高中物理《变压器》学案 (人教版选修3-2)
物理：5.4《变压器》教案(新人教版选修3-2)
变压器一、素质教育目标(一)知识教学点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、电流与匝数间关系。
3．掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题。
(二)能力训练点1．通过观察演示实验，培养学生物理观察能力和正确读数的习惯。
2．从变压器工作规律得出过程中培养学生处理实验数据及总结概括能力。
3．从理想变压器概念引入使学生了解物理模型建立的基础和建立的意义。
(三)德育渗透点1．通过原副线圈的匝数与绕线线径关系中体会物理学中的和谐、统一美。
2．让学生充分体会能量守恒定律的普遍性及辩证统一思想。
3．培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度。
二、重点、难点、疑点及解决办法1．重点变压器工作原理及工作规律。
2．难点(1)理解副线圈两端的电压为交变电压。
(2)推导变压器原副线圈电流与匝数关系。
(3)掌握公式中各物理量所表示对象的含义。
3．疑点变压器铁心是否带电即如何将电能从原线圈传输出到副线圈。
4．解决办法(1)通过演示实验来研究变压器工作规律使学生能在实验基础上建立规律。
(2)通过理想化模型建立及理论推导得出通过原副线圈电流与匝数间的关系。
(3)通过运用变压器工作规律的公式来解题使学生从实践中理解公式各物理量的含义。
三、课时安排3课时四、教具准备可拆式变压器、投影交流电流表(2只)、投影交流电压表(2只)、导线若干学生电源、小电珠(5只、2.5V，0.3A)、电键(4只)五、学生活动设计1．通过参与演示实验观察、数据处理、得出结论的全过程，使学生获得新知识。
2．通过提问引发学生思考，并应用学到的知识来解决实际问题。
4．通过练习掌握公式的应用及理解公式各物理量的含义。
六、教学过程(一)明确目标通过实验得出变压器工作规律并能运用解决实际问题。
(二)整体感知这节内容承上启下，它是电磁感应知识与交变电流概念的综合应用，体现出了交变电流的优点，为电能输送奠定了基础。
(三)重点、难点的学习与目标完成过程1．引入新课幻灯打出一组数据从以上表格可看到各类用电器额定工作电压往往不同，可我们国家民用统一供电均为220V，那这些元件是如何正常工作的呢？出示已拆录音机，指出变压器。
高中物理 5.4 变压器学案(含解析)新人教版选修3-2-新人教版高中选修3-2物理学案
4 变压器学习目标1.知道变压器的构造及几种常见的变压器.2.用实验探究变压比关系,认识变压器的原理基础.3.理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系.自主探究1.变压器是由和组成的.一个与交流电源连接,叫做,也叫初级线圈;另一个线圈与负载连接,叫做,也叫次级线圈.2. 是变压器工作的基础.没有能量损失的变压器叫做.3.理想变压器的原、副线圈两端的电压之比,等于.合作探究一、变压器的原理生活中常用电器的额定工作电压:用电器额定工作电压用电器额定工作电压随身听 3 V 机床上的照明灯36 V扫描仪12 V 防身器 3 000 V手机充电器4.2 V 黑白电视机显像管几万伏录音机 6 V 彩色电视机显像管十几万伏思考讨论:生活中的用电器一般都可以使用220 V的交流电源,与它们的额定工作电压都不相同,用电器是如何正常工作的呢?思路点拨:变压器可以降低电压也可以升高电压,通过变压器得到用电器所需的合适电压.实物观察:观察变压器的构造.对应可拆式变压器实物和课本中的图片介绍变压器的构造及标示符号,说明闭合铁芯是由极薄且彼此绝缘的硅钢片叠压而成的.自主学习:阅读课本P41“变压器的原理”的内容,总结出相关的知识.1.变压器的工作原理是.电流通过原线圈时在铁芯中激发,由于电流的大小、方向在不断变化,铁芯中的也在不断变化. 在副线圈中产生感应电动势,所以尽管两个线圈之间没有导线相连,副线圈也能够输出.2.从能量角度看,显然变压器不能产生电能,它只是利用闭合铁芯通过将电能从原线圈转移到副线圈,实现电能到再到电能的转化.二、电压与匝数的关系实验探究:探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系.猜想假设:变压器线圈两端的电压可能与原、副线圈匝数有关.设计实验:小组讨论设计实验方案:(1)实验电路:(2)操作方法:控制变量法.(3)实验表格:原线圈匝数n1副线圈匝数n2原线圈两端电压U1(V)副线圈两端电压U2(V)n1n2U1U2100 10 6 10100 20 6 5200 20 6 10(4)实验步骤:A.按实验电路连接实验器材;B.保持原线圈的匝数不变,增加或减少副线圈的匝数,测量副线圈两端的电压C.保持副线圈的匝数不变,增加或减少原线圈的匝数,测量副线圈两端的电压;D.分析实验数据,得出实验结论.注意事项:(1)输入电压不超过12 V.(2)手不能接触裸露的导线、接线柱.(3)电压表先用最大量程试测,然后再选用适当挡位进行测量.进行实验:分组实验连接好电路,记录的数据填入表格.数据分析:分析处理实验数据并得出实验结论.实验结论:在实验误差范围内,原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比,即U1 U2=U1U2.