第4节、变压器.pdf
实验课《变压器》——探究性教学设计
实验课《变压器》——探究性教学设计发布时间：2021-08-04T11:05:47.877Z 来源：《教育学文摘》2021年四月10期作者：陈名[导读] 《变压器》是人教版选修3-2第五章第4节的内容陈名人大附中深圳学校广东省深圳市 518119 摘要：《变压器》是人教版选修3-2第五章第4节的内容，本节通过实验探究并结合理论分析，认识变压器的结构，原理和变压器基本规律，是本章的重点之一；从整个高中物理来看，本节既联系电磁感应，又为下一节电能输送做了铺垫，起到承上启下的作用，是高考的热点之一。
变压器这一节课不仅涉及物理模型的建立，也涉及物理规律的探索与验证，因此可以作为很好的物理实验课。
关键词：变压器实验探究一、教材分析1、教学重点：1.变压器的结构和变压原理2.变压器两端电压与匝数的关系。
2、教学难点：变压器原副线圈电压与匝数的关系二、学情分析学生已经掌握了电磁感应的知识，学习了法拉第电磁感应定律，了解了互感现象，为学习变压器原理打下了基础。
学生已经具备了基本的电学实验能力，并且在验证牛顿第二定律实验过程中对控制变量法有较深体会，为本节课实验探究变压器的基本规律做好了准备。
三、实验教学目标分析1、知识与技能1）理解变压器的结构2）掌握变压器的工作原理和基本规律2、过程与方法1）提高学生观察、推理和分析能力2）提高合作交流的能力。
3、情感态度与价值观1）培养严谨的科学态度2）培养独立自主的探索精神本节课设计亮点通过探索性实验，培养学生探索物理知识的能力。
中学物理实验有大量的验证性实验，旨在让学生通过实验去验证某一规律。
为了培养学生探索物理知识的能力，在教师反复尝试，确定难度适中，实验可行性强之后，多让学生进行探索性实验，这正是新课改的理念所倡导的。
四、教学过程环节一：新课引入生活用电有效电压是220V，而我们使用的各种用电器额定电压各不相同，学生们很自然地联想到本节课的标题，意识到变压器在生活中的重要作用。
第四节 吸流变压器供电方式
第四节 吸流变压器供电方式电气化铁道采用吸流变压器（boosting transformer ），可大大减少对通信线路的影响，我们习惯上称这种供电方式为吸流变压器供电方式，简称BT 方式。
它是在牵引网中，每相距1.5km ～4km 间隔，设置一台变比为1:1的吸流变压器，其一次线圈串接入接触网中；二次线圈串接在回流线中(即吸流变压器—回流线方式，简称吸—回方式)，如图2-4-1(a)所示，或串接在轨道中(即吸流变压器—轨道方式，简称吸—轨方式)，如图2-4-1(b)所示。
在吸—回方式中，通常在两吸流变压器之间装设吸上线，吸上线将轨道与回流线连接起来，以提供机车电流从轨道流向回流线的通道。
两吸上线间称为吸流变压器段。
回流线通常就悬挂在铁路沿线的接触网支柱外侧的横担上。
（a ）吸—回方式 (b) 吸—轨方式图 2—4----1 BT 供电方式示意图l 一吸流变压器 2—接触网 3一回流线 4—吸上线 5—钢轨 6—牵引变电所 7—绝缘轨缝采用吸—回方式的BT 工作原理简图如图2-4-2所示。
此时，电力机车恰巧位于吸上线处。
首先，假设吸流变压器为理想变压器（图2-4-2a ），则当牵引电流流经吸流变压器原边时，即变压器一次侧电流j I j I I =1，在吸流变压器作用下，吸流变压器次边（即回流线上）的电流与大小相等、方向相反。
回流线与接触网产生的交变磁场互相平衡（抵消）。
在节点A 处，据基尔霍夫电流定律，轨道和大地电流2I j I 0=g I 。
实际上（图2-4-2b ），吸流变压器原、副边电流只是近似相等， 与的差别在于中含有吸流变压器的激磁电流，在节点A 处，据基尔霍夫电流定律，轨道和大地电流。
2I 1I 1I 0I 0I I g=(a)BT 为理想变压器 (b)BT 为实际变压器图2-4-2 BT 供电方式简单原理电路图1—接触网 2—轨道 3—回流线 4—吸流变压器 5—吸上线 6—电力机车可见,采用吸流变压器后，只有吸流变压器原边的激磁电流流经轨道和大地，但这个电流数量很小。
