变压器导学案
变压器导学案
第六节：变压器【导学目标】(1) 了解变压器的构造及工作原理。
(2) 掌握理想变压器的电压与匝数间关系。
(3) 掌握理想变压器功率关系解决简单的变压器的电流关系问题。
(4) 了解变压器在生活中的应用(5) 体会理想化模型在物理学研究中的重要性［预习内容］1•变压器主要结构是由什么组成?2•交流变压器的工作原理是什么?3•什么是理想变压器，它有什么特点？什么是升压器？什么是降压器?［预习自测］1 •关于理想变压器的工作原理，以下说法中准确的是()A •通有正弦式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2•一个正常工作的理想变压器的原副线圈中, 下列的哪个物理量不一定相等：( )A、交变电流的频率B、电流的有效值C、电功率D、磁通量的变化率3•一个理想变压器，原线圈匝数为1400匝，副线圈为700匝，在副线圈的输出端接有电阻R，下面说法准确的有( )A.输入、输出功率之比为P i：P2=2: 1B.原、副线圈两端电压之比U i:U2=2: 1C.原、副线圈的电流之比为l i: 12=2: 1D.原、副线圈的电流频率之比为f1: f2=2 : 1［问题生成单丄请你将预习中感到疑惑的问题写下来,一以便与老师、、同学们在课堂上合作解决。
探究一、变压器的工作原理互感现象是变压器工作的基础。
原线圈- 芯中产生交变磁通量，原、副线圈中都要引起感应电动势。
若副线圈是闭合的，则副线圈中就要产生交变电流，此交变电流也在铁芯中产生交变磁通量，在原、畐U线圈中同样要引起感应电动势。
在原、副线圈中因为有交变电流而发生的互相感应现象，叫互感现象。
正是因为互感现象.才使得原、副线圈虽不相连，电能却能够通过磁场从原线圈到达副线圈.【例1】变压器能否改变直流电压？上加交变电压，原线圈中就有交变电流，在铁电流磁效应电磁感应（电能磁能电能）探究二、推导理想变压器电压与匝数的关系（多个副线圈时）探究三、推导理想变压器电流与匝数的关系总结：理想变压器原线圈与副线圈P、U、1之间的制约关系是什么?【例2】如图所示为一理想变压器，K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，I i为原线圈中的电流，贝9（）A .保持U i及P的位置不变，K由a合到b时，I i将增大B .保持U i及P的位置不变，K由b合到a时，R消耗功率减小C.保持U i不变，K合在a处，使P上滑，I i将增大D .保持P的位置不变，K合在a处，若U i增大，I i将增大［当堂测评］1. （2010重庆）输入电压为 220V ，输出电压为36V 的变压器副 线圈烧坏，为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏 的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，如题17图所示，然后将原线圈接到 220V 交流电源上，测得新绕线圈的端电 压为1V ，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝 数分别为（）3. （2011湖南）如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为 1 : 2;副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V ，额定功率为22W ;原线圈电路中接有电压表和电流表。
变压器(课时二)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（课时二）一、理想变压器的动态分析1.原副线圈匝数比不变【例1】设输入交变电压不变，当变阻器R 上的滑动触头向上移动时，四个电表示数变化：【例2】设输入交变电压不变，当变阻器R 上的滑动触头向上移动时，五个电表示数变化：2.原副线圈匝数比改变【例3】单刀双掷开关由a 掷向b ，两电表示数的变化：【小结】①U 1始终等于输入电压，因此不变；② ③二、原线圈有电阻模型【例4】理想变压器的原线圈电路中接有定值电阻1R ，接入电动势为110sin100(V)e t π=的交流电源，副线圈电路中定值电阻2R 和滑动变阻器R 串联，2R 的阻值和滑动变阻器的最大阻值均为0R ，原、副线圈的匝数比为8：1，102R R ，电压表和电流表均为理想交流电表。
（1）电压表的示数（2）滑动变阻器向下滑动的过程中，两电表示数变化【小结】等效电阻法三、两类特殊变压器1．自耦变压器自耦变压器特点是铁芯上只绕有一个线圈。
如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压；如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压。
2．互感器(1)电压互感器：如图甲所示，原线圈 在高压电路中，副线圈接电压表。
互感器将高电压变为低电压，通过电压表测低电压，结合匝数比可计算出高压电路的电压。
原副线圈匝数关系：(2)电流互感器：如图乙所示，原线圈 在待测大电流电路中，副线圈接电流表。
互感器将大电流变成小电流，通过电流表测出小电流，结合匝数比可计算出大电流电路的电流。
原副线圈匝数关系：【例5】高压输送过程中的高电压、大电流，我们一般用电压互感器和电流互感器进行测量。
