高二物理变压器教案学案

第四节变压器编写：杨永艳使用时间：【学习目标】]1、知道变压器的构造，能说出变压器的工作原理。2、能根据变压器的工作原理推导变压器的电压与匝数的关系。3、知道什么是理想变压器，会推导理想变压器的电流与匝数的关系。4、理解变压器工作时的制约关系，并会解决相关问题。【学习重点】电压关系，电流关系及功率关系的理解与应用【学习过程】一、变压器1.变压器的构造:原线圈、副线圈、铁芯2．电路图中符号二、变压器的工作原理阅读课本P41，要求能用自己的话说出变压器的工作原理。1、是变压器工作的基础。2、铁芯的作用：使绝大部分磁感线集中在铁芯内部，提高变压器的效率。三、理想变压器的规律1、理想变压器特点：（1）变压器铁芯内无漏磁（2）原、副线圈不计内阻2、电压关系（1）无论副线圈一端空载还是有负载都适用（2）输出电压U2由输入电压U1和原、副线圈的匝数比共同决定。若n1＞n2，则U1＞U2为降压变压器若n1＜n2，则U1＜U2为升压变压器3、功率关系P入=P出补充：一个原线圈多个副线圈的理想变压器的电压、电流关系（1）电压关系：（2）电流关系根据P入=P出，I1U1=I2U2+I3U3I1n1=I2n2+I3n3铁芯副线圈原线圈U112nnU22121nnUU2121nnUU2121nnUU3131nnUU3232nnUU四、U、I、P的决定关系1、电压制约关系：U2=2、电流制约关系：3、功率关系：输入功率P1由输出功率P2决定，用多少电能就输入多少电能若副线圈空载，输出电流为零，输出功率为零，则输入电流为零，输入功率也为零五、理想变压器动态分析问题：（1）先要由U1/U2=n1/n2，判断U2变化情况（2）判断负载电阻变大或变小（3）由欧姆定律确定副线圈中的电流I2的变化情况（4）最后由P入=P出判断原线圈中电流I1的变化情况例1：一台变压器原线圈输入380V电压后，副线圈输出电压为19V，若副线圈增加150匝，输出电压增加到38V，则变压器原线圈的匝数为多少匝？例2、如图27—3所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=4∶1，当导线AB在匀强磁场中作匀速直线运动切割磁感线时，电流表A1的示数为12mA，则电流表2的示数为（）A．3mAB．48mAC．与R的阻值有关D．0例3.如图所示理想变压器原、副线圈的匝数比为N1：N2=2：1，原线圈接220V交流电源，副线圈接额定功率为20W的灯泡L，灯泡正常发光．当电源电压降为180V时，求：（1）灯泡实际消耗的功率？（2）此时灯泡中的电流是多少？题9图例4.如图所示的理想变压器,输入电压U1=220伏，各线圈匝数之比n1:n2:n3=10:5:1。R2=110欧,测得通过R3的电流I3=2A。求：流经电阻R2及初级线圈中的电流强度I2和I1各为多少？例5.如图所示，一个理想变压器（可视为理想变压器）的原线圈接在220V的市电上，向额定电压为1.80×104V的霓虹灯供电，使它正常发光，为了安全，需要原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12mA时，溶丝便熔断.(1)溶丝的熔断电流是多大？(2)当副线圈电路中电流为10mA时，变压器的输入功率是多大？【当堂检测】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而变化D.当副线圈电流为零时，原线圈电压为零2.如图所示，理想变压器的输入端电压u=311sin100πt(V)，原副线圈的匝数之比为:n1:n2=10:1；若图中电流表读数为2A，则()A.电压表读数为220VB.电压表读数为22VC.变压器输出功率为44WD.变压器输入功率为440W3.如图所示，M为理想变压器，电源电压不变，当变阻器的滑动头P向上移动时，读数发生变化的电表是()A.A1B.A2C.V1D.V24.如图所示，一理想变压器初次级线圈的匝数比为3:1，次级接三个相同的灯泡，均能正常发光，初级线圈中串有一个相同的灯泡L，则()A.灯L也能正常发光B.灯L比另三灯都暗C.灯L将会被烧坏D.不能确定5.如图所示，某理想变压器的原副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电，在其他条件不变的情况下，为了使变压器输入功率增大，可使()A.原线圈匝数n1增加B.副线圈匝数n2增加C.负载电阻R的阻值增大D.负载电阻R的阻值减小6.一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2，正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U1和U2，I1和I2，P1和P2，已知n1＞n2，则（）A.U1＞U2，P1＜P2B.P1=P2，I1＜I2C.I1＜I2，U1＞U2D.P1＞P2，I1＞I27.如图所示为两个互感器，在图中圆圈内a、b表示电表，已知电压比为100，电流比为10，电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，则()A.a为电流表，b为电压表B.a为电压表，b为电流表C.线路输送电功率是2200WD.线路输送电功率是2.2×106W8.有一台理想变压器，原副线圈的匝数之比为n1:n2=2:1，原线圈上交流电源的电压u=2202sin100（πt），Q为保险丝，其额定电流为1A，R为负载电阻，如图所示，变压器正常工作时R的阻值()A.不能低于55ΩB.不能高于55ΩC.不能低于77ΩD.不能高于77Ω9.将输入电压为220V、输出电压为6V的理想变压器改绕成输出电压为30V的变压器，副线圈原来是30匝，原线圈匝数不变，则副线圈新增绕的匝数为()A.120匝B.150匝C.180匝D.220匝10.如图所示，理想变压器初、次级线圈的匝数之比n1:n2=2:1，且分别接有完全相同的纯电阻，电源的电压为U，则次级线圈的输出电压为()A.2UB.3UC.U52D.U4311.如图所示，为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流，则()A.保持U1及P的位置不变，S由a合到b时，I1将增大B.保持P的位置及U1不变，S由b合到a时，R消耗的功率增小C.保持U1不变，S合在a处时，使P上滑，I1将增大D.保持P的位置不变，S合到a处时，若U1增大，I1将增大图（a）A铁芯图（b）12．钳形电流表的外形和结构如图（a）所示。图（a）中电流表的读数为1.2A。图（b）中用同一电缆线绕了3匝，则A.这种电流表能测直流电流，图（b）的读数为2.4AB.这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为0.4AC.这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为3.6AD.这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图（b）的读数为3.6A13.理想变压器原线圈接交变电压，副线圈由粗、细环如图所示方式连接，已知细环电阻是粗环电阻的2倍，当细环套在铁芯上时,a.b两点的电压为1.2V.现图示连接处a、b两点的电压为多少V.14．图为汽油机点火装置。蓄电池提供的是恒定直流，问：为什么在开关由闭合变为断开瞬间，能用变压器得到点火所需的高电压呢？15．为了安全，机床上照明用的电压是36V，这个电压是把220V的电压降压后得到的，如果变压器的原线圈是1100匝，副线圈是多少匝？用这台变压器给40W的灯泡供电，原副线圈的电流各是多少？16.要设计一变压器，这个变压器在一口字形铁芯上绕三个线圈，甲为初级线圈，接在U1=220V照明电路上，乙和丙为次级线圈，要求乙输出电压U2=36V，额定输出功率P2=100W；要求丙输出电压U2=6.0V，额定输出率为P3=10W，已知乙线圈需绕n2=180匝，则:(1)甲线需绕匝数n1为多少？(2)当乙、丙两个次级线圈都满负荷工作时，不考虑变压器能量的损耗，甲线圈内通过的电流I1为多少？(3)考虑到线圈中电流的大小，实际绕制三个线圈的导线，按从粗到细的顺序是怎样的【课堂小结】