自主学习:阅读课本P42~P43“电压与匝数的关系”的内容,学习相关的知识.1.理想变压器的特点(1).(2).(3).2.理想变压器的基本规律(1)电压关系:.(2)功率关系:.(3)电流关系:.课堂检测1.理想变压器的原、副线圈中一定相同的物理量有()A.交变电流的频率B.磁通量的变化率C.功率D.交变电流的峰值2.关于理想变压器的说法正确的是()A.理想变压器不考虑铁芯漏磁与发热B.U1U2=U1U2只适用于一个原线圈和一个副线圈组成的变压器C.在理想变压器中,无论有几个线圈,一定有输入功率等于输出功率,即P入=P出D.在理想变压器中,即使有多个(大于等于3个)线圈同时工作,U1U2=U2U1也同样适用3.如图所示,匝数为100的矩形线圈abcd处于磁感应强度B=6√225πT的水平匀强磁场中,线圈面积S=0.5 m2,内阻不计.线圈绕垂直于磁场的轴以角速度ω=10π rad/s匀速转动,线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连,变压器的副线圈接入一只“12 V12 W”的灯泡,灯泡正常发光,下列说法中正确的是()A.通过灯泡的交变电流的频率是50 HzB.变压器原、副线圈匝数之比为10∶1C.矩形线圈中产生的电动势的最大值为120 VD.若将灯泡更换为“12 V24 W”且保证其正常发光,需要增大矩形线圈的转速4.如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5,原线圈两端的交变电压为u=20√2sin 100πt(V),氖泡在两端电压达到100 V时开始发光,下列说法中正确的有()A.开关接通后,氖泡的发光频率为100 HzB.开关接通后,电压表的示数为100 VC.开关断开后,电压表的示数变大D.开关断开后,变压器的输出功率不变5.变压器原线圈1 400匝,副线圈700匝并接有电阻R,当变压器工作时,原、副线圈中()A.频率比为2∶1B.功率比为2∶1C.电流比为2∶1D.电压比为2∶16.如图所示,可以将电压升高供给电灯的变压器是图()7.如图所示,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“220 V60 W”的灯泡一只,且灯泡正常发光.则()A.电流表的示数为3√2A B.电源输出功率为1 200 W220A D.原线圈的端电压为11 VC.电流表的示数为32208.理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶15,当原线圈接在6 V的蓄电池两端以后,副线圈的输出电压为()A.90 VB.0.4 VC.6 VD.09.如图所示,理想变压器的原线圈接入u=11 000√2sin 100πt(V)的交变电压,副线圈通过电阻r=6 Ω的导线对“220 V880 W”的电器R L供电,该电器正常工作.由此可知()A.原、副线圈的匝数比为50∶1B.交变电压的频率为100 HzC.副线圈中电流的有效值为4 AD.变压器的输入功率为880 W10.一输入电压为220 V、输出电压为36 V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,如图所示,然后将原线圈接到220 V交流电源上,测得新绕线圈的端电压为1 V.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()A.1 100、360B.1 100、180C.2 200、180D.2 200、36011.如图所示,与理想变压器相连的四只灯泡相同,变压器原、副线圈的匝数比为3∶1,接在副线圈上的三只灯泡正常发光.则对于串联在原线圈上的灯泡A()A.比正常发光时的亮度更大B.也能正常发光C.比正常发光时的亮度更暗D.无法判断其亮度情况12.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,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瞬时值表达式为u=220√2sin 100πt(V)的交变电压,则()A.电压表的示数为22√2 VB.在滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,电流表A2的示数变小C.在滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,电流表A1的示数变大D.在滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,理想变压器的输入功率变小13.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式交流电源,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14.变压器副线圈电路中有电阻R=7.26 Ω,消耗功率为6 W.另有一匝线圈接有电压表,读数U0=50 mV.原线圈两端电压为u=311sin 100πt(V).求原、副线圈的匝数和铁芯内的磁通量变化率的表达式(如图所示).15.