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为电压表，b为电流表，输送电功率是2.2×106WB．a为电压表，b为电流表，输送电功率是2.2×103WC．a为电流表，b为电压表，输送电功率是2.2×106WD．a为电流表，b为电压表，输送电功率是2.2×103W【例6】如图为理想自耦变压器，其中P为变压器上的滑动触头，P′为滑动变阻器上的滑片，则以下说法正确的是()A．P不动，P′向下滑动时，U2一直在减小B．P′不动，P逆时针转动，可使电压U1减小C．P′不动，P顺时针转动一个小角度时，电流表读数增大D．P顺时针转动一个小角度，同时P′向下滑动时，小灯泡的亮度可以不变【例7】自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分。
变压器(导)学案
1.4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.掌握理想变压器的电压与匝数的关系并能用它解决相关问题.3.掌握理想变压器的功率关系，并能推导出原、副线圈的电流关系．重点：学会用变压器原、副线圈的电压与两线圈匝数的关系解决问题．难点：理解变压器的工作原理，掌握理想变压器的功率关系，并能推导出原、副线圈的电流关系．预习新课： 前置知识1．当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感．利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈．2．电流在一段电路上做功的功率P 等于电流I 与这段电路两端的电压U 的乘积，即P ＝UI .预习知识点一、变压器的结构与原理1．变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两组线圈组成的，与交流电源连接的线圈叫原线圈，也叫初级线圈，与负载连接的线圈叫副线圈，也叫次级线圈．2．变压器的原、副线圈并不相连，电能从原线圈通过磁场传输给副线圈．二、变压器的电压与匝数的关系理想变压器原、副线圈两端的电压跟它们的匝数成正比，即U 1U 2＝n 1n 2. 三、电流与匝数的关系理想变压器原、副线圈中的电流I 1、I 2与它们的匝数n 1、n 2的关系：I 1I 2＝n 2n 1. 四、电压互感器和电流互感器1．电压互感器是一种降压变压器，它的初级并联在高压交流线路上，次级则与交流电压表相连．2．电流互感器是一种升压变压器，它的原线圈串联在被测交流电路中，副线圈与交流电流表相连.学习探究：一、变压器的原理及电压与匝数的关系[问题设计]把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈通过开关连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上(如图1所示)．图1(1)小灯泡能发光吗？为什么？(2)若小灯泡发光，那么小灯泡两端电压与什么因素有关？ (3)若将原线圈接到恒定的直流电源上，小灯泡亮不亮？分析讨论小灯泡亮或不亮的原因． 答案 (1)能发光，当左边线圈加上交变电压时，左边线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生周期性变化的磁场，根据法拉第电磁感应定律知，在左、右线圈中都要产生感应电动势，右线圈作为电源给小灯泡供电，小灯泡就会发光．(2)左、右线圈中每一圈上磁通量的变化率ΔΦΔt 都相同，若左边匝数为n 1，则E 1＝n 1ΔΦΔt ；若右边匝数为n 2，则E 2＝n 2ΔΦΔt ，故有E 1E 2＝n 1n 2；若忽略左边线圈的电阻，则有E 1＝E 电源，这样看来小灯泡两端电压与左侧交流电源电动势及两线圈匝数比n 1n 2都有关系． (3)不亮．原线圈接到恒定直流电源上，通过原线圈的电流的大小、方向均不变，它产生的磁场通过副线圈的磁通量不变，因此在副线圈中不会产生感应电动势，副线圈两端没有电压，所以小灯泡不亮．这种现象说明，变压器不能改变恒定电流的电压．[要点提炼]1．互感现象是变压器的工作基础．因此变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用．(后两空填“变化”或“恒定”)2．变压器不能(填“能”或“不能”)改变交变电流的频率．3．变压器中的电压关系：(1)只有一个副线圈：U 1U 2＝n 1n 2. (2)有多个副线圈：U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3＝…… 4．原、副线圈的地位(1)原线圈在其所处回路中充当负载．(2)副线圈在其所处回路中充当电源．二、理想变压器中的功率关系及电流关系[问题设计]1．什么是理想变压器？理想变压器原、副线圈中的功率有什么关系？答案 理想变压器的理想化条件一般指的是：忽略原、副线圈内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差别，忽略变压器自身的能量损耗．所以理想变压器的输入功率等于输出功率，即P 入＝P 出．2．若只有一个副线圈，原、副线圈中的电流与匝数有什么关系？答案 由能量守恒定律，有P 入＝P 出，即U 1I 1＝U 2I 2.所以I 1I 2＝U 2U 1＝n 2n 1.3．若有多个副线圈时，电流与匝数间的关系是什么？答案 若有多个副线圈P 1＝P 2＋P 3＋……，即U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋……将U 1∶U 2∶U 3∶……＝n 1∶n 2∶n 3∶……代入得n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋……[要点提炼]1．理想变压器的特点：(1)变压器铁芯内无漏磁；无发热损失．(2)原、副线圈不计内阻，即无能量损失．