第四节 吸流变压器供电方式
第四节 吸流变压器供电方式电气化铁道采用吸流变压器（boosting transformer ），可大大减少对通信线路的影响，我们习惯上称这种供电方式为吸流变压器供电方式，简称BT 方式。
它是在牵引网中，每相距1.5km ～4km 间隔，设置一台变比为1:1的吸流变压器，其一次线圈串接入接触网中；二次线圈串接在回流线中(即吸流变压器—回流线方式，简称吸—回方式)，如图2-4-1(a)所示，或串接在轨道中(即吸流变压器—轨道方式，简称吸—轨方式)，如图2-4-1(b)所示。
在吸—回方式中，通常在两吸流变压器之间装设吸上线，吸上线将轨道与回流线连接起来，以提供机车电流从轨道流向回流线的通道。
两吸上线间称为吸流变压器段。
回流线通常就悬挂在铁路沿线的接触网支柱外侧的横担上。
（a ）吸—回方式 (b) 吸—轨方式图 2—4----1 BT 供电方式示意图l 一吸流变压器 2—接触网 3一回流线 4—吸上线 5—钢轨 6—牵引变电所 7—绝缘轨缝采用吸—回方式的BT 工作原理简图如图2-4-2所示。
此时，电力机车恰巧位于吸上线处。
首先，假设吸流变压器为理想变压器（图2-4-2a ），则当牵引电流流经吸流变压器原边时，即变压器一次侧电流j I j I I =1，在吸流变压器作用下，吸流变压器次边（即回流线上）的电流与大小相等、方向相反。
回流线与接触网产生的交变磁场互相平衡（抵消）。
在节点A 处，据基尔霍夫电流定律，轨道和大地电流2I j I 0=g I 。
实际上（图2-4-2b ），吸流变压器原、副边电流只是近似相等， 与的差别在于中含有吸流变压器的激磁电流，在节点A 处，据基尔霍夫电流定律，轨道和大地电流。
2I 1I 1I 0I 0I I g=(a)BT 为理想变压器 (b)BT 为实际变压器图2-4-2 BT 供电方式简单原理电路图1—接触网 2—轨道 3—回流线 4—吸流变压器 5—吸上线 6—电力机车可见,采用吸流变压器后，只有吸流变压器原边的激磁电流流经轨道和大地，但这个电流数量很小。
变压器工作原理
2．为有功分量，用来供给变压器铁心损耗，其相位超
前主磁通约900。即
第三节 单相变压器的负载运行
变压器的负载运行：是指变压器在一次绕组加上额定正弦
交流电压，二次绕组接负载ZL的情况下的运行状态，如图所
示。
一、负载运行时的各物理量 负载运行时一、二次电流关系
I1 ( N 2 N1 ) . I 2
种联结方式，其中大写字母表示一次绕组的联结方式，小
写字母表示二次绕组的联结方式。
第五节 其他用途的变压器
本节介绍常用的自耦变压器、仪用互感器和弧焊变压器 的工作原理及特点。 一、自耦变压器 1．自耦变压器的结构特点是：一、二次绕组共用一个绕
组。如下图所示。 对于降压自耦变压器，一次绕组的一部分充当二次绕组；
对于升压自耦变压器，二次绕组的一部分充当一次绕组。 因此自耦变压器一、二次绕组之间既有磁的联系，又有电 的直接联系。将一、二次绕组共用部分的绕组称为公共绕组 。下面以降压自耦变压器为例分析其工作原理。
2．自耦变压器的电压比
3．自耦变压器的变流公式
4．自耦变压器的输出视在功率（即容量）为
5．种类：自耦变压器有单相和三相两种。 一般三相自耦变压器采用星形接法。图1-21为 三相自耦变压器原理图。 如果将自耦变压器的抽头做成滑动触头，就成
第三章 变 压 器
本章以一般用途的电力变压器为主要研究对象，着重
分析单相变压器的工作原理、基本结构和运行情况，对其
他用途的变压器作简单介绍。以期掌握变压器变电压、变 电流、变阻抗的原理，理解变压器铭牌数据含义；学会正 确使用各种变压器。 1．变压器：是一种静止的电气设备。它是根据电磁感应的
原理，将某一等级的交流电压和电流转换成同频率的另一
第五章第4节变压器教案