如图所示,一台有两个副线圈的变压器,原线圈匝数n1=1 100,接入电压U1=220 V的电路中.(1)要求在两个副线圈上分别得到电压U2=6 V,U3=110 V,它们的匝数n2、n3分别为多少?(2)若在两副线圈上分别接上“6 V20 W”“110 V60 W”的两个用电器,原线圈的输入电流为多少?参考答案自主探究1.闭合铁芯绕在铁芯上的两个线圈原线圈副线圈2.互感现象理想变压器3.两个线圈的匝数之比合作探究一、变压器的原理1.互感现象磁场磁场变化的磁场电流2.交变磁场磁场能二、电压与匝数的关系1.(1)无漏磁现象(2)线圈电阻不计(3)铁芯不发热2.(1)U1U2=U1U2(2)P出=P入,U1I1=U2I2(3)U1U2=U2U1课堂检测1.ABC解析:理想变压器没有漏磁,没有能量损失,所以原、副线圈中磁通量变化率相同,原、副线圈中功率相同,B、C两项正确;变压器的原理是互感现象,其作用是改变电压峰值,不改变频率,A项正确,D项错误.2.AC解析:理想变压器是不计一切损失的变压器,A、C两项正确;U1U2=U1U2可适用于多个线圈组成的变压器的任意两个线圈之间,B项错误;U1U2=U2U1只适用于一个原线圈、一个副线圈工作的变压器,D项错误.3.B解析:由ω=2πf知,交变电流的频率是5 Hz,A项错误;矩形线圈中产生感应电动势的最大值为E max=NBSω=120√2 V,C项错误;变压器输入电压为U1=√2=120 V,由U1U2=U1U2知,B项正确;由U2=U2U1U1可知,U2大小与负载无关,D项错误.4.AB解析:由交变电压的瞬时值表达式知,原线圈两端电压的有效值为U1=√2√2V=20 V,由U1U2=U1U2得,副线圈两端的电压为U2=100 V,电压表的示数为交变电压的有效值,B项正确;交变电压的频率为f=100π2πHz=50 Hz,一个周期内电压两次大于100 V,即一个周期内氖泡能两次发光,所以其发光频率为100 Hz,A项正确;开关断开前后,输入电压不变,变压器的变压比不变,故输出电压不变,C项错误;断开后,电路消耗的功率减小,输出功率决定输入功率,D项错误.5.D解析:由于变压器不能改变交变电流的功率和频率,所以原、副线圈电流功率和频率之比均为1∶1,A、B两项错误;而根据电流与匝数之间的关系U1U2=U2U1得电流比为1∶2,C项错误;根据电压与匝数之间的关系U1U2=U1U2得电压比为2∶1,D项正确.6.C解析:变压器应该接在交流电路中,升压变压器中副线圈的匝数大于原线圈的匝数.7.C解析:由灯泡正常发光,可知副线圈电压为220 V,由U1U2=U1U2可知,原线圈电压U1=20×220 V=4 400 V,D项错误;又因输入功率等于输出功率,P1=P2=60 W,故B项错误;电流表示数为有效值,原线圈中电流I1=U1U1=604 400A=3220A,故A项错误,C项正确.8.D解析:由于蓄电池向外输出的是恒定电流,铁芯中磁通量不能发生变化,在副线圈中不能产生感应电动势,所以副线圈的输出电压为0.9.C解析:由P=UI可得,I=U LU L=4 A,C项正确;根据U r=Ir=24 V得,副线圈电压U2=U L+U r=244V,再由U1U2=U1U2可得,n1∶n2=2 750∶61≈45∶1,A项错误;由u=11 000√2sin 100πt(V)及f=U2π可得,f=50 Hz,B项错误;因导线电阻消耗电能,故变压器输入功率为P=P L+I2r=976 W,D项错误.10.B解析:由U1U2=U1U2得,220V36V=U1U2,220V1V=U15,解得,n1=1 100、n2=180,B项正确.11.B解析:灯泡A的亮度如何,主要看灯泡A的功率是多大,在本题中就是看通过灯泡A 的电流如何变化.设每只灯泡的额定电流为I0,因并联在副线圈两端的三只灯泡正常发光,所以副线圈中的电流I2=3I0.由U1U2=U2U1,得原线圈的电流I1=U2U1I2=I0,恰为灯泡A的额定电流,因此灯泡A也能正常发光.12.BD解析:电压表的示数为有效值,应为22 V;在滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,由于电压不变,变阻器接入电路中的电阻变大,所以电流表A2的示数变小,电流表A1的示数也变小,输入功率变小,B、D两项正确.13.BD解析:由U1U2=U1U2,P出=U22U,可得P出=U12U22U12U.又因为P入=P出,所以P入=U12U22U12U.分析可知,B、D两项正确.14.解析:由题中条件可知该变压器每匝线圈感应电压有效值为50 mV.由P2=U22U 可得,U2=6.6 V,即可得n2=6.6V0.05V=132.由原线圈上电压表达式可知,交流电压U1的有效值为U1=220 V,由U1U2=U1U2得,原线圈匝数n1=4 400.铁芯内磁通量的变化率即单匝线圈的感应电动势,其最大值为0.05√2 V,表达式为ΔUΔU=0.05√2sin 100πt(Wb/s).答案:原线圈匝数为4 400副线圈匝数为132ΔUΔU=0.05√2sin 100πt(Wb/s)15.解析:(1)根据原、副线圈间电压与匝数的关系,由U1U2=U1U2,U1U3=U1U3,得n2=U2U1n1=6220×1 100=30,n3=U3U1n1=110220×1 100=550.(2)设原线圈输入电流为I1,由P入=P出得I1U1=I2U2+I3U3=P2+P3所以I1=U2+U3U1=20+60220A=0.36 A.答案:(1)30550(2)0.36 A。