实际变压器(特别是大型变压器)一般可以看成理想变压器．2．功率关系：P 入＝P 出．3．电流关系：(1)若只有一个副线圈，有I 1U 1＝I 2U 2，即I 1I 2＝n 2n 1. (2)当有多个副线圈时I 1U 1＝I 2U 2＋I 3U 3＋……得I 1n 1＝I 2n 2＋I 3n 3＋……三、理想变压器中各量的制约关系和动态分析1．变压器工作时的制约关系(1)电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比(n 1n 2)一定时，输入电压U 1决定输出电压U 2，即U 2＝n 2U 1n 1. (2)功率制约：P 出决定P 入，P 出增大，P 入增大；P 出减小，P 入减小，P 出为0，P 入为0.(3)电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比(n 1n 2)一定，且输入电压U 1确定时，副线圈中的输出电流I 2决定原线圈中的电流I 1，即I 1＝n 2I 2n 1. 2．对理想变压器进行动态分析的两种常见情况(1)原、副线圈匝数比不变，负载电阻变化，进行动态分析的顺序是R →I 2→P 出→P 入→I 1；(2)负载电阻不变，匝数比变化，进行动态分析的顺序是n 1、n 2→U 2→I 2→P 出→P 入→I 1.典例分析：一、对变压器的原理的理解例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 ．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解析 I 变化，则磁场变化，由于面积S 不变，故Φ变化，A 错误．因理想变压器无漏磁，故B 、C 正确．原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，故D 错．答案 BC二、理想变压器基本规律的应用例2 理想变压器连接电路如图2甲所示，已知原、副线圈匝数比为10∶1，当输入电压波形如图乙时，电流表读数为2 A ，则( )图2 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 ．输入功率为40 W 解析 由题图乙可知，U m ＝282 V ，则输入电压有效值U 1＝U m 2≈200 V ．根据U 1U 2＝n 1n 2知，U 2＝20 V ，再根据I 1I 2＝n 2n 1知，I 1＝0.2 A ，输入功率P ＝U 1I 1＝40 W ，故A 、B 、C 错，D 正确．答案 D三、理想变压器中的动态分析例3 如图3所示为一理想变压器，K 为单刀双掷开关，P 为滑动变阻器的滑动触头，U 1为加在原线圈两端的交变电压，I 1为原线圈中的电流，则( )图3A ．保持U 1及P 的位置不变，K 由a 扳向b 时，I 1将增大B ．保持U 1及P 的位置不变，K 由b 扳向a 时，R 消耗的功率减小C ．保持U 1不变，K 接在a 处，使P 上滑，I 1将增大D ．保持P 的位置不变，K 接在a 处，若U 1增大，I 1将增大解析 保持U 1及P 的位置不变，K 由a 扳向b 时，n 1减小，n 2n 1增大，由U 2＝n 2n 1U 1知U 2变大，则输出电流I 2增大，输出功率增大，输入功率也增大，由P 1＝U 1I 1知，I 1增大，A 正确．同理，K 若由b 扳向a ，R 消耗功率将减小，B 正确．U 1不变，K 接在a 处，使P 上滑时，I 2减小，I 1也减小，故C 错．保持P 的位置不变，K 接在a 处，使若U 1增大，则U 2也增大，即I 2＝U 2R 增大，又I 1I 2＝n 2n 1，故I 1也应增大，故D 正确． 答案 ABD课堂练习：1．(对变压器原理的理解)如图4所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n 1∶n 2＝4∶1，当导线在平行导轨上匀速切割磁感线时，电流表的示数是12 mA ，则副线圈中电流表的示数是( )图4A ．3 mAB ．48 mAC ．零D ．与R 阻值有关 答案 C 解析 当导线在平行导轨上匀速运动时，产生的电流是恒定的电流，不会使副线圈的磁通量变化，因而副线圈中无感应电流，选项C 正确．2．(理想变压器基本规律的应用)如图5所示，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12 V ,6 W ”的小灯泡并联在副线圈的两端．当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想电表)的示数分别是 ( )图5 A ．120 V ,0.10 AB ．240 V ,0.025 AC ．120 V ,0.05 AD ．240 V ,0.05 A 答案 D 解析 灯泡正常工作，副线圈电压U 2＝12 V ，副线圈电流I 2＝2×612 A ＝1 A ，根据匝数比得原线圈电流I 1＝120I 2＝0.05 A ，原线圈电压U 1＝20U 2＝240 V ，选项D 正确．3．(理想变压器中的动态分析)如图6所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压u，其瞬时值表达式为u＝220 2 sin (100πt) V，现把单刀双掷开关与a 连接，则()图6A．电压表的示数为22 VB．流过滑动变阻器的电流的方向每秒改变100次C．在滑动变阻器的触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变大D．