选修3-2第五章第4节《变压器》教学设计一、本节教材分析变压器是交变电路中常见的一种电器设备，也是远距离输送交流电不可缺少的装置.在讲解变压器的原理时，要积极引导学生从电磁感应的角度说明：原线圈上加交流电压产生交流电流，铁芯中产生交变磁通量，副线圈中产生交变电动势，副线圈相当于交流电源对外界负载供电.要向学生强调，从能量转换的角度看，变压器是把电能通过磁场能转换成电能的装置，经过转换后一般电压、电流都发生了变化.有的学生认为变压器铁芯是带电的.针对这种错误认识，可让学生根据电磁感应原理，经过独立思考了解到变压器铁芯并不带电，铁芯内部有磁场（铁芯外部磁场很弱）.变压器在生产和生活中有十分广泛的应用.课本中介绍了一些，教学中可根据实际情况向学生进行介绍，或看挂图、照片、实物或参观，以开阔学生眼界，增加实际知识.二、教学目标1、知识目标（1）知道变压器的构造.（2）理解互感现象，理解变压器的工作原理.（3）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. （4）理解理想变压器原、副线圈中电流与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题. （5）知道课本中介绍的几种常见的变压器.2、能力目标（1）用电磁感应去理解变压的工作原理，培养学生综合应用所学知识的能力.（2）讲解理想变压器使学生了解建立物理模型的意义.（抓主要因素，忽略次要因素，排除无关因素）3、情感态度与价值观（1）使学生体会到能量守恒定律是普遍适用的.（2）培养学生实事求是的科学态度.三、教学重点、难点重点：变压器工作原理及工作规律．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．四、学情分析：学生已经掌握了电磁感应现象的大致规律，了解了电感现象，为本节的学习打下了理论基础。
可自行预习课本，了解相关原理。
同时变压器的作用神奇，变压装置在生活中很常见，应激发学生学习主动性，利用课余时间，带着自己的问题，搜集资料了解变压器五、教学方法五步两段一体循环穿插教学法六、课前准备可拆变压器、交流电压表、交流电流表、灯泡、自耦变压器、调压器、导线等.七、课时安排 1 课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑（5分钟）检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
电机与变压器
N1dFm/dt u20 = e2 = - N2 dFm/dt
(一) 感应电动势与主磁通
1.变压器感应电势 1)主磁通 若 u1 随时间按正弦规律变化，则 Øm 也按正弦规律变
(三) 漏磁通与漏电抗 设漏磁通所经磁场磁阻 Rm1，则
由于漏磁通所通过的途径是非磁性物质，其磁导率是常 数，所以漏磁通的大小与产生此漏磁通的绕组中的电 流成正比
所以漏电动势 E1s 的有效值与电流 Im 关系为
式中x1为一次绕组的漏电抗
二.空载运行时电势平衡方程式、相量图及等效电路
1.空载运行时电势平衡方程 单相变压器空载运行时的各物理量如图所示
电路传递电能或传输信号的一种电器 是电力系统中生产，输送，分配和使用电能的重要装
置。 也是电力拖动系统和自动控制系统中 ，电能传递或
作为信号传输的重要元件
❖ 1.变压器 ---- 静止的 电磁装置
❖ 变压器可将一种电压的 交流电能变换为同频率 的另一种电压的交流电 能
❖ 电压器的主要部件是一 个铁心和套在铁心上的 两个绕组。
•变压器原理图（图3-1）
❖ 与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次 绕组 用U1 ，I1，E1，N1表示，
❖ 与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次 绕组 用U2，I2，E2 ，N2表示。
