所示，尹为滑动变阻器的触头。下列说法正确A.c.尸向右移动时，原、畐y线圈的电流比减小副线圈输出电压的频率为50 Hz 。、爵v I-31。广TD. P向右移动时，变压器的输岀功率增加5.如图所示，M N为两条交流输电线，甲、乙两图是配电室中的互感器和交流电表的两种接线示意图，以A.甲、乙两图中的电表均为交流电压表MN-.,»M/V输岀电压的最大值为36 K J说法正确的是（）B. 甲图中的电表是交流电流表，乙图中的电表是交流电压表C. 甲图中的电表是交流电压表，乙图中的电表是交流电流表D. 甲、乙两图中的电表均为

10、交流电流表6. 如图所示，自耦变压器输入端A、B接交流稳压电源，其电压有效值UAB=100V, Ro c =40 Q,当滑动片处于线圈中点位置时，C D两端电压的有效值S为 V,通| "过电阻R。的电流有效值为 A.金L7. 如图所示，一台有两个副线圈的理想变压器，原线圈匝数m = l 100 匝，接入电压 U, = 220的电路中.（1）要求在两个副线圈上分别得到电压U2=6 V, U 3=110 V,它们的匝数 m ns分别为多少？（2）若在两副线圈上分别接上“ 6 V, 20 W ”、“110 V, 60 W ”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？拓展提升1. 对于理想变压器

11、，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，原线圈的电压也为零2. 如图所不，理想变压器原副线圈匝数之比m m=4 : 1,当导体棒L在匀强磁场中向左做匀速直线运动时电流表A,的不数12mA,则电流表A=的示数为（）卜?A. 3 mAB. 0c. 48mAD.与负载 R的值有关-3. 如图所不，一个理想变压器，初、次级线圈匝数比为10: 1,把初级线圈接入U=220jSi nIO OntV的交流电源，那么（）A. 用交流电压表测量次级输

12、岀电压为220扼VB, 次级交流电的频率为100HzC, 次级接入R=22Q的电阻，则初级线圈的电流为1AD, 次级接入，R=22Q的负载，则变压器的输入功率为22W4.将输入为220V,输岀为6V的变压器，改绕成输岀为30V的变压器.若副线圈原来的匝数为30匝，原线圈匝数不变，则副线圈应增加的匝数是(A. 150 匝B. 120 匝C. 130 匝D. 144 匝5.台理想变压器的原、畐熾圈匝数比为4 : 1,若原线圈加上u=1414si nl00nt(V)的交流电，则用交流电压表测得副线圈两端的电压是(A、 250 V B、353. 5 VC、499.8 VD、 200 V6.如图所示，理

13、想变压器的副线圈上通过输电线接两个相同的灯泡L和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A. 副线圈两端 M N的输岀电压减小B. 副线圈输电线等效电阻R上的电压降增大C. 通过灯泡L的电流减小D. 原线圈中的电流增大7.如图所不，一理想变压器的变压比为3: 1,图中四只灯泡完全相同.在L” "、L正常发光的条件下，若断开L,贝I()A、Li、L?、L 变元Li、L2、L3 变暗C、L变亮，J、L,变暗D、L变暗，L、La亮度变亮8.普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，如图所示，图中电流互感器湖一侧线圈的匝数较

14、少，工作时电流为扇cd 一侧线圈的匝数较多，工作时电流为为了使电流表能正常工作，贝。()A. ab 接 MN、cd 接 PQ, ledB. ab 接 MN、cd 接 PQ, L,> I 讯C. ab 接 PQ、cd 接 MN,D. ab 接 PQ、cd 接 MN, M9. 一单相变压器原副线圈匝数比为20 : 1,原线圈两端电压 UF220V,副线圈电阻2=1 Q ,负载电阻R=19Q.求副线圈输出电压足、原线圈输人功率Pi及变压器的效率.10、如图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。输岀电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用Ro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？11. 女口图所示理想变压器原、畐熾圈的匝数比为NI : N2=2 : 1,原线圈接220 V交流电源，副线圈接额定功率为20 W的灯泡L,灯泡正常发光.当电源电压降为180 V时