若把单刀双掷开关由a扳向b时，保持滑动变阻器的触头P不动，电压表示数变大，电流表的示数变小答案AB解析理想变压器可以变压、变流，但不改变功率和频率；由交变电压的表达式可知，该交变电压的频率为50 Hz，而产生交变电压的线圈每转一圈，其电流变向两次，故B 正确；电压表的读数是有效值，根据理想变压器的变压比等于匝数比可知，该电压表的读数为22 V，A正确；滑动变阻器的触头P向上移动，其接入电路的阻值减小，而变压器两端的电压不变，则电压表的读数不变，副线圈中的电流变大，则电流表的读数变大，C错误；单刀双掷开关由a扳向b，变压器的原线圈的有效匝数减小，由Un1＝U′n2可知，U′变大，变压器的输出功率和输入功率变大，故电压表和电流表的读数都变大，D错误．作业：题组一对变压器原理的理解1．如图所示四个电路，能够实现升压的是()答案 D解析变压器只能对交变电流变压，不能对直流变压，故A、B错误；由于电压与线圈匝数成正比，所以，C错误，只有D能实现升压．2．理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，以下说法中正确的是()A．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1B．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等C．原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶1D．正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶1答案BD解析对于理想变压器，认为无磁通量损失，因而穿过两个线圈每一匝的磁通量相同，磁通量的变化率相同，每匝线圈产生的感应电动势相等，电压与匝数成正比．理想变压器没有能量损失，故输入功率等于输出功率．题组二理想变压器基本规律的应用3．如图1所示，一理想变压器的原线圈匝数为n1＝1 100匝，接电压U1＝220 V的交流电，副线圈接“20 V10 W”的灯泡，灯泡正常发光，可知()图1A．副线圈的匝数n2＝200匝B．副线圈中的电流I2＝0.5 AC．原线圈中的输入功率为10 WD．原线圈中的电流I1＝0.1 A答案BC解析本题考查变压器的知识．意在考查学生对变压器知识的理解．由于理想变压器的电压比等于匝数比，副线圈匝数n2＝100匝，A错误；理想变压器的原、副线圈的功率相等．所以原线圈的输入功率为10 W，C正确；由功率P＝UI可得副线圈中的电流I2＝0.5 A，原线圈中的电流I1＝n2n1I2≈0.045 A，B正确，D错误．4.如图2所示，理想变压器的原线圈接在u＝220 2 sin (100πt) V的交流电源上，副线圈接有R＝55 Ω的负载电阻．原、副线圈匝数之比为2∶1.电流表、电压表均为理想电表，下列说法中正确的是()图2A．原线圈中电流表的读数为1 AB．原线圈中的输入功率为220 2 WC．副线圈中电压表的读数为110 2 VD．副线圈中输出交流电的周期为50 s答案 A解析先计算副线圈的电压的有效值，原线圈电压的有效值为220 V，根据匝数比可以得到副线圈的电压的有效值为110 V，根据负载电阻的大小可以知道副线圈中电流为2 A，根据原、副线圈的输入功率和输出功率相等可以知道原线圈中输入功率为220 W，电流有效值为1 A．副线圈中输出交流电的周期与原线圈相同为0.02 s.5．一台理想降压变压器从10 kV的线路中降压并提供200 A的负载电流．已知两个线圈的匝数比为40∶1，则变压器的原线圈电流、输出电压及输出功率是()A．5 A,250 V,50 kWB．5 A,10 kV,50 kWC．200 A,250 V,50 kWD．200 A,10 kV,2×103 kW答案 A解析 由I 1I 2＝n 2n 1得：I 1＝140×200 A ＝5 A ；由U 1U 2＝n 1n 2得：U 2＝U 1n 2n 1＝10×103×140V ＝250 V ；由理想变压器功率关系得：P 入＝P 出＝U 1I 1＝U 2I 2＝200×250 W ＝50 kW.故正确选项为A.6．图3甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法中正确的是( )图3A ．线圈匝数n 1<n 2，n 3<n 4B ．线圈匝数n 1>n 2，n 3>n 4C ．甲图中的电表是电压表，输出端不可短路D ．乙图中的电表是电流表，输出端不可断路答案 CD 解析 题图甲中的原线圈并联在电路中，为电压互感器，是降压变压器，n 1>n 2，题图甲中的电表为电压表；题图乙中的原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器，n 3<n 4，题图乙中的电表为电流表，故选项C 、D 正确．7.如图4所示，一只理想变压器原线圈与频率为50 Hz 的正弦交变电源相连，两个阻值均为20 Ω的电阻串联后接在副线圈的两端．图中的电流表、电压表均为理想交流电表，原、副线圈分别为200匝和100匝，电压表的示数为5 V ．则 ( )图4A ．电流表的读数为0.5 AB ．流过电阻的交变电流的频率为100 HzC ．交变电源的输出电压的最大值为20 2 VD ．交变电源的输出功率为2.5 W答案 CD 解析 根据欧姆定律可得副线圈中的电流I 2＝U R ＝0.25 A ，根据理想变压器原、副线圈中的电流与匝数的关系I 1I 2＝n 2n 1可解得，I 1＝0.125 A ，A 错误；理想变压器原、副线圈中的交变电流的频率相同，都为50 Hz ，B 错误；副线圈输出电压的有效值为10 V ．根据正弦交变电流的最大值和有效值的关系可得其最大值应为U 2m ＝10 2 V ．