❖ 同时交链一次，二次绕组的磁通量的相量为 Fm ,该磁通量称为主磁通
❖ 请注意 图3-1 各物理量的参考方向确定。
若满足UbB =UAB-Uab UcC= UAC- Uac则说 明Ｙ／Ｙ０－１２联接组的接法正确，其相量图如 图８－４所示
变 压 器
3、双击原理图元件库文档图标，就可以进入原 理图元件库编辑工作界面，如下图所示。
二、 元件库编辑器界面简介
原理图元件库编辑器界面主要由元件管理器 、主工具栏、菜单、常用工具栏、编辑区等组成 。
在编辑区有一个十字坐标轴，将元件编辑区 划分为四个象限。象限的定义和数学上的定义相 同，即右上角为第一家限，左上角为第二象限， 左下角为第三象限，右下角为第四象限，一般我 们在第四象限进行元件的编辑工作。
• (1)空载运行及电压比一次绕组接交流电源，二次绕组开路的运行方 式称为空载运行，如图3一2所示。此时，一次绕组的电流i01称为励磁 电流，由于im是按正弦规律变化的，因此由它在铁芯中产生的磁通中 也是按正弦规律变化的，在交变磁通中的作用下，在一、二次绕组中 分别产生感应电动势e1、e2
•设
，则可根据电磁感应定律计算出
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第二节 单相变压器
• 解 已知U1= 220V ,U2=22V,戈=2 100匝 • 所以 •又 • 所以
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第二节 单相变压器
• 例3一2某晶体管收音机输出变压器的一次绕组匝数N1= 230匝，二次 绕组匝数N2 = 80匝，原来配有阻抗为8Ω的扬声器，现在要改接为4Ω 的扬声器，问输出变压器二次绕组的匝数应如何变动(一次绕组匝数 不变)。
• 解设输出变压器二次绕组变动后的匝数为N'2 • 当R'L= 4Ω时
• 根据题意Ri=R'i，即
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第二节 单相变压器
• 2.额定值 • (1)额定电压U1N和U2N(V)额定电压U1N是指根据变压器的绝缘强度
和允许发热而规定的一次绕组的正常工作电压。额定电压U2N是指一 次绕组加额定电压时，二次绕组的开路电压。 • (2)额定电流I1N和I2N(A)指根据变压器的允许发热条件而规定的绕组长 期允许通过的最大电流值。 • (3)额定容量SN ( VA)指变压器在额定工作状态下，二次绕组的视 在功率。忽略损耗时，额定容量 • 二、单相变压器的同名端及其判断 • 所谓同名端是指在同一交变磁通的作用下，两个绕组上所产生的感 应电压瞬时极性始终相同的端子，同名端又称同极性端，常以“*” 或“·”标记。判断同名端可根据如下方法:
【高中物理】高中物理(人教版)选修1-1同步教师用书：第3章 第4节 变压器
四、变压器学习目标知识脉络1．知道变压器的基本构造．2．理解变压器的工作原理．(难点)3．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．(重点)4．知道常见的变压器的类型及它们的应用．(难点)变压器的结构[先填空]1．结构如图3-4-1中的实物是示教变压器，它像各种变压器一样，主要由铁芯和绕在铁芯上的线圈(也叫绕组)两部分组成，铁芯由硅钢片叠合而成，线圈由漆包线绕成．图3-4-1工作时，变压器的一个线圈跟前一级电路连接，叫做原线圈，也叫初级线圈(初级绕组)；另一个线圈跟下一级电路连接，叫做副线圈，也叫次级线圈(次级绕组)．2．作用能改变交变电流的电压，不改变交变电流的周期和频率．3．常用符号如图3-4-2甲所示，是由闭合铁芯和绕在铁芯上的原、副线圈构成．图3-4-2乙是变压器的符号．甲乙图3-4-2[再判断]1．变压器主要用铁芯和绕在铁芯上的线圈组成．(√)2．