江苏淮阴2012高中物理5.4变压器学案新人教版选修3-2

1、精诚凝聚=A_A=成就梦想 鑼点亮心灯/(AvA)照亮人生 .鑼5.4 变压器学案（人教版选修 3-2）课前预.1._现象是变压器工作的基础原线圈中的交变电流在铁芯中产生交变磁通量，不仅穿过_ 也穿过_，则副线圈中就要产生 _ 尽管原、副线圈没有导线相连，电能却可以通过磁场从原线圈到达副线圈.2._ 原、 副线圈的电压之比等于两个线圈的_,公式表示为 _ .如果原线圈的匝数大于副线圈的匝数，则副线圈得到的电压比原线圈低，这种变压器称为 _ ;如果原线圈的匝数小于副线圈的匝数，贝 U 副线圈得到的电压比原线圈高，_这种变压器称为_ .3.关于理想变压器的工作原理， 以下说法正确的是（）A.通有正

2、弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B. 穿过原、畐y线圈的磁通量在任何时候都不相等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4.对理想变压器，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，随副线圈的输出电流增大而增大C. 原线圈的电流，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，原线圈的电压也为零5.某变电站用原、副线圈匝数比为n!:n2的变压器，将远距离输送的电能送给用户,A. 原、副线圈电压比为 n2：niB. 原、副线圈电流比为 ni：n2C. 原、副线圈电压比为 ni:

3、n2D.变压器的输入功率与输出功率的比为ni:n2课堂探究练.掘盟掘删删卿删y【概念规律练】知识点一变压器的基本规律1.如图 2 所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20： 1,原线圈接正弦交流电源,副线圈接入“ 220V,60W”灯泡一只，且灯泡正常发光，则（）A.电流表的示数为弓 20A如图 1所示，当变压器正常工作时，下列说法正确的是图 1精诚凝聚=A_A=成就梦想 鑼点亮心灯/(AvA)照亮人生 .鑼B.电源输出功率为 1 200WC.电流表的示数为AD.原线圈端电压为 11V2.某变压器原、副线圈匝数比为化，副线圈接有负载，下列判断正确的是（）55： 9,原线圈所接电源电压按如图3

4、所示的规律变精诚凝聚=A_A=成就梦想 鑼点亮心灯/(AvA)照亮人生 .鑼A. 输出电压的最大值为 36VB.原、副线圈中电流之比为55：9C.变压器输入、输出功率之比为55：9D. 交流电源电压有效值为 220V,频率为 50Hz知识点二常见变压器3.如图 4 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，B.C.D.4 .R)= 40A.在乙图中，甲图中的电表是交流电流表，乙图中的电表是交流电压表甲图中的电表是交流电压表，乙图中的电表是交流电流表甲、乙两图中的电表均为交流电流表 如图 5 所示，自耦变压器输入端Q，当滑动片处于线圈中点位置时，A

5、A B接交流稳压电源，其电压有效值 C、D 两端电压的有效值UCD为LAB=100 V,_V 通过电阻 R)的电流有效值为【方法技巧练】一、变压器动态问题的分析方法5.如图 6 所示为一理想变压興 为加在原线圈的电压，则()器,K为单刀双掷开关，P 为滑动变阻器的滑动触头，UA.保持保持保持保持B.C.D.K由 a 合到 b 时，li将增大K由 b 合到 a 时，R 消耗功率将减小6 .线等效电阻为如图U 及 P 的位置不变，P 的位置及 U 不变，U 不变，K合在 a 处，使 P 上滑，11将增大P 的位置不变，图 77 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R.开始时，开关

6、S断开.当S接通时，以下说法中正确的是Li和L2，输电()精诚凝聚=A_A=成就梦想 鑼点亮心灯/(AvA)照亮人生 .鑼II精诚凝聚7=成就梦想 鑼点亮心灯/(AvA)照亮人生 .鑼A.副线圈两端 M N 的输出电压减小B.副线圈输电线等效电阻 R 上的电压增大C.通过灯泡Li的电流减小D.原线圈中的电流增大二、有多个副线圈的理想变压器问题的分析方法7理想变压器如图 8 所示，原线圈匝数 ni= 1 000 匝，两副线圈匝数分别为 n2= 600 匝，n3= 200匝，当原线圈两端接在 220V的交流电源上时，原线圈上电流为 2A,通过 R 的电流为 1A,则通过 F3的电流为()A.10A

7、B.7AC.3AD.1A&如图 9 所示，一台有两个副线圈的理想变压器，原线圈匝数m = 1 100 匝，接入电压 U = 220V的电路中.图 9(1) 要求在两个副线圈上分别得到电压U2= 6V, U3= 110V,它们的匝数 n2、m 分别为多少？(2) 若在两副线圈上分别接上“6V, 20W”、“110V, 60W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？参考答案课前预习练1.互感 原线圈 副线圈 感应电动势U m2匝数之比 -=-降压变压器 升压变压器U m3.C 通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积S不变，故磁通量变化，A 错误；因理想变压器无漏磁，故 B 错误；由互

