江蘇省南京三中（六中校區(qū)）高中物理下學(xué)期 5.4變壓器學(xué)案 蘇教版選修32.doc

江蘇省南京三中（六中校區(qū)）2011-2012學(xué)年高中物理下學(xué)期學(xué)案【教學(xué)目標(biāo)】1知道變壓器的構(gòu)造2理解互感現(xiàn)象，理解變壓器的工作原理3理解理想變壓器的原、副線圈中電壓與匝數(shù)的關(guān)系，能應(yīng)用它分析解決基本問題4理解理想變壓器的原、副線圈中電流與匝數(shù)的關(guān)系，能應(yīng)用它分析解決基本問題5知道課本中介紹的幾種常見的變壓器重點(diǎn)：理想變壓器的原、副線圈中電壓與匝數(shù)，電流與匝數(shù)的關(guān)系 難點(diǎn)：分析解決理想變壓器基本問題【自主預(yù)習(xí)】復(fù)習(xí)1產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件是：_感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與_成正比法拉第電磁感應(yīng)定律的表達(dá)式為_2家庭用的電燈、電飯煲、洗衣機(jī)的電源都是_v的_電流，而交變電流在送往住戶前的電壓都很高，要想得到用戶需要的電壓，就必須經(jīng)過_改變電壓新課一、變壓器1定義：用來改變 的設(shè)備，稱為變壓器2構(gòu)造：變壓器由一個(gè) 鐵芯和兩個(gè)線圈組成的二、理想變壓器1理想變壓器是一種 模型 理想變壓器有三個(gè)特點(diǎn)：（1）鐵芯封閉性好，無漏磁現(xiàn)象，即穿過原、副線圈兩繞組每匝的磁通量都 （2）線圈繞組的電阻 ，無能損現(xiàn)象（3）鐵芯中的電流不計(jì)，鐵芯不發(fā)熱，無能損現(xiàn)象2理想變壓器的變壓原理：是 現(xiàn)象， 即是變壓器變壓的成因3能量轉(zhuǎn)換：變壓器是把電能轉(zhuǎn)化為 又把磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為 的裝置4理想變壓器的基本關(guān)系（1）輸出功率等于輸入功率p出p入，u1i1u2i2（2）原副線圈兩端的電壓跟匝數(shù)成正比：u1/u2=n1/n2（3）原副線圈中的電流跟匝數(shù)成反比（僅限一個(gè)副線圈）：i1/i2=n2/n1（4）原副線圈的交變電流的周期t和頻率f相同（5）理想變壓器 線圈中的電流決定 線圈中的電流原線圈中的電流隨副線圈中電流的增大而增大，當(dāng)有幾組副線圈時(shí)，原、副線圈中的電流關(guān)系為n1i1n2i2n3i3，其中n2、n3為工作的副線圈的匝數(shù)三、幾種常用的變壓器1自耦變壓器2調(diào)壓變壓器3互感器 電壓互感器 電流互感器【典型例題】一、理想變壓器的常規(guī)理解【例1】 理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為101，以下說法中正確的是()a穿過原、副線圈每一匝磁通量之比是101b穿過原、副線圈每一匝磁通量的變化率相等c原、副線圈每一匝產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值之比為101d正常工作時(shí)原、副線圈的輸入、輸出功率之比為11二、變壓器中的三種關(guān)系【例2】一理想變壓器，原線圈匝數(shù)n11100，接在電壓為220 v的交流電源上，當(dāng)它對(duì)11只并聯(lián)的“36 v，60 w”燈泡供電時(shí)，燈泡正常發(fā)光，由此可知該變壓器副線圈的匝數(shù)n2_，通過原線圈的電流i1_a【例3】 如圖543所示為一理想變壓器，原線圈的輸入電壓u13 300 v，副線圈的輸出電壓u2220 v，繞過鐵芯的導(dǎo)線所接的電壓表的示數(shù)u02 v，則(1)原、副線圈的匝數(shù)各是多少？(2)當(dāng)s斷開時(shí)，a2的示數(shù)i25 a，那么a1的示數(shù)是多少？(3)當(dāng)s閉合時(shí)，a2的示數(shù)將如何變化？a1的示數(shù)如何變化？三、理想變壓器的常規(guī)考查【例4】 一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2115.原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u如圖1所示副線圈僅接入一個(gè)10 的電阻則()a流過電阻的電流是20 ab與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是100 vc經(jīng)過1分鐘電阻發(fā)出的熱量是6103 jd變壓器的輸入功率是1103 w四、理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析【例5】 一理想變壓器的原線圈上接有正弦交變電壓，其最大值保持不變，副線圈有可調(diào)電阻r.設(shè)原線圈的電流為i1，輸入功率為p1，副線圈的電流為i2，輸出功率為p2.當(dāng)r增大時(shí)()ai1減小，p1增大bi1減小，p1減小ci2增大，p2減小 di2增大，p2增大思維步步高 當(dāng)負(fù)載增大時(shí)，哪些物理量是不變的，哪些物理量是變化的？是輸出功率決定輸入功率還是輸入功率決定輸出功率？功率和電流間的關(guān)系是什么？ 【課后練習(xí)】1在正常工作的理想變壓器的原副線圈中，數(shù)值上不一定相等的物理量為a交流電的頻率 b端電壓的最大值c電流的有效值 d電功率2對(duì)于理想變壓器，下列說法中正確的是（ ）a原線圈的輸入功率，隨著副線圈的輸出功率增大而增大b原線圈的輸入電流，隨著副線圈的輸出電流增大而增大c原線圈的電壓，不隨副線圈的輸出電流變化而變化d當(dāng)副線圈的電流為零時(shí)，原線圈的電壓也為零3一個(gè)理想變壓器，原線圈和副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2，正常工作時(shí)輸入和輸出的電壓、電流、功率分別為u1和u2、i1和i2、p1和p2已知n1n2，則（ ）au1u2，p1p2 bp1p2，i1i2ci1u2 dp1p2，i1i24圖中，a、b為輸入端，接交流電源，c、d為輸出端，則輸出電壓大于輸入電壓的電路是（ ）5.某變電站用原、副線圈匝數(shù)比為n1n2的變壓器，將遠(yuǎn)距離輸來的電能送到用戶，如圖4所示將變壓器看作理想變壓器，當(dāng)正常工作時(shí)，下列說法正確的是()a原、副線圈電壓比為n2n1b原、副線圈電流比為n1n2c原、副線圈電壓比為n1n2d變壓器的輸入功率與輸出功率的比為n1n26如圖5所示，理想變壓器的原線圈接在u220 sin 100t v的交流電源上，副線圈接有r55 的負(fù)載電阻原、副線圈匝數(shù)之比為21.電流表、電壓表均為理想電表，下列說法中正確的是()a原線圈中電流表的讀數(shù)為1 ab原線圈中的輸入功率為220 wc副線圈中電壓表的讀數(shù)為110 vd副線圈中輸出交流電的周期為50 s7如圖6所示為理想變壓器原線圈所接正弦交變電壓的波形原、副線圈匝數(shù)比n1n2101，串聯(lián)在原線圈電路中電