变压器不但能改变交流电流，也能改变直流电压．(×)3．变压器的原、副线圈是用导线连接在一起的，所以当原线圈接交流电源时，副线圈有电流输出．(×)[后思考]1．变压器的铁芯是由什么构成的？【提示】变压器的铁芯是由硅钢片叠合而成．2．变压器能改变交变电流的频率吗？【提示】变压器能改变交变电流的电压、电流，不能改变周期、频率．变压器为什么能改变电压[先填空]1．电磁感应现象是变压器的工作基础．当原线圈通过电流时，铁芯中产生磁场，由于交变电流的大小和方向都在不断变化，铁芯中磁场的强弱和方向也都在不断变化，通过铁芯副线圈中的磁场也在不断变化，于是副线圈内产生了感应电动势．2．线圈的各匝导线之间是相互串联的，每匝的感应电动势加在一起，就是整个线圈的感应电动势．因此，在同一个铁芯上，哪个线圈的匝数多，哪个线圈的电压就高．[再判断]1．变压器的工作原理是电磁感应．(√)2．变压器副线圈匝数多，则副线圈的电压高．(√)3．变压器的输出功率决定输入功率．有P入＝P出．(√)[后思考]1．变压器为何不能改变恒定直流电压？【提示】变压器的工作原理是电磁感应，产生感应电动势的条件是磁通量发生变化，恒定直流电的磁场不变，故变压器不能改变恒定直流电压．2．理想变压器原、副线圈的两端电压与匝数之比有怎样的关系？【提示】U1U2＝n1n21．变压器的工作原理电磁感应现象．当交变电流通过原线圈时，由于电流的大小和方向在不断改变，所以铁芯中的磁场也在不断变化，这样变化的磁场就在副线圈中产生感应电动势，由于原、副线圈匝数不同，所以副线圈中输出的电压与原线圈中的电压不同，这样就达到了改变交流电压的目的．2．理想变压器变压器在不考虑线圈的热损失和铁芯发热损失的能量时，输入功率和输出功率相等．理想变压器的磁通量全部集中在铁芯内，穿过原、副线圈的磁通量相同，穿过每匝线圈的磁通量的变化率也相同，因此每匝线圈产生的感应电动势相同，线圈的各匝导线之间是相互串联的，每匝的感应电动势加在一起，就是整个线圈的感应电动势．因此在同一个铁芯上，匝数多的线圈的电动势高，所以理想变压器原、副线圈的两端电压与匝数成正比，即U1U2＝n1n2.3．理想变压器原、副线圈基本量的关系基本关系功率关系P入＝P出电压关系U1U2＝n1n2，与负载、副线圈的多少无关频率关系f1＝f2(变压器不改变交流电的频率)因果关系(n1和n2不变时) (1)由U2＝n2n1U1可知U1决定U2，即原线圈两端电压决定副线圈两端的电压(2)由P入＝P出可知输出功率决定输入功率，功率按需分配4．变压器的种类(1)升压变压器：n2＞n1时，U2＞U1，变压器使电压升高，这种变压器叫升压变压器．(2)降压变压器：n2＜n1时，U2＜U1，变压器使电压降低，这种变压器叫降压变压器．1．(多选)如图3-4-3所示为变压器的示意图，它被用来升高发电机的输出电压，下列说法中正确的是()【导学号：46852062】图3-4-3A．图中M是闭合的铁芯B．发电机应与线圈I相连，升高后的电压由c、d两端输出C．电流以铁芯为通路从一个线圈流到另一个线圈D．变压器是根据电磁感应原理工作的【解析】由题设知该变压器为升压变压器，所以原线圈匝数小于副线圈匝数，故Ⅱ为输入端即接发电机，Ⅰ为输出端，选项B错；铁芯提供闭合的磁路，使电能先变成磁场能再在副线圈中变成电能，所以C项错．故选A、D.【答案】AD2．如图3-4-4所示，变压器原、副线圈匝数比为1∶2，则副线圈中电压表读数为()【导学号：46852063】图3-4-4A ．0 VB ．2 VC ．4 VD ．8 V【解析】 由于原线圈接的是直流电源，所以通过副线圈的磁场不变，因此副线圈中电压表读数为0，选项A 正确．【答案】 A3．如图3-4-5所示，可以将电压升高后供给家用电灯的变压器是( )【导学号：46852064】图3-4-5A ．甲图B ．乙图C ．丙图D ．丁图【解析】 变压器只能变交流，不能变恒定直流，故选项A 、D 错误．