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《2021_2022版高中物理第五章交变电流4变压器学案新人教版选修3_220210319247.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、高考变压器目标导航思维脉图1.了解变压器的构造及几种常见的变压器。(物理观念)2.理解互感现象和变压器的工作原理。(物理观念)3.掌握理想变压器的电压与匝数的关系及应用。(科学思维)4.掌握理想变压器的功率关系,并导出原、副线圈中的电流关系及应用。(科学思维)必备知识·自主学习一、变压器的原理生活用电电压为220V,而我们的手机电池都是5V的,充电器是如何实现电压的变化的呢?提示:变压器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,如图所示:(1)原线圈:与交流电源连接的线圈,也叫初级线
2、圈;-19-/19高考(2)副线圈:与负载连接的线圈,也叫次级线圈。2.原理:互感现象是变压器的工作基础。原线圈中电流的大小、方向不断变化,在铁芯中激发的磁场也不断变化,变化的磁场在副线圈中产生感应电动势。3.作用:改变交变电流的电压,不改变交变电流的周期和频率。4.注意:(1)变压器不改变交变电流的周期和频率;(2)变压器只对变化的电流起作用,对恒定电流不起作用;(3)变压器的两个线圈之间通过磁场联系在一起,两个线圈间是绝缘的。二、电压与匝数的关系 如图所示的两个变压器称为自耦变压器。(1)两个
3、变压器中哪一个是升压变压器?(2)在输入电压U1一定的情况下,要提高输出电压,甲、乙两图中的滑动触头应如何移动?提示:(1)乙是升压变压器。(2)甲图中滑动触头应向上移动;乙图中滑动触头应向下移动。1.理想变压器:没有能量损失的变压器叫作理想变压器,它是一个理想化模型。2.电压与匝数的关系:原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比,即=。3.理想变压器原、副线圈功率关系:P1=P2(选填“>”“=”或“<”)。4.两类变压器:-19-/19高考副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫降压变压器;副线
4、圈的电压比原线圈电压高的变压器叫升压变压器。5.关于变压器的原理和应用:解释符合科学实际的有:①②③①变压器是利用互感现象实现了电能向磁场能再到电能的转化。②在理想变压器中原、副线圈的磁通量的变化率是一致的。③理想变压器的输入功率和输出功率相等。④输入交变电流的频率越高,输出交变电流的电压就越高。⑤变压器能改变所有交变电流的电压。⑥我们可以根据变压器线圈导线的粗细判断其匝数的多少。1.变压器只能改变交变电流的电压,不能改变直流电的电压。(√)2.实际生活中,不存在原线圈与副线圈匝数相等的变压器。(
5、√)3.理想变压器可以改变交变电流的频率。(×)4.电流通过铁芯从原线圈流到副线圈。(×)5.=适用于任何理想变压器。(√)关键能力·合作学习知识点一 理想变压器的工作原理及规律1.工作原理:-19-/19高考2.基本规律:(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)电动势关系:由于互感现象,且没有漏磁,原、副线圈中每一匝线圈都具有相同的,根据法拉第电磁感应定律有E1=n1,E2=n2,所
6、以=。(3)电压关系:由于不计原、副线圈的电阻,因此原线圈两端的电压U1=E1,副线圈两端的电压U2=E2,所以=。当有n组线圈时,则有:==…。(4)功率关系:对于理想变压器,不考虑能量损失,P入=P出。(5)电流关系:由功率关系可知,当只有一个副线圈时,I1U1=I2U2,得==。当有多个副线圈时,I1U1=I2U2+I3U3+…,得I1n1=I2n2+I3n3+…。3.变压器的分类:-19-/19高考如图所示,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(原线圈)通过开关可以连接到
7、交流电源的两端,另一个线圈(副线圈)连到小灯泡两端。连接电路,接通电源,小灯泡能发光。(1)两个线圈并没有连接,小灯泡为什么会发光?(2)小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压相等吗?如果不相等,与什么因素有关?(3)若将原线圈接在恒定的直流电源上小灯泡发光吗?为什么?提示:(1)当左边线圈接上交流电源时,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,在右边线圈中会产生感应电动势,右边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
8、率都相同,若左边线圈匝数为n1,则U1=E1=n1。若右边线圈匝数为n2,则U2=E2=n2,故有=;若忽略左边线圈的电阻,则有U1=U电源,这样看来只要n1≠n2,小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压就不相等。小灯泡两端的电压,即副线圈两端的电压与原线圈两端的电压及原、副线圈匝数比有关。(3)不发光,因为无法在副线圈中产生感应电动势。【典例】如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1,两个标有“12V 6W”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
