2019-2020年高中物理 第五章 交变电流 5.4 变压器（1）学案新人教版选修3-2

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1、2019-2020年高中物理第五章交变电流5.4变压器（1）学案新人教版选修3-2【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．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

2、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．[要点提炼]1．变压器的构造：由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成．与相连接的线圈叫原线圈(匝数用n1表示，又叫做)，与负载相连的另一个线圈叫副线圈(匝数用n2表示又叫做)，两个线圈都绕在上．2．变压器的工作基础是．因此变压器只对的电流起作用，对电流不起作用．(后两空选填“变化”或“恒定”)3．变压器中的电压关系：(1)只有一个副线圈：＝.(2)有多个副线圈：＝＝＝…….4．变压器(填“能”或“不能”)改变交变电流的频率．5．原、副线圈的地位(1)原线圈在其所

3、处回路中充当负载．(2)副线圈在其所处回路中充当．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？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？3．若有多个副线圈时，电流与匝数间的关系是什么？[要点提炼]1．理想变压器的特点：(1)变压器铁芯内无；无损失．(2)原、副线圈不计，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：．3．电流关系：(1)若只有一个副线圈，有I1U1＝，即＝.(2)当有多个副线圈时I1U1＝＋＋……得I

4、1n1＝＋＋……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()一定时，输入电压U1决定输出电压U2，即U2＝.(2)功率制约：P出决定P入，P出增大，P入；P出减小，P入，P出为0，P入为.(3)电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比()一定，且输入电压U1确定时，副线圈中的输出电流I2决定原线圈中的电流I1，即I1＝.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，分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是R→I2→P出→P入→

5、I1；(2)负载电阻不变，分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是n1、n2→U2→I2→P出→P入→I1.四、各种各样的变压器1．自耦变压器如图2所示，铁芯上只绕一个线圈，低压线圈是高压线圈的一部分，既可以作为升压变压器使用，也可以作为降压变压器使用．图2规律：＝，＝.2．电压互感器、电流互感器(1)构造：小型变压器，如图3所示．图3(2)接法：电压互感器原线圈并联在高压电路中，副线圈接电压表；电流互感器原线圈串联在被测电路中，副线圈接电流表．为了安全，外壳和副线圈应接地．(3)作用：电压互感器可将高电压变为低

6、电压，通过测量低电压，计算出高压电路的电压．电流互感器将大电流变成小电流，通过测量小电流，计算出被测电路中的大电流．一、对变压器原理的理解例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4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2A，则()图4A．电压表读数为282VB．

7、电压表读数为28.2VC．输入功率为56.4WD．输入功率为40W三、理想变压器中的动态分析例3如图5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交变电压，I1为原线圈中的电流，则()图5A．保持U1及P的位置不变，K由a扳向b时，I1将增大B．保持U1及P的位置不变，K由b扳向a时，R消耗功率减小C．保持U1不变，K接在a处，使P上滑，I1将增大D．保持P的位置不变，K接在a处，若U1增大，I1将增大四、各种各样的变压器例4图6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()

8、图6A．线圈匝数n1n2，n3>n4C．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1．(对变压器原理的理解)如图7所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2＝4∶