由U 1U2＝n 1n 2知，欲升压则需n 1<n 2，故丙图正确． 【答案】 C4．如图3-4-6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 V 60 W ”灯泡一只，且灯泡正常发光，则( )图3-4-6A．电流表的示数为3 2 220 AB．电源输出功率为1 200 WC．电流表的示数为3 220AD．原线圈端电压为11 V【解析】由灯泡正常发光可知，副线圈电压为220 V，由U1U2＝n1n2可知，原线圈电压U1＝20×220 V＝4 400 V，选项D错；又因输入功率等于输出功率，P1＝P2＝60 W，故选项B错；电流表读数为有效值，原线圈中电流I1＝P1U1＝604 400A＝3220A，故选项A错，选项C正确，故选C.【答案】 C5．一台理想变压器，原、副线圈的匝数比n1∶n2＝20∶1，原线圈接入220 V的交流电压，副线圈向一电阻为110 Ω的用电器供电，则副线圈中的电流为()【导学号：46852065】A．2 A B．0.1 AC．0.5 A D．0.005 A【解析】由U1U2＝n1n2得U2＝n2n1U1＝120×220 V＝11 V，副线圈中电流为I2＝U2R＝11110A＝0.1 A，故选项B正确．【答案】 B1．变压器能改变交流电的电压、电流，不能改变周期、频率．2．变压器遵守能量守恒定律：P入＝P出．高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。
3 电机学_第三章、第四章 三相变压器及运行_西大电气
4.在相量图中，同向绕组在同一铁芯柱上，注意 同名端
5.连接副方绕组
19:43:15
第三章
第三节 绕组连接法及其磁路系统对电势波形的影响
由于磁路饱和，磁化电流是尖顶波。分解为基波 分量和各奇次谐波（三次谐波最大）。
问题
在三相系统中，三次谐波电流在时间上同相位， 是否存在与三相绕组的连接方法有关。
大容量变压器一般有较大的短路电压。
•分析三次谐波电流不能流通所产生的影响。
19:43:15
第三章
第三节 绕组连接法及其磁路系统对电势波形的影响
一、三相变压器组Y，y连接
初级为Y连接，激磁电 流中所必需的三次谐 波电流分量不能流 通——磁化电流正弦 形
19:43:15
第三章
第三节 绕组连接法及其磁路系统对电势波形的影响
思考：
相电势中存在三次谐波电势， 则线电势的波形如何？
19:43:15
第三章
第二节 三相变压器的连接组
Y，d连接
1、Y，d11 Eab滞后EAB 330 Eab超前EAB30
19:43:15
第三章
第二节 三相变压器的连接组
Y，d连接
2、Y，d1 Eab滞后EAB 30 Eab超前EAB 330
19:43:15
第三章
第二节 三相变压器的连接组
在高压线路中的大容量变压器需接成Y，d
19:43:15
第三章
第三节 绕组连接法及其磁路系统对电势波形的影响
五、三相变压器D，y连接
3次谐波电流可流通，磁
通呈正弦形，从而每相 电势接近正弦波。 分析点：
一次侧相电流中是否有三次谐波电流？
变压器-高二物理课件(人教版2019选择性必修第二册)
变压器原、副线圈电压与匝数的关系
理论推导（理想变压器）
原、副线圈中通过的磁通量始终相同(无漏磁),因此产生的感应电动势分别是：
E1
n1
t
E2
n2
t
若不考虑原副线圈的内阻有
U1 E1
U 2 E2
E1 n1 E2 n2
U1 n1 U 2 n2
高中物理选择性必修第二册 第二章：安培力与洛伦兹力 第4节:互感和自感
理想变压器的能量转化：
理想变压器的输出功率等于输入功率
变压器能输送电能是利用了电磁感应。在原线圈上由变化的电流激发了一个变化的磁场，即电场的 能量转变成磁场的能量；通过铁芯使这个变化的磁场几乎全部穿过了副线圈，于是在副线圈上产生 了感应电流，磁场的能量转化成了电场的能量
高中物理选择性必修第二册 第二章：安培力与洛伦兹力 第4节:互感和自感
