变压器（课时一：变压器构造原理、理想变压器基本规律、实验探究、一原多副变压器）导学案 高二下学期物理+人教版（2019）选择性必修第二册

3.3变压器（课时一）一、变压器的原理1．构造：由和绕在铁芯上的两个线圈组成，与交流电源连接的线圈叫作原线圈，与负载连接的线圈叫作．2．原理：是变压器工作的基础．原线圈中电流的大小、在不断变化，铁芯中激发的磁场也不断变化，变化的磁场在中产生感应电动势．二、电压与匝数的关系1．理想变压器：没有能量损失的变压器叫作，它是一个理想化模型．特点：①变压器铁芯内。②原、副线圈上不产生。③铁芯中不产生。2．电压与匝数的关系理想变压器原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，即eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2).推导依据：推导过程：3．电流与匝数的关系推导依据：推导过程：3．两类变压器副线圈的电压比的电压低的变压器叫作；副线圈的电压比原线圈的电压高的变压器叫作．三、变压器中的能量转化原线圈中的能量转变成磁场的能量，变化的磁场几乎全部穿过了副线圈，在副线圈中产生了，磁场的能量转化成了的能量．四、实验：探究变压器的原、副线圈电压与匝数的关系1．实验目的：探究变压器电压与线圈匝数的定量关系。2．实验器材：、、、带夹的导线。3．实验步骤(1)要先估计被测电压的大致范围，再选择恰当的量程，若不知道被测电压的大致范围，则应选择交流电压档的最大量程进行测量。(2)把两个线圈穿在铁芯上，闭合铁芯。(3)用交流电压表测量输入、输出电压。(4)改变输入端电压，重新测量输入、输出端电压，记录在设计好的表格内。(5)改变线圈匝数，重新测量输入、输出端电压，记录在上面设计好的表格内。4．实验思想：5．实验注意事项：(1)为了保证人身安全，只能使用，所以电压不要超过。(2)通电时不要用手接触裸露的导线和接线柱。(3)为了保证多用电表的安全，使用交流电压档测电压时，应。6．实验误差：由于实验用的变压器不是理想变压器，存在能量损失，所以原副线圈的电压之比匝数之比。五、“一原多副”的变压器(1)输入功率与输出功率的关系：(2)电压与匝数的关系：(3)电流与匝数的关系：考点解析考点一：变压器原理与结构【例1】关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是()A．通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B．穿过原、副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【例2】如图所示，甲图中两导轨不平行，而乙图中两导轨平行，其余条件都相同，金属棒MN正在导轨上向右匀速运动，在金属棒运动过程中，将观察到()A．L1、L2都发光，只是亮度不同 B．L1、L2都不发光C．L2发光，L1不发光 D．L1发光，L2不发光【例3】如图所示，为某种燃气灶点火装置原理图。转换器把直流电压转换为最大值为的正弦交流电压，加在一理想变压器的原线圈上，变压器原副线圈的匝数分别为、，当钢针与金属板间的电压大于时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。对此，下列说法正确的是（）A．图中电压表的示数为B．图中的变压器为降压变压器C．该理想变压器的匝数比应小于D．要使点火装置正常工作，转换器输出的一定为正弦交流电考点二：理想变压器基本规律的应用【例4】如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为，和为完全相同的定值电阻，电压表为理想电表，原线圈两端加电压，则电压表的示数为（）A．300V B．100V C． D．50V【例5】某同学的电动自行车充电器是一输入电压为220V，输出电压为60V的变压器。由于副线圈烧坏了需要维修，该同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上绕了5匝线圈，如图所示。将原线圈接到220V交流电源上，测得新绕线圈两端电压为1V。则()A．该充电器原线圈有2200匝 B．该充电器原线圈有5500匝C．被烧坏的副线圈有300匝 D．被烧坏的副线圈有250匝【例6】图甲是电动公交车无线充电装置，供电线圈设置在充电站内，受电线圈和电池系统置于车内。如图乙所示，供电线路中导线的等效电阻为R，当输入端ab接入电压为U0的正弦交流电时，供电线圈与受电线圈两端电压分别为U1、U2，通过电池系统的电流为I。若不计其他电阻，忽略线圈中的能量损失，下列说法正确的是()A．ab端的输入功率等于U2IB．ab端的输入功率等于U0IC．供电线圈和受电线圈匝数比为U0：U2D．供电线圈和受电线圈匝数比为U1：U2【例7】如图所示，变压器原、副线圈匝数比，灯泡电阻，AB两端电压。下列说法正确的是（）A．电流频率为100Hz B．V电压表的读数为8VC．A电流表的读数为0.5A D．变压器输入功率为5W考点三：实验：探究变压器的原、副线圈电压与匝数的关系【例8】在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。(1)为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是()A．等效替代法 B．控制变量法 C．演绎法 D．理想实验法(2)为了保证安全，低压交流电源的电压不要超过()A．2V B．12V C．220V D．无法确定(3)在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为