8、感现象知 C 正确；原线圈中的电能 转化为磁场能又转化为电能，原副线圈通过磁场联系在一起，故D 错误.4. AB 理想变压器的原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，且随副线圈的输出功率的变化而变化，原线圈的输入电流取决于副线圈的输出电流，当副线圈的电流为零时， 原线圈的电流也为零，但原线圈电压并不一定为零，故A、B 正确，C、D 错误.5. C 电压之比等于匝数之比，根据输入功率等于输出功率，所以电流之比等于电压之II精诚凝聚7=成就梦想 鑼点亮心灯/(AvA)照亮人生 .鑼比的反比，也就等于线圈匝数比的反比.课堂探究练1. C因为灯泡正常发光 所以副线圈中的电流P出60312=220 A=诃

9、A根据公式厂=得I1=I2A=TA，即电流表的示数应为 A，故 A 错，CI2nini20 11220220对；电源的输出功率等于变压器的输入功率，由P入=P出可得电源的输出功率为60 W,故 B选项错误；Ui n1n120根据公式 応=，得U=U2=X220 V = 4 400 V，故 D 选项错误.U2n2n21点评变压器的基本规律一、Un1U Lb(1) 电压关系：只有一个副线圈时L=或=L2n2n1n2一、U L2L3当有多个副线圈时 一=n1m ns(2) 功率关系：P入=P出：只有一个副线圈时，P=R当有多个副线圈时P1=P2+Ps+一11Lb n211n2(3) 电流关系：只有一

10、个副线圈时，由R=F2知，I1U=12L2，得厂=订=,即厂=一12Un112n1当有多个副线圈时，由P1=R+ R+知I1U=I2U2+I3U3+ ，得I1门1=I2n2+丨3门3+ 2.D 由题图知原线圈电压最大值为220 2 V,周期T= 2X102s ,故电压有效值为220 V,频率为 50 Hz;由U；=也，甘=空得输出电压的最大值为 36 2 V，原、副线圈电流之L2 n212n1比为 9 : 55,输入、输出功率应相等，所以正确答案为D.点评 变压器的电压关系、电流关系是各物理量的有效值(或最大值)间的关系，例如公式U=中，若U是有效值则U2就是有效值，若U是最大值则U2就是最大

11、值.3.C 电压互感器输入端分别接在两根线上，次级匝数比初级匝数少；电流互感器输入端只能串联在电路中，次级匝数比初级匝数多.点评 甲图是电压互感器，乙图是电流互感器，它们分别与电压表和电流表的使用方法 相同，即:电压互感器测电压时需并联接入电路，电流互感器测电流时需串联接入电路.它们利用变压器的原理把高电压、大电流变成低电压、小电流，以方便测量.4.200 5解析由理想变压器公式 =世得L2n2n2LCD200LCD= LAB=2X100 V = 200 V，又由I2= A = 5 A.n1R 40点评自耦变压器铁芯上只绕一个线圈，原、副线圈共用一个绕组，最大优点是可以连续调节输出电压，缺点是

12、低压端和高压端直接有电的联系，使用不够安全.变压器的规律都适用于自耦变压器.U m5. ABD K 由a合到b时，n1减小而U不变，由可知副线圈上电压增大，负载RU 甲的电流丨2增大，P2增大；又由于P=P=UI1，故11增大，A 项正确.同理 K 由b合到a时， R 减小，B 项正确.L2II精诚凝聚7=成就梦想 鑼点亮心灯/(AvA)照亮人生 .鑼P上滑时，负载电阻R增大，而U、L2均不变，由I2=-可知丨2减小，又由于n1、n2均R11 n2不变，由厂=可知I1将减小，故 C 项错误.12 m精诚凝聚=A_A=成就梦想 鑼点亮心灯/(AvA)照亮人生 .鑼当U增大时，由Ul=匕可知U也增

13、大，丨2= 增大，再由=号可知Il增大，故 D 项正确.U2n2R12ni方法总结 此类问题大致有两种情况：一是负载电阻不变，原、副线圈的电压（U、U）、电流（丨1、丨2），输入功率、输出功率随匝数比的变化而变化的情况，如选项AB;另一类是原、副线圈的匝数比不变，上述各物理量随负载电阻的变化而变化的情况，如选项C.处理此类问题时，要根据题意分清变量与不变量，要明确变量之间的相互制约关系.6. BCD 由于输入电压不变，所以 S 接通时，理想变压器副线圈M N两端输出电压不 变并联灯泡 L2,负载总电阻变小，由欧姆定律I=昔知，流过R的电流增大，电阻R上的 电压3= IR增大副线圈输出电流增大，

14、根据输入功率等于输出功率liU=I2U得丨2增大，则原线圈输入电流li也增大.LMN不变，LR变大，所以ULi变小，流过灯泡 Li的电流减小.方法总结变压器动态分析问题的思路程序可表示为、U niUn2220X600Lini7.B 由理想变压器变压比公式= 可得L2=V = I32 V,由冇=可L2n2ni1 000U3nsns200X220得L3=nU= i 000 V = 44 V，根据输入功率等于输出功率有IiU=I2U2+I3LS解得Is= 7 A，选 BI In方法总结 理想变压器变压比公式石=，对有一个或n个副线圈的变压器均适用，而U n2变流比公式.=世，只适用于有一个副线圈的变压器，若为两个以上副线圈的变压器，必须12ni用P入=P出，即Uli=U2I2+UJ3或ni11=n212+nsIs来计算.8.（i）30 匝 550 匝（2）0.36 A解析（i）根据原、副线圈间电压与匝数的关系，由U niUJ niU2住U3n3