新人教版高中物理选修3-2第五章《变压器》精品教案
学
手机充电器 4.2V 4.4V5.3V 录音机 6V 9V 12V
我们发现不同的用电器所需的额定电压是不同的， 但是我国民用供 电电压均为 220V，怎样才能让这些工作电压不同的用电器正常工 作呢？
过
二、自主、合作、探究 自主、合作、 思考与讨论： 思考与讨论 右图中为了 讨论使小灯泡对于左侧的电源有什 使小灯泡发光， 对于左侧的电源有什么要求？并说明原因。 （提示： 么要求？（3 分钟） 恒定电流、交变电流）
过
程
教
探究：理想变压器的输出电流和输入电流之间的关系 探究：理想变压器的输出电流和输入电流之间的关系 电流和输入电流 1、从能量转化和守恒的角度来分析变压器里面的能量转化情况。 变压器输入的是 ，经过原线圈转化为 ， 通过铁芯传递到副线圈，经过副线圈转化为 。 2、对于理想变压器来说是没有能量损失的，所以理想变压器输入 的能量等于输出的能量， 也就是理想变压器的输出功率等于输入功 率。（输出功率决定输入功率 输出功率决定输入功率） 输出功率决定输入功率 3、理想变压器原副线圈的电流关系是怎样的？（提示：P=UI）
总结本节知识要点（2 分钟）
备注
课下练习 1、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．交流的频率 B．电流的有效值 C．电功率 D．磁通量变化率 2、理想变压器的原线圈的匝数为 110 匝，副线圈匝数为 660 匝，若原线圈接在 6 V 的电池上，则副线圈两端电压为 （ ） A.36 V B.6 V C.1 V D.0 V ） 3．理想变压器原、副线圈的电流为 I1、I2，电压为 U1、U2，功率为 P1、P2，关于它们的关系，正确的是 （ A.I2 由 I1 决定 B.U2 与负载有关 D.U1 由 U2 决定 C.P1 由 P2 决定 4．一台理想变压器原、副线圈匝数比为 22∶1，当原线圈两端输入 u1=220 2 sin314t V 的交变电压时，下列说法正确 的是 （ ）
人教版高中物理选修3-2课后习题参考答案
人教版高中物理选修3-2课后习题参考答案
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高中物理选修3-2人教版5.4《变压器》教案设计
变压器教学目标1. 知识与技能(1)知道变压器的构造及几种常见的变压器．(2)理解变压器的工作原理及理想变压器的特点．(3)掌握理想变压器的电压、电流、功率等规律．2. 过程与方法(1)通过实验，探究理想变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系，电流与匝数的关系．(2)通过探究变压器规律的实验，培养学生处理实验数据及总结概括能力．(3)通过自主探究和小组合作，培养自主探究、合作学习的能力．3. 情感、态度与价值观(1)了解变压器在生活中的应用．(2)让学生充分体会能量守恒定律的普遍性及辩证统一思想．教学重难点1．变压器工作原理及理想变压器的特点．2．理想变压器的电压、电流、功率等规律．3．推导变压器原副线圈电流与匝数的关系．教学准备闭合铁芯、学生电源、导线若干、小灯泡、可拆式变压器、交流电压表、开关、多媒体课件等．教学过程设计【自主学习】引导学生阅读课本P41“变压器的原理”的内容，3.变压器的工作原理：互感现象.副原线(3)铁芯不发热.说明：大型变压器能量损失都很小，可看作理想变压器，本章研究的变压器可当作理想变压器处理.2.理想变压器的基本规律(1)原、副线圈两端的电压跟匝数成正比，即U 1U 2＝n 1n 2.若n 1＞n 2，则U 1＞U 2，称为降压变压器. 若n 1＜n 2，则U 1＜U 2，称为升压变压器. (2)输出功率等于输入功率P 出＝P 入，U 1I 1＝U 2I 2. (3)原、副线圈中的电流跟匝数成反比，即I 1I 2＝n 2n 1.(4)原、副线圈的交变电流的周期T 和频率f 相同. 3.互感器(1)用途：把高电压变成低电压，或把大电流变成小电流. (2)分类：电压互感器、电流互感器.板书设计4 变压器一、变压器的原理1.变压器的构造：原线圈(初级线圈)、副线圈(次级线圈)、闭合铁芯,2.变压器示意图及符号：二、电压与匝数的关系1.理想变压器(1)无漏磁现象(2)线圈电阻不计(3)铁芯不发热2.理想变压器的基本规律(1)\f(U1,U2)＝\f(n1,n2)(2)P出＝P入，U1I1＝U2I2(3)\f(I1,I2)＝\f(n2,n1)(4)原、副线圈的交变电流的周期T和频率f相同,3.互感器,电压互感器、电流互感器。
2020-2021学年高二人教版选修3—2第五章 5.4变压器(二)word版含解析答案
A.输入电压 u 的表达式 u = 20 2 sin (50t )
B.只断开 S2 后, L1 、 L2 均正常发光 C.只断开 S2 后,原线圈的输入功率增大 D.若 S1 换接到 2 后, R 消耗的电功率为 0.8 W
8.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