原、副线圈电压比为U 1U 2＝n 1n 2，可得交变电源输出电压的最大值为U 1m ＝20 2 V ，C 正确；对于理想变压器，交变电源的输出功率等于变压器副线圈负载消耗的功率，P ＝2×5220 W ＝2.5 W ，故D 正确．题组三 理想变压器中的动态分析8．如图5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 1和L 2，输电线的等效电阻为R .开始时，开关S 断开．当开关S 接通时，以下说法中正确的是 ( )图5A ．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 ．通过灯炮L 1的电流减小D ．原线圈中的电流增大答案 BCD 解析 由于输入电压不变，所以当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L 2，总电阻变小，由欧姆定律知，流过R 的电流增大，电阻上的电压U R ＝IR 增大．副线圈输出电流增大，根据输入功率等于输出功率I 1U 1＝I 2U 2得，I 2增大，原线圈输入电流I 1也增大．U MN 不变，U R 变大，所以U L1变小，流过灯泡L 1的电流减小．9．如图6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( )图6A ．原线圈匝数n 1增加B ．副线圈匝数n 2增加C ．负载电阻R 的阻值增大D ．负载电阻R 的阻值减小答案 BD解析 由U 1U 2＝n 1n 2，P 出＝U 22R 可得P 出＝U 21n 以22n 21R 又因为P 入＝P 出，所以P 入＝U 21n 22n 21R 分析可得选项B 、D 正确．10.有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q 调节，如图7所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R 0和滑动变阻器R ，在原线圈上加一电压为U 的交流电，则( )图7A ．保持Q 的位置不动，将P 向上滑动时，电流表的读数变大B ．保持Q 的位置不动，将P 向上滑动时，电流表的读数变小C ．保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，电流表的读数变大D ．保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，电流表的读数变小 答案 BC解析 保持Q 的位置不动，副线圈匝数不变，由U 1U 2＝n 1n 2知U 2不变，当P 向上滑动时，R 变大，由I 2＝U 2R 0＋R知I 2减小，I 1减小，故电流表的读数变小，A 错误，B 正确；保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，副线圈的匝数增多，由U 1U 2＝n 1n 2知U 2增大，由I 2＝U 2R ＋R 0知I 2增大，I 1增大，故电流表的读数变大，C 正确，D 错误．。
§2.6变压器(导学案)
云南师范大学附属易门中学驾驭式自主高效课堂导学案3-22-6年级：高二班级：学生姓名：制作人：缪恰科目：物理教务审批课题：§2.6变压器一、学习目标1.了解变压器的构造及其工作原理；2.理解理想变压器电压与原副线圈匝数的关系；3.应用理想变压器解决实际问题；4.通过实验探究得出结论，建立理想变压器模型使学生掌握物理研究的基础策略，培养学生推理能力和严谨的科学态度，让学生思维和解决实际问题的能力得到锻炼和提高，培养学生物理学科素养。
二、自学指导与检测与原副线圈线圈匝数的关系（2）根据能量守恒，理想变压器工作时，它的输入功率等于输出功率，即3.理想变压器的电压与匝数的关系理想变压器原、副线圈的电压与它们的匝数成，即。
4.理想变压器的电流与匝数的关系（1）理想变压器原、副线圈的电流与它们的匝数成，即。
（2）变压器电压较高的一边电流,而电压较低的一边电流,因此变压器中匝数较多的线圈可用的导线绕制,而匝数较少的线圈则使用的导线绕制。
阅读P49-51其他常见的变压器：自耦变压器、调压变压器、多个副线圈的变压器、电压互感器、电流互感器5.其他常见的变压器（1）自耦变压器：（2）调压变压器：（3）多个副线圈的变压器：（4）电压互感器：（5）电流互感器：三、实验探究器材：学生电源、可拆变压器、交流电压表实验步骤:在变压器原线圈输入4~8V的交流电压，在副线圈接上交流电压表,如图所示.先保持原线圈匝数不变,改变副线圈的匝数，观察电压表的示数；再保持副线圈匝数不变，改变原线圈的匝数；观察电压表的示数在原线圈两端输入不同的电压多做几次。
将实验数据填入下表中.次数n1/匝n2/匝n1/n2U1/伏U2/伏U1/U2 123四、小结（一）变压器的结构：（二）变压器的原理1、当变压器的原线圈加上交变电压时，原线圈中的交变电流在铁芯中激发交变的磁通量，交变的磁通量穿过原线圈也穿过副线圈，在原、副线圈中产生感应电动势。
变压器导学案
第五章第四节变压器编号：14制作人：高二物理组审核人：高二物理组日期：2017.3学习目标：1.了解变压器的构造及几种常见的变压器．2.理解互感现象和变压器的工作原理．3．掌握理想变压器的电压和电流与匝数的关系，并能用它解决基本问题．预习导航：一、理想变压器：1.构成：由和绕在铁芯上的两个组成，与交流电源连接的线圈叫，与负载连接的线圈叫。
