3.3.2专题变压器导学案高二下学期物理人教版选择性

物理选必二第一章安培力与洛伦兹力自学探究学案学习内容：3.32专题：变压器主备:闲云时间：2月26日班级姓名教学目标科学素养物理观念：1.了解日字型变压器的构造及特点．2．掌握变压器中各物理量之间的相互制约关系．3.掌握理想变压器的原线圈回路有电阻的处理方法．4.会处理变压器副线圈的组合问题．科学思维：培养学生推理分析的思维能力。科学探究:培养学生利用已有知识探究物理规律的能力。科学态度与价值观：通过引导学生处理变压器的变式问题，使学生认识到扎实的基础理论的重要性，激发学生严谨治学的科学态度。一．理想变压器几个物理量的决定关系理想变压器的结构(原、副线圈匝数和铁芯等)确定时,输入功率与输出功率、输入电压与输出电压、输入电流与输出电流、输入电流的频率与输出电流的频率,这些量之间有什么关系?(1)输出功率决定输入功率。理想变压器本身无电能损失,所以有P2＝P1。但应注意的是,输入功率P1由输出功率P2决定,即输出功率P2＝I2U2增大,输入功率P1也随之增大;输出功率P2＝I2U2减小,输入功率P1也随之减小。通俗地说,就是用多少给多少,而不是给多少用多少。(2)输入电压决定输出电压。设理想变压器的原线圈匝数为n1,副线圈匝数为n2,输入电压为U1,输出电压为U2,则有U由于理想变压器的结构确定时,n1、n2均为定值,所以输出电压U2由输入电压U1决定,U1增大,U2也增大;U1减小,U2也减小;与负载电阻的大小无关,当(3)输出电流决定输入电流。如果理想变压器只有一个副线圈有输出,并设原线圈的匝数为n1,输入电压为U1,输入电流为I1;副线圈的匝数为n2,输出电压为则据P入=P出和输出电流I2决定输入电流I1。当负载电阻R的阻值增大时，I2减小，则I1相应减小；当负载电阻R的阻值减小时，I2增大，则I1相应增大。因此，在使用变压器时不能使变压器副线圈短路。当变压器有多个副线圈且同时都有输出时(4)输入电流的频率决定输出电流的频率。理想变压器工作时,穿过原、副线圈的磁通量的变化频率(周期)相同,等于原线圈中所加交变电流的频率(周期)。因而在副线圈中感应出的交流电动势、电压和电流的频率(周期)也都等于原线圈输入的交变电流的频率(周期),即输入交变电流的频率(周期)决定输出交变电流的频率(周期)。如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。如果变压器的输入电压不变，变压器上的能量损失可以忽略，当R的滑片向下移时()A．电压表V2示数变小 B．电压表V3示数变大C．电流表A2示数变大 D．电流表A1示数变小二．变压器副线圈的组合问题．变压器的两个副线圈串联当一个副线圈使用，总匝数等于两个副线圈匝数之和吗？输出的总电压等于每个副线圈上等于之和吗？不一定。如果两个副线圈连接起来，电流的绕向相同，总匝数等于两个副线圈匝数之和，输出的总电压等于每个副线圈上电压之和；如果两个副线圈连接起来，电流的绕向相反，总匝数等于两个副线圈匝数之差，输出的总电压等于每个副线圈上电压之差。例2．如图，变压器匝数n1＝1100匝，n2＝60匝，n3＝45匝，电源电压为220V，现要求对用电器R提供3V的电压，应将（）A．a接d，b接cB．a接c，b接dC．a接bD．以上均错三．日字型铁芯的变压器我们总结的口字型变压器任意两个线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比，是因为通过任意一个线圈的磁通量都相同，通过任意一个线圈的磁通量的变化量都相同。日字型变压器通过每个线圈的磁通量不一定相同，及磁通量的变化量不一定相同，任意两个线圈的电压之比一定还等于两个线圈的匝数之比吗?例3.如图所示，交流电源电压接在线圈a、b间，此线圈的匝数=4400匝，=1100匝，=550匝，则：等于四、原线圈含电阻的变压器问题原线圈含电阻的变压器，原副线圈回路电流与匝数成反比的规律仍成立，即eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)；但要注意电压与匝数成正比关系成立的条件，原线圈接有用电器时，eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)中U1指的是原线圈两端电压，而不是电源电压U0。电源电压U0等于原线圈两端电压U1和与原线圈串联的电阻R1两端电压UR1之和.电源从a功率P0等于电阻R1上的电功率PR1与电阻R2例4.一理想变压器的原、副线圈的匝数分别为为n1和n2，在原、副线圈的回路中分别接有阻值电阻R1和R2，给a、b间加一个电压最大值不变的正弦交流电源，如图所示。求：副线圈中的电流初级线圈两端的电压五*．用等效电阻法处理变压器问题如图所示电路甲和乙，电路甲的初级回路可等效为电路乙，电路乙中的R‘=n1试推导R‘=例5.一理想变压器的原、副线圈的匝数分别为为n1和n2，在原、副线圈的回路中分别接有阻值电阻R1和R2，给a、b间加一个电压最大值不变的正弦交流电源，如图所示。求：副线圈中的电流初级线圈两端的电压强化练习1．(多选)国家电网公司推进智能电网推广项目建设，拟新建智能变电站1400座。变电站起变换电压作用的设备是变压器。如图所示，理想变压器原线圈输入交流电压u＝220eq\r(2)sin(100πt)V，电压表、电流表都为理想电表。则下列判断正确的是()A．输入电压有效值为220V，电流频率为50HzB．S接到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电压表示数都增大C．S接到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电流表的示数都减小D．若滑动变阻器的滑片不动，S由a处改接到b处，电压表V2和电流表A1的示数都减小2．在如下图所示的电路中，理想变压器的初级加一个固定的交变电压，那么下列情况正确的是（）A．当滑动触头E上移时，灯泡L变亮B．当滑动触头E上移时，电流表A1的读数变大C．当滑动触头E上移时，电压表V的读数变大D．当闭合开关S时，电流表A1的读数变大，A2的读数变小3.如图所示,理想变压器的原线圈接有频率为f、电压为U的交流电,副线圈接有光敏电R1(光照增强时,光敏电阻阻值减小)、用电器R2。下列说法正确的是()A.P位置不动,当光照增强时,变压器的输入功率减小B.光照强度不变,当滑动触头P向上滑动时,用电器消耗的功率增大C.当f减小时,变压器的输入功率减小D.P位置不动,光照强度不变,当U增大时,用电器消耗的功率增大4.一理想变压器的初级线圈为n1=100匝，次级线圈n2=30匝，n3=20匝，一个电阻为48.4Ω的小灯泡接在次级线圈n2与n3上，如图所示．当初级线圈与e=220sinωt的交流电源连接后，变压器的输入功率是（）A.10WB.20WC.250WD.500W5．一个次级有两个不同副线圈的理想变压器，如下图所示，将两盏标有“5V0.9W”的灯泡和一盏标有“7V0.9W”的灯泡全部接入变压器的次级线圈，且能够正常发光，已知U1＝220V，匝数n1＝1100，n2＝10，n3＝35。（1）请在变压器的次级线圈上画出连接满足题意的电路示意图；（2）计算出灯泡正常发光时变压器的初级线圈中的电流强度大小。6.如图所示为某变压器对称铁芯的示意图。已知此时原线圈ab两端输入交流电压“u=220sinωt（V），原线圈匝数n1=22匝，副线圈匝数n2=6匝。则副线圈cd端输出的电压的有效值为()A．15VB．30VC．60VD．120V7．如图所示，灯泡L1接在变压器初级电路中，灯泡L2、L3接在变压器次级电路中．变压器为理想变压器，交变电流电源电压为U，L1、L2、L3都是额定电压为U0的同种型号灯泡，若三个灯泡都能正常发光，则（