A.当光照变弱时,变压器的输入功率增加 B.当滑动触头 P 向下滑动时,电阻 R1 消耗的功率增加 C.当开关 K 由闭合到断开,原线圈中电流变大 D.当 U 增大时,副线圈中电流变小 11.如图所示,匝数为 50 匝的矩形闭合导线框 ABCD 处于磁感应强度大小 B = 2 T 的水平匀强磁场中,线框面积 s=0.5m2,线框电阻不计。线框绕垂直
13.如图所示,理想变压器的原副线圈匝数均可调节,原线圈两端接上正弦 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 14.如图所示,一台理想变压器的原、副线圈的匝数比为 4: 1,原线圈接入 电压为 220V 的正弦交流电,副线圈接有两只理想二极管(正向电阻为 0,反
12.用理想变压器给负载电阻供电,变压器输入电压一定时,在下列办法中
可以使变压器的输入功率增加的是(
)
A.增大负载电阻的阻值,而原、副线圈的匝数保持不变 B.减小负载电阻的阻值,而原、副线圈的匝数保持不变 C.增加副线圈的匝数,而原线圈的匝数和负载电阻保持不变 D.增加原线圈的匝数,而副线圈的匝数和负载电阻保持不变
5.答案：C
解析：由题图可知，c、d 间的线圈为整个线圈的一部分，故其匝数比作 为原线圈的整个线圈的匝数少，根据变压器的电压与匝数的关系可知， U2<U1，在将滑动触头从 M 点顺时针旋转到 N 点的过程中，c、d 间的线圈 的匝数减少，所以输出电压降低，选项 C 正确.
5.4 变压器 (人教版选修3-2)
5.4 变压器每课一练（人教版选修3-2）1．理想变压器工作时，原线圈输入与副线圈输出的物理量一定相同的是( )A．电压有效值B．电流有效值C．交变电流频率D．交流电功率2．如图10所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1，当导体棒l在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表的示数是12 mA，则电流表的示数为( )图10A．3 mA B．0 mAC．48 mA D．与负载R的值有关3．在绕制变压器时，某人将两个线圈绕在如图11所示变压器铁芯的左右两个臂上．当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂．已知线圈1,2的匝数之比n1∶n2＝2∶1.在不接负载的情况下( )图11A．当线圈1输入电压为220 V时，线圈2输出电压为110 VB．当线圈1输入电压为220 V时，线圈2输出电压为55 VC．当线圈2输入电压为110 V时，线圈1输出电压为220 VD．当线圈2输入电压为110 V时，线圈1输出电压为110 V4．一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图12甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头．下列说法正确的是( )图12A．副线圈输出电压的频率为50 HzB．副线圈输出电压的有效值为31 VC．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小D．P向右移动时，变压器的输入功率增加5．一台理想变压器从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，则变压器原线圈的电流、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,2×103kW6．一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈有可调电阻R.设原线圈的电流为I1，输入功率为P1，副线圈的电流为I2，输出功率为P2.当R增大时( )A．I1减小，P1增大B．I1减小，P1减小C．I2增大，P2减小D．I2增大，P2增大7．如图13所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u ＝202sin 100πt V ．氖泡在两端电压达到100 V 时开始发光．下列说法中正确的有( )图13A ．开关接通后，氖泡的发光频率为100 HzB ．开关接通后，电压表的示数为100 VC ．开关断开后，电压表的示数变大D ．开关断开后，变压器的输出功率不变8．图14所示是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器．已知变压器原线圈与副线圈匝数比n 1n 2＝120，加在原线圈的电压为u 1＝311sin 100πt V ，霓虹灯正常工作的电阻R ＝440 kΩ，I 1、I 2表示原、副线圈中的电流．下列判断正确的是( )图14A ．副线圈两端电压6 220 V ，副线圈中的电流14.1 mAB ．副线圈两端电压4 400 V ，副线圈中的电流10 mAC ．I 1<I 2D ．I 1>I 29．如图15甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R 1＝20 Ω，R 2＝30 Ω，C 为电容器．已知通过R 1的正弦式交变电流如图14乙所示，则( )图15A ．交变电流的频率为0.02 HzB ．