2．原理：______现象是变压器的工作基础，由于原线圈中电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的______也在不断变化．变化的______在副线圈中产生____________．思考：在课外，某同学在进行低压交流变压器实验的准备工作时，发现缺少电源，于是就用一种摩托车的蓄电池代替，按下图进行实验．则闭合电键后，灯泡是否发光？并解释出现这种现象的原因？二、理想变压器电压与匝数的关系1．理想变压器：没有__________的变压器．2．电压与匝数关系：原、副线圈的电压之比，等于两个线圈的_________，即：＝.思考：理想变压器的原、副线圈的电压与匝数成正比，即U1/U2＝n1/n2，试探究原、副线圈的瞬时电压与匝数是否也成正比?新课探究：合作探究一变压器的工作原理物理情景一1．把两个没有用导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上．接通电源，我们会看到小灯泡发光，结合实验现象思考变压器的原、副线圈没有连在一起，原线圈中的电流是如何“流到”副线圈中去的？2．探究分析变压器中闭合铁芯的作用是什么？例题1：如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1，当导体棒在匀强磁场中向左做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A2的示数为() A．3mA B．0C．48mA D．与负载R的值有关发散练习1．关于变压器，下列说法正确的是()A．变压器的工作原理是电磁感应B．所有变压器的工作基础都是互感现象C．各种电流接入变压器的输入端，变压器都能持续正常工作D．只有交变电流接入变压器的原线圈中，变压器才能持续正常工作发散练习2．一个正常工作的理想变压器的原、副线圈中，下列物理量不一定相等的是)(bA ．交流的频率B ．电流的有效值C ．电功率D ．磁通量的变化率 合作探究二 理想变压器中的几个关系物理情景二 1．理想变压器有什么特点？实际变压器与理想变压器相比有什么区别？ 2．若副线圈中有多个线圈时，原、副线圈中 U 1/U 2＝n 1/n 2 的关系还成立吗？I 1/I 2＝n 2/n 1 呢？例题 2：如图，将额定电压为 60 V 的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上．闭合开 关 S 后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为 220 V 和 2.2 A ．以下判断正确的是( )A ．变压器输入功率为 484 WB ．通过原线圈的电流的有效值为 0.6 AC ．通过副线圈的电流的最大值为 2.2 AD ．变压器原、副线圈匝数比 n 1∶n 2＝11∶3合作探究三 变压器的动态分析物理情景三：如图所示为理想变压器， 是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表．从 某时刻开始在原线圈 c 、d 两端加上交变电压，请探究以下几个问题：1． 保持滑动变阻器触头 P 的位置不变，当单刀双掷开关由 a 扳向 b 时，电压表和电流表的示数如何变化？变压器的输出功率如何变化？2． 单刀双掷开关与 a 连接，在滑动变阻器触头 P 向上移动的过程中，电压表和电流表的示数如何变化？变压器的输出功率如何变化？原线圈的电流、输入功率 如何变化？例题 3：如图所示的电路中，P 为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压 U 1 不变，闭 合电键 S ，下列说法正确的是( )A ．P 向下滑动时，灯 L 变亮B ．P 向下滑动时，变压器的输出电压不变C ．P 向上滑动时，变压器的输入电流变小D ．P 向上滑动时，变压器的输出功率变大 发散练习 3：用电高峰期，电灯往往会变暗，其原理可简化为如下物理问题．如图 5 4 10 所示， 理想变压器的副线圈上，通过输电线连接两只相同的灯泡 L 1 和 L 2，输电线的等效电阻为 R ，原 线圈输入有效值恒定的交流电压，当开关 S 闭合时，以下说法中正确的是( ) A ．原线圈中电流减小 B ．副线圈输出电压减小C ．R 两端的电压增大D ．原线圈输入功率减小发散练习 4：有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过 滑片 Q 调节，如图所示，在副线圈的输出端连接了定值电阻 R0 和滑动变阻器 R ，在原线圈上加 一电压为 U 的交流电源，则( )A ．保持 Q 的位置不动，将 P 向上滑动时，电流表的读数变大B ．保持 Q 的位置不动，将 P 向上滑动时，电流表的读数变小C ．保持 P 的位置不动，将 Q 向上滑动时，电流表的读数变大D ．保持 P 的位置不动，将 Q 向上滑动时，电流表的读数变小课堂小结：作业：。
变压器导学案
5-4 变压器导学案班级姓名一、学习目标（1）了解变压器的构造及工作原理（2）掌握理想变压器的电压与匝数间关系（3）掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题二、学习重点：变压器工作原理及工作规律三、学习难点：（1）理解副线圈两端的电压为交变电压(2) 变压器原副线圈电压与匝数关系四、学习过程1、变压器的构造：问：铁芯与线圈互相绝缘，变压器副线圈和原线圈电路是否相通？2、变压器的工作原理阅读教材40页的思考与讨论：（1）、小灯泡为什么会亮？（2）、解释变压器的工作原理：（3）、铁芯的作用：3、实验探究：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验步骤：1、把可拆式变压器的一个线圈作为原线圈，连接到学生电源的交流输出端，另一个线圈作为副线圈，可不接负载2 、闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量两个线圈两端的电压，测量完毕断开学生电源的开关3 、改变学生电源的电压设置，重复以上实验4 、改变原、副线圈的匝数，重复以上实验1 变压器的原线圈、副线圈的电压与两个线圈的匝数之间有什么关系？结论：公式：2 、要使电压经过变压器后升高，副线圈的匝数比原线圈的匝数多还是少？若要使电压降低呢？跟踪练习1、当变压器一个线圈的匝数已知时，可以用下面的方法测量其它线圈的匝数：把被测线圈作为原线圈，用匝数已知的线圈作为副线圈，通入交流，测出两线圈的电压，就可以求出被测线圈的匝数。
