高中物理 5.4变压器导学案新人教版选修 .doc

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1、5.4变压器【学习目标】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.理解理想变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系,能应用它分析解决基本问题.4.理解理想变压器的原、副线圈中电流与匝数的关系,能应用它分析解决基本问题.5.知道课本中介绍的几种常见的变压器.重点:理想变压器的原、副线圈中电压与匝数,电流与匝数的关系难点:分析解决理想变压器基本问题【自主预习】复习1.产生感应电动势的条件是:_____________________________.感应电动势大小与________成正比.法拉第电磁感应定律的表达式为__________________.2

2、.家庭用的电灯、电饭煲、洗衣机的电源都是________V的________电流,而交变电流在送往住户前的电压都很高,要想得到用户需要的电压,就必须经过________改变电压.新课一、变压器1.定义:用来改变的设备,称为变压器.2.构造:变压器由一个铁芯和两个线圈组成的.二、理想变压器1.理想变压器是一种模型.理想变压器有三个特点:(1)铁芯封闭性好,无漏磁现象,即穿过原、副线圈两绕组每匝的磁通量Φ都.(2)线圈绕组的电阻,无能损现象.(3)铁芯中的电流不计,铁芯不发热,无能损现象.2.理想变压器的变压原理:是现象,即是变压器变压的成因.3.能量转换:变压器是把电能转化

3、为又把磁场能转化为的装置.4.理想变压器的基本关系(1)输出功率等于输入功率P出=P入,U1I1=U2I2.(2)原副线圈两端的电压跟匝数成正比:.U1/U2=n1/n2(3)原副线圈中的电流跟匝数成反比(仅限一个副线圈):I1/I2=n2/n1.(4)原副线圈的交变电流的周期T和频率f相同.(5)理想变压器线圈中的电流决定线圈中的电流.原线圈中的电流随副线圈中电流的增大而增大,当有几组副线圈时,原、副线圈中的电流关系为n1I1=n2I2+n3I3+…,其中n2、n3…为工作的副线圈的匝数.三、几种常用的变压器1.自耦变压器2.调压变压器3.互感器①电压互感器②电流互感器

4、【典型例题】一、理想变压器的常规理解【例1】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∶1二、变压器中的三种关系【例2】一理想变压器,原线圈匝数n1=1100,接在电压为220V的交流电源上,当它对11只并联的“36V,60W”灯泡供电时,灯泡正常发光,由此可知该变压器副线圈的匝数n2=________,通过原线圈的电流I1=________A【例3】如图所示为一理想

5、变压器,原线圈的输入电压U1=3300V,副线圈的输出电压U2=220V,绕过铁芯的导线所接的电压表的示数U0=2V,则(1)原、副线圈的匝数各是多少?(2)当S断开时,A2的示数I2=5A,那么A1的示数是多少?(3)当S闭合时,A2的示数将如何变化?A1的示数如何变化?三、理想变压器的常规考查【例4】一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=11∶5.原线圈与正弦交变电源连接,输入电压u如图所示.副线圈仅接入一个10Ω的电阻.则(  )A.流过电阻的电流是20AB.与电阻并联的电压表的示数是100VC.经过1分钟电阻发出的热量是6×103JD.变压器的输入功率是1×10

6、3W四、理想变压器的动态分析【例5】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【思维当负载增大时,哪些物理量是不变的,哪些物理量是变化的?是输出功率决定输入功率还是输入功率决定输出功率?功率和电流间的关系是什么?【课后练习】1.在正常工作的理想变压器的原副线圈中,数值上不一定相等的物理量为A.交流电的频率B.端电压的最大值C.电流的有效值D.电功

7、率2.对于理想变压器,下列说法中正确的是()A.原线圈的输入功率,随着副线圈的输出功率增大而增大B.原线圈的输入电流,随着副线圈的输出电流增大而增大C.原线圈的电压,不随副线圈的输出电流变化而变化D.当副线圈的电流为零时,原线圈的电压也为零3.一个理想变压器,原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2,正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U1和U2、I1和I2、P1和P2.已知n1>n2,则()A.U1>U2,P1=P2B.P1=P2,I1U2D.P1>P2,I1>I24.图中,a、b为输入端,接

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