）A．，U=3U0B．，U=3U0C．，U=2U0D．，U=2U08.一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3Ω、1Ω和4Ω,A为理想交流电流表,U为正弦式交流电压,输出电压的有效值恒定。当开关S断开时,电流表的示数为I;当S闭合时,电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为()A.2 B.3 C.4 D.59．如图所示，一理想变压器原线圈与每个副线圈的匝数比均为N，原线圈接有效值为220V的正弦交流电，每个副线圈所连的电阻阻值均为R。当原线圈所连的电阻箱的阻值调为2R时，电阻箱两端的电压为U1，电阻R两端的电压为U2，原线圈所连的电阻箱与每个副线圈所连的电阻消耗的功率的比值均为2:9。下列说法正确的是(

)A.原线圈与每个副线圈的匝数比N=6

B.电阻R两端的电压为U2=66V

C.电阻箱两端的电压为UB组10．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1：n2，输入端C、D接入电压有效值恒定的交变电源。刚开始，滑动变阻器滑片在a端，L1、L2两灯均发光，在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中，两个灯泡始终工作在额定电压以内，下列说法正确的是A．L1变暗，L2变亮B．L1变亮，L2变亮C．L1变暗，L2变暗D．L1变亮，L2变暗11.如图所示，两种情况下变压器灯泡L2、L3的功率均为P，且L1、L2、L3为相同的灯泡，匝数比为n1：n2=3：1，则图(a)中L1的功率和图A.P、P B.9P、49PC.49P、9P D.412．如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为1:2，两端共接有4个电阻，其中R1=R0，R2=2R0，R3=R4=4R0，现将a、b两端接在交流电源上，则下列说法中正确的是（

）A．R1消耗的电功率为R2消耗的电功率的2倍．B．流过R1的电流有效值等于流过R3的电流有效值．C．R2两端的电压有效值是R3两端电压有效值的2倍D．流过R2的电流有效值流过是R4电流有效值的2倍13