已知副线圈有400匝，把原线圈接到220V 的线路中，测得副线圈的电压是55V ，求原线圈的匝数。
2、一台理想变压器的原、副线圈匝数比为4∶1,若原线圈加上u=1414sin100πt （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 VB 、353.5 VC 、499.8 VD 、200 V知识提升：理想变压器的规律理想变压器是自身不消耗电能的电器设备。
特点：（1）变压器铁芯内无漏磁（2）原、副线圈不计内阻（1）理想变压器原副线圈电压关系：2121n n U U =，若有多个副线圈，则有332211n U n U n U ===…… 1）无论副线圈一端空载还是有负载都适用2）输出电压U 2由输入电压U 1和原、副线圈的匝数比共同决定若n 1＞n 2，则U 1＞U 2为降压变压器 若n 1＜n 2， 则U 1＜U 2为升压变压器 （2）功率关系：根据能量守恒有P 入=P 出，变压器的输入功率决定于输出功率，即用多少给多少，I 1U 1=I 2U 2，或I 1U 1=I 2U 2+I 3U 3+……（3）电流关系：电流关系是由功率关系决定的定量：I 1n 1=I 2n 2或I 1n 1=I 2n 2+I 3U 3+……定性：因P 入随P 出的变化而变化，故I 1随I 2的变化而变化，当I 2=0时，I 1很小变压器高压圈匝数多而导线细，低压圈匝数少而导线粗，是区别高低压线圈的方法 总结：1、U 、I 、P 的决定关系一个确定的变压器，输出电压U 2由输入电压U 1决定输入功率P 1由输出功率P 2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，输入功率也为零2、负载发生变化引起变压器电压、电流变化的判断方法（1）先要由U 1/U 2=n 1/n 2，判断U 2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I 2的变化情况（4）最后由P 入=P 出判断原线圈中电流I 1的变化情况【自学】互感器（P 43 科学漫步）1、电压互感器的特点及其作用2、电流互感器的特点及其作用能力提升例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？2121n n U U =例2.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？例3.如图所示理想变压器原、副线圈的匝数比为N 1：N 2=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，求：（1）灯泡实际消耗的功率？（2）此时灯泡中的电流是多少？例4. 如图所示的理想变压器,输入电压U 1 =220伏，各线圈匝数之比n 1 :n 2: n 3=10:5:1。
变压器-导学案
《变压器》导学案【学习目标】1、要知道变压器的基本构造，了解变压器的工作原理。
2、能说出并会运用理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，电流与匝数的关系。
3、要知道变压器在生活中的应用。
4、能知道理想化模型在物理学研究中的重要性。
【重点难点】通过实验探究得到变压器原、副线圈电压和匝数的关系。
变压器变压比的推导过程。
【知识链接】1、什么是法拉第电磁感应定律？2、什么是互感现象？【学法指导】演示可拆变压器、能理解电压与匝数的关系【学习内容】探究一、把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上，小灯泡亮了。
两个线圈并没有直接连接，为什么小灯泡会发光？这个实验说明了什么？探究二、变压器能改变恒定电压吗？为什么？结论：1、变压器的构成？2、变压器的工作原理？3、什么叫理想变压器？问题：变压器是如何变压的？探究一、原副线圈的匝数与原副线圈中的电压有着什么样的定量关系？（仅限于理论推导）1、实验探究演示可拆变压器实验结论：2、理论推导：理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系？探究二、当理想变压器工作时，原、副线圈电流与匝数有怎样的关系？（学生自主推导）结论：理想变压器有一个副线圈时1、电压关系：变压器原、副线圈的电压之比为；2、功率关系：理想变压器的输入、输出功率为；3、电流关系：变压器原、副线圈的电流之比为。
探究三、理想变压器原、副线圈中电压、电流和功率有怎样的决定关系？【学习小结】本节课学习了哪些内容？看一看学习目标落实了吗？【达标检测】1、为了安全，机床上照明电灯用的电压是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60W的电灯供电，原、副线圈中的电流各是多大？2、如图所示，理想变压器的输入端电压 u=220sin100 πt(V) ，原副线圈的匝数之比为:n1 :n2=10:1 ；若图中电流表读数为 2 A ，则( )A.电压表读数为 220 VB.电压表读数为 22 VC.变压器输出功率为 44 WD.变压器输入功率为 440 W3、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、正常工作的理想变压器的原、副线圈中，数值上一定相等的是( )A．电流的频率 B．端电压的峰值 C．电流的有效值 D．电功率【学习反思】。