原线圈输入电压的最大值为200 2 VC ．电阻R 2的电功率约为6.67 WD ．通过R 3的电流始终为零10．如图16所示，理想变压器线圈匝数比n 1∶n 2＝2∶1，分别接有相同的两只灯泡A 和B ，若在a 、b 间接正弦式交流电源，电源电压为U ，则B 灯两端电压为( )图16A ．0.5UB ．2U230匝，与一个“12 V 12 W ”的灯泡L 连接，L 能正常发光．副线圈3的输出电压U 3＝110 V ，与电阻R 连接，通过R 的电流为0.4 A ，求：图17(1)副线圈3的匝数n3 .(2)原线圈1的匝数n1和电流I1.12．如图18所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220 V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，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12 mA时，熔丝就熔断．图18(1)熔丝的熔断电流是多大？(2)当副线圈电路中电流为10 mA时，变压器的输入功率是多大？13．如图19所示，交流发电机电动势的有效值E＝20 V，内阻不计，它通过一个R＝6 Ω的指示灯连接变压器．变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6 V，0.25 W”，灯泡都正常发光，导线电阻不计．求：图19(1)降压变压器初级、次级线圈匝数比．(2)发电机的输出功率．参考答案课后巩固练1．CD 2．B3．BD [在不考虑原、副线圈内电阻的情况下，变压器原、副线圈电压之比(U 1/U 2)等于原、副线圈中产生的感应电动势之比(E 1/E 2)．当给线圈1输入电压U 1时，U 1U 2＝E 1E 2＝n 1ΔΦ1Δt n 2ΔΦ2Δt＝n 1ΔΦ1n 2ΔΦ2＝21×21＝41.当给线圈2输入电压U 2时，U 2U 1＝E 2E 1＝n 2ΔΦ2Δt n 1ΔΦ1Δt＝n 2ΔΦ2n 1ΔΦ1＝12×21＝1.所以选项B 、D 正确．]4．AD [变压器不改变电压的频率，副线圈中的电压频率等于原线圈中的电压频率为f ＝1T ＝12×10－2 Hz ＝50 Hz ；由U 1U 2＝n 1n 2可得副线圈中电压的最大值31 V ，故有效值为312V ；P 向右移动时，输出电路中电压不变，电阻减小，电流增大，输出功率增大，变压器的输入功率等于输出功率，也增大，故正确的选项为A 、D.]5．A [设原线圈输入电压、电流、功率分别为U 1、I 1、P 1，副线圈输出电压、电流、功率分别为U 2、I 2、P 2，原、副线圈匝数分别为n 1、n 2.由I 1I 2＝n 2n 1知I 1＝n 2n 1I 2＝140×200 A ＝5 A. 由 U 1U 2＝n 1n 2知U 2＝n 2n 1U 1＝140×10×103 V ＝250 V 输出功率P 出＝U 2I 2＝250×200 W ＝50 kW]6．B [副线圈的电压不变，当副线圈接的电阻R 增大时，I 2减小，P 2减小，因为P 1＝P 2，所以P 1减小，I 1＝n 2n 1I 2，I 1也减小．]7．AB [由U 1U 2＝n 1n 2得：副线圈的输出电压u 2＝5u ＝1002sin 100πt V ，此电源频率f 0＝50Hz ，而氖泡每个周期发光2次，则氖泡的发光频率f 氖＝2f 0＝100 Hz ，A 正确；电压表的示数应为副线圈输出电压的有效值，故U ＝U 2m2＝100 V ，B 正确；交变电流、电压的有效值不变，故表示数不变，C 错；断开开关后，变压器的输出功率减小，D 错．]8．BD [原线圈电压有效值U 1＝U m 2＝3112V ＝220 V ，由U 1U 2＝n 1n 2，可得U 2＝4 400 V ，由欧姆定律可知I 2＝U 2R ＝10 mA ，由I 1I 2＝n 2n 1可得：I 1>I 2，所以B 、D 两项正确．]9．C [由题中图象可知该交变电流的周期为0.02 s ，所以频率为50 Hz ，A 错误；因为变压器输出电压最大值为20×1 V ＝20 V ，所以由变压比公式U 1n 1＝U 2n 2知变压器原线圈电压的最大值为20×10 V ＝200 V ，B 错误；R 2的功率P 2＝U 2R 2＝⎝⎛⎭⎫202230W ＝6.67 W ，C 正确；因为电容器存在充、放电现象，所以电阻R 3中的电流不是始终为零，D 错误．]10．D [设原线圈电压为U 1，电流为I 1，副线圈电压为U 2，电流为I 2，则U 1＝U －I 1R A ，U 1U 2＝n 1n 2，I 1I 2＝n 2n 1，U 2＝I 2R B ，依题意，A 、B 完全相同，有R A ＝R B ，联立以上各式，整理可得 n 2n 1U 1＝n 1n 2(U －U 1)，即12U 1＝2(U －U 1)， 得U 1＝45U ，U 2＝12U 1＝25U ＝0.4U ]11．(1)275匝 (2)550匝 0.255 A解析 (1)变压比公式对于两个副线圈也适用，则有U 2U 3＝n 2n 3，n 3＝n 2U 3U 2＝30×11012匝＝275匝． (2)同理：n 1n 2＝U 1U 2，n 1＝U 1U 2n 2＝22012×30匝＝550匝．