阻R，当变压器正常工作时，原、副线圈中（ BD）
A．电流频率之比为3：1 B．电压之比为3：1 C．电流之比为3：1 D．功率之比为1：1
高中物理选择性必修第二册 第二章：安培力与洛伦兹力 第4节:互感和自感
9．如图甲是线圈线垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电压图 像，把该交流电压加在如图乙中理想变压器的A、B两端。已知变压器原线圈Ⅰ和副线 圈Ⅱ的匝数比为5:1，交流电流表和交流电压表均为理想电表，电阻R=1Ω，其他各处
互感器
电 压 互 感 器
V
使用时把原线圈与电路并联， 原线圈匝数多于副线圈匝数
电 流 互 感 器
A
使用时把原线圈与电路串联， 原线圈匝数少于副线圈匝数
高中物理选择性必修第二册 第二章：安培力与洛伦兹力 第4节:互感和自感
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第四节、变压器
教学目标：
1、了解变压器的构造，知道变压器为什么能够改变交流的电压。
2、由实验探究总结变压器原、副线圈的电压与两个线圈匝数的关系。
3、了解几种常见的变压器类型及其应用。
4、体验科学探究过程，培养实验设计与分析论证能力。
教学过程：
说明：电从发电机发出后，需要输送到几千千米之外，发电站要把电压升高后才向远方输电，而家里使用的电压是220V ，地铁机车的电压是750V … … 远距离送过来的电压太高，不能直接使用，要在变电站把电压降低才能送给用户
说明：因此在输电过程中，各种变压器发挥着极其重要的作用。
变压器是电气化社会不可或缺的重要设备。
我们身边有形形色色的变压器
一、变压器的结构
说明：变压器是由铁芯和绕在铁芯上的线圈组成的。
变压器的一个线圈跟前一级电路连接，叫做原线圈，也叫初级线圈．另一个线圈跟下一级电路连接，叫做副线圈，也叫次级线圈二、变压器为什么能改变电压
演示实验
实验仪器：变压器、学生电源、灯泡
实验过程：
①一个线圈连接学生电源的交流输出端，另一个线圈连接小灯泡的两端，闭合学生电源的开关，会看到小灯泡发光
②改变学生电源的电压，重复以上实验
③原线圈与副线圈对调，重复以上实验
④换用其他线圈，重复以上实验
实验现象：小灯泡发光，改变学生电源的电压，灯泡的亮度发生变化，原线圈与副线圈对调，灯泡的亮度发生变化
问：小灯泡没有直接跟电源连接，为什么能发光？（变压器的原理是电磁感应定律，原线圈中通过电流时，铁芯中产生磁场，由于交变电流的大小和方向都在不断变化，铁芯中磁场的强弱和方向也都在不断变化。
副线圈与原线圈是套在同一个铁芯上的，通过副线圈的磁场也在不断变化，于是就在副线圈内产生了感应电动势。
线圈的各匝导线之间是相互串联的，每匝的感应电动势加在一起，就是整个线圈的感应电动势。
因此，在同一个铁芯上，哪个线圈的匝数多，哪个线圈的电压就高）
问：电压之比和匝数之比有何关系？（U1：U2＝n1:n2)
问：电流之比和匝数之比有何关系？（I1：I2＝n2;n1）
第四节、变压器
板书设计
1、升压、降压需要变压器
一、变压器的结构
1、变压器是由铁芯和绕在铁芯上的线圈组成的。
2、原线圈（初级线圈）：变压器跟前一级电路连接的一个线圈
副线圈（次级线圈）：跟下一级电路连接的另一个线圈
二、变压器为什么能改变电压
1、变压器原理：电磁感应定律
原线圈中通过电流时，铁芯中产生磁场，由于交变电流的大小和方向都在不断变化，铁芯中磁场的强弱和方向也都在不断变化。
副线圈与原线圈是套在同一个铁芯上的，通过副线圈的磁场也在不断变化，于是就在副线圈内产生了感应电动势。
线圈的各匝导线之间是相互串联的，每匝的感应电动势加在一起，就是整个线圈的感应电动势。
因此，在同一个铁芯上，哪个线圈的匝数多，哪个线圈的电压就高
2、电压之比和匝数之比的关系：U1：U2＝n1:n2
电流之比和匝数之比的关系：I1：I2＝n2:n1。