(完整word版)变压器导学案
【学习目标】1．了解变压器的构造及其工作原理。
2．知道变压器的原、副线圈中电压与匝数关系，电流与匝数关系。
3．了解变压器在生活中的应用.【自主学习】一、变压器的结构1．变压器的定义在交流电的传输过程中，电压或电压的设备.2．变压器的结构(1）如图甲所示，变压器由闭合的和绕在铁芯上的两个或两个以上的组成，其中闭合铁芯由表面涂有绝缘漆的叠合而成，线圈一般用高强度的漆包线绕制。
在电路中,变压器的符号如图乙所示。
（2)原线圈：与电源相连的线圈，也叫，其两端电压叫，用符号表示.副线圈：与相连的线圈，也叫次级线圈，其两端电压叫，用符号表示。
二、变压器的工作原理1．互感:交变电流通过原线圈时在铁芯中激发交变磁场，交变磁场在副线圈中产生感应电动势,当副线圈闭合时，副线圈中有电流产生,它在铁芯中产生交变磁通量，这个交变磁通量也穿过原线圈，在原线圈中产生的现象。
2．工作原理电磁感应是变压器的工作原理,即是变压器工作的基础。
3．理想变压器（1)变压器线圈的电阻忽略不计，即无“铜损”.（2)闭合铁芯的“漏磁”忽略不计，即无漏磁。
（3)闭合铁芯中产生的涡流为零，即无“铁损"。
即没有能量损失的变压器叫做变压器。
三、科学探究--变压器电压与匝数的关系1.电压与匝数关系：2.功率关系：2.电流与匝数关系:四、自耦变压器1．定义:只有一个绕组的变压器.2．优、缺点(1)优点：可以连续地调节输出电压。
(2)缺点：低压端和高压端直接有电的联系,使用不够安全。
【课堂练习】1．下列有关理想变压器的说法正确的是（ )A．原、副线圈中交变电流的频率一定相等B．原线圈的导线比副线圈导线细C．穿过原、副线圈的磁通量的变化率一定相等D．副线圈的输出功率和原线圈的输入功率一定相等E．变压器是一种能够改变交流电压的设备2. 一台理想变压器，其原线圈为2 200匝，副线圈为440匝，并接一个100 Ω的负载电阻，如图所示.(1)当原线圈接在44 V直流电源上时，电压表示数为______ V,电流表示数为______ A。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
执笔审核编号
班
级
姓
名
小组
教师备补栏课题变压器课
型
新课
课
时
1 学生笔记栏
一、学习目标
1、知道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、通过实验，探究理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，电流与匝数的关系。
3、应用变压器原、副线圈电压、电流、功率关系解决实际问题
二、合作探究
（一）变压器的原理
1、【观察可拆变压器】变压器的结构：变压器由什么组成？原线圈与什么相连？副线圈与什么相连？
2、【观察实验】把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上，小灯泡能发光吗？为什么？若原线圈接在直流电源上，小灯泡能发光吗？
3、变压器的变压原理是什么？
①原理：现象是变压器工作的基础
②变压器铁芯的作用是什么？
③从能量转化角度看，变压器实现了怎样的能量转化过程？
4、变压器的示意图
（二）理想变压器线圈两端电压与匝数的关系
1、理想变压器
【思考】变压器有哪些损耗？
2、、【实验探究】：
①保持原线圈电压U1，原线圈的匝数n1不变，改变副线圈的匝数n2，观察灯泡亮度变化，记录各物理量的关系
②保持原线圈匝数n1不变，记录原线圈的电压U1，当副线圈匝数变化，记录副线圈的电压，并说明原、副线圈电压和匝数的关系
③、如果忽略能量损失，变压器的效率是100%，能由法拉第电磁感应定律推导原、副线圈的电压与匝数的关系
④、满足什么条件是升压变压器？什么条件是降压变压器？
(三)理想变压器原、副线圈功率、电流关系
1、根据能量守恒定律写出原、副线圈的功率关系
2、推导变压器原、副线圈电流与匝数的关系
三、当堂检测
1、理想变压器的原线圈匝数为110匝，副线圈匝数为660匝，若原线圈接在6V的电池上，则副线圈两端电压为
A、36V
B、6V
C、1V
D、0V
2、一台理想.变压器原、副线圈匝数比为22：1，当原线圈两端输入u1=220sin314tV的交变电压时，下列说法正确的是
A、副线圈两端电压为12V
B、副线圈接一10Ω电阻时，原线圈的电流为1A
C、副线圈接一10Ω电阻时，原线圈输入功率为10W
D、变压器铁芯中磁通量变化量的最大值是220V
3、如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W；原线圈电路中接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则
A、U=110V，I=0.2A
B、U=110V，I=0.05A
C、U=110V，I=0.2A
D、U=110V，I=0.2 A
4、如图所示为理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上，次级线圈上接有一个标有“10V 100W”的灯泡．已知变压器初、次级线圈匝数之比为20：1，那么灯泡正常工作时，图中的电压表读数为多大？电流表读数又为多大？
高二年级物理导学案。