理想变压器的输入功率等于输出功率，即P 1＝P 2＋P 3＝12 W ＋0.4×110 W ＝56 W ．原线圈中电流I 1＝P 1U 1＝56220A ≈0.255 A12．(1)0.98 A (2)180 W解析 (1)设原、副线圈上的电压、电流分别为U 1、U 2、I 1、I 2.根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有I 1U 1＝I 2U 2当I 2＝12 mA 时，I 1即为熔断电流，代入数据，得I 1＝0.98 A(2)设副线圈中电流为I 2′＝10 mA 时，变压器的输入功率为P 1，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有P 1＝I 2′U 2，代入数据，得P 1＝180 W 13．(1)3∶1 (2)6.67 W解析 (1)彩色小灯泡额定电流I L ＝P U ＝0.256 A ＝124A ，次级线圈总电流I 2＝24I L ＝1 A ．变压器输入功率等于输出功率，有I 1U 1＝I 2U 2＝6 W ，变压器原线圈电路中，利用欧姆定律可得E ＝U 1＋I 1R ＝6I 1＋6I 1，代入E 值解得I 1＝13 A(I 1＝3 A 应舍去，据题意是降压变压器，应I 1<I 2＝1 A)，所以n 1n 2＝I 2I 1＝31.(2)发电机输出功率P ＝I 1E ＝6.67 W。
人教版高二年级物理选修3-2《变压器》优质导学案
《变压器》导学案学习目标：1、知道变压器的构造，了解变压器的工作原理。
2、理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析解决有关问 题。
3、知道理想变压器的输入功率和输出功率的关系，能应用只有单个副线圈工作 时电流关系解决相关物理问题。
学习重、难点：重点：探究变压比和匝数比的关系。
难点：拓展电流比和匝数比的关系（只有单个副线圈工作）。
一 .复习回顾：1 .法拉第电磁感应定律的内容：。
2 .互感现象：。
二 .新课探究：1 .学生观察课本40页图5.4-3,结合实物演示认识变压器的结构2 .实验演示：课本39页的思考与讨论，让学生思考讨论:1）小灯泡发光的原因： ・- 周二 l;r_^^l;2订一*"2）其中的能量转化问题2）表达式:3）对表达式的理解:当njn2时，，该变压器为当n1<n2时，,，该变压器为学生阅读课本42页图5.4-4,认识多种变压器。
4.变压器中的能量问题，（以理想变压器为例）如右图学生思考，教师点拨结论：三.典型例题：例 1. 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.交流的频率B.电流的有效值C.电功率D.磁通量变化率例2.为了安全，机床上的照明电灯用的电压是36V,这个电压是把380V的电压降压后得到的。
如果变压器原线圈是H40匝，副线圈是多少匝？例3.如图中所示，理想变压器B的原线圈跟副线圈的匝,数比、：n = 2 ： 1, 交流电源电压UI220 V, F为熔断电流为1。
二A的保险丝，负载为一可变电1.0阻.求：当电阻R=100。
时，保险丝能否被熔断?四.课后练习：1.理想变压器的原线圈的匝数为no匝，副线圈匝数为660匝，若原线圈接在6 V的电池上，则副线圈两端电压为（）A. 36 VB. 6 VC. 1 VD. 0 V2.如图所示，左右两个电路中，当a、b两端和e、f两端分别接220V的交变电压时，测得C、d两端和g、h两端的电压均「为nov.若分别在c、d两端和g、h两端加上nov交变电压，则a、b两端和e、f两端测得的电压将分别是A.220V, 220VB. 220V , 110VC. 110V, 110VD.220V ， 0V3.如图所示，理想变压器的原线圈匝数为n「1000匝，副线圈匝数为｛WOO 匝，交变电源的电动势e=3Hsin314tV,电阻"88。
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选修3-2第五章第4节《变压器》学案
课前预习学案
一、预习目标
预习变压器的工作原理以及变压变流的规律和功率关系。
二、预习内容 1、变压器的原理
是变压器的工作基础。
由于互感现象，使得穿过原副线圈的 相同。
根据E= 得 ，原、副线圈产生感应电动势E 与匝数n 成 。
2、理想变压器的变压、变流规律和功率关系：
⑴、变压规律： ⑵、变流规律： ⑶、功率关系： 3、变压器有二个副线圈的情况 ⑴、电压与匝数间关系：
①、 ②、 ③、 ⑵、电流与匝数间关系： ⑶、功率关系：
4、简述理想变压器各种物理量的决定关系。
三、提出疑惑
课内探究学案
一、 学习目标：
1、理解变压器的工作原理；
2、掌握理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系及功率关系；
二、学习过程
1.变压器原理
出示可拆变压器，请同学们观察，变压器主要由哪几部分构成？ 回答：
将原线圈接照明电源，交流电压表接到不同的副线圈上，观察交流电压表是否有示数？ 回答：
I
1 U 1 n 1
I 1
~ n 1 L 1 2
副线圈两端的交流电压是如何产生的？请同学们从电磁感应的角度去思考
回答：
变压器的铁芯起什么作用？
回答：
2.实验探究得出理想变压器得变比关系，推导理想变压器的变压比公式.
推到过程：
3.请同学们阅读教材，回答下列问题：
（1）什么叫理想变压器？
（2）什么叫升压变压器？
（3）什么叫降压变压器？
（4）电视机里的变压器和复读机里的变压器各属于哪一类变压器？
4.几种常见的变压器
变压器的种类很多，请同学们阅读教材，了解几种常见的变压器，并回答下列问题：（1）自耦变压器有何特点？
（2）自耦变压器如何作升压变压器？又如何作降压变压器？
（3）互感器分为哪几类？
（4）电压互感器的作用是什么？
（5）电流互感器的作用是什么？
（三）反思总结：
（四）当堂检测
1.关于只有一只副线圈的理想变压器，下列说法中正确的是
A.输出功率由输入功率的大小而决定
B.输入功率的大小由输出功率的大小而决定
C.输出端负载越大原线圈中的电流越小
D.输出端负载电阻的阻值越大输入功率越大
2.如图所示，左右两个电路中，当a 、b 两端和e 、f 两端分别接220V 的交变电压时，测得c 、d 两端和g 、h 两端的电压均为110V ．若分别在c 、d 两端和g 、h 两端加上110V
交变电压，则a 、b 两端和e 、f 两端测得的电压将分别是
A.220V ，220V
B.220V ，110V
C.110V ，110V
D.220V ， 0V
3.如图所示，理想变压器的副线圈上通过电阻为R 的输电线后接有两只相同的白炽灯泡L 1、L 2．开始时，电键S 断开．现将S 接通，下列说法中错误的是 A.副线圈两端M 、N 间的电压将减小 B.副线圈输电线上的电压降将增大
C.灯泡L 1的亮度将减小
D.通过原线圈的电流将增大
4.如图所示，理想变压器的原线圈匝数为n 1=1000匝，副线圈匝数为n 2=200匝，交变电源的电动势e =311sin314t V ，电阻R =88Ω，电流表和电压表对电路的影响忽略不计．下列结论正确的是
A.电流表A 1的示数为0.10A
B.电压表V 1的示数为311V
C.电流表A 1的示数为0.75A
D.电压表V 2的示数为62.2V
课后练习与提高
1.如图所示，理想变压器给负载R 供电．保持输入的交变电压不变，各交流电表对电路的影响不计．当负载电阻的滑动触头向下移动时，图中各交流电表的示数及变压器的输入功率P 的变化情况是
A.V 1和V 2不变，A 1增大，A 2减小，P 增大
B.V 1和V 2不变，A 1和A 2增大，P 增大
C.V 1和V 2不变，A 1和A 2减小，P 减小
D.V 1不变，V 2增大，A 1减小，A 2增大，P 减小
2.如图所示，理想变压器输入的交变电压为U 1，原线圈中的电流为I 1．下列说法中正确
的是
A.保持U 1及R 不变，将K 由a 改接到b 时，I 1将减小
c
d
B.保持U1及R不变，将K由b改接到a时，R的功率将增大
C.保持U1及K不变，将R增大时，I1将增大
D.K不变，U1增大，I1将增大
3.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2.4A
B.这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为0.4A
C.这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为3.6A
D.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3.6A
4.如图所示，理想变压器初级线圈接交变电压u，次级线圈a仅有1匝，外电路是一匝同样材料，同样大小的线圈b，且a的横截面积是b的2倍．此时测得次级线圈和外电路连接处两点间的电压为3.2V．若将a、b线圈的位置对调后，再测次级线圈和外电路连接处两点间的
电压将是多少伏？
当堂检测参考答案：1.B 2.B 3.A 4.A
课后练习与提高答案： 1.B 2.D 3.C 4. 1.6V
、
预习内容答案：1电磁感应定律 nΔψ/Δt 正比
2．U1:U2=N1:N2 I1:I2=N2:N1 P1=P2 3.
图（a）
图（b）。