4變壓器學(xué)案人教版選修2正式版

5.4變壓器學(xué)案（人教版選修 3-2）課前預(yù)習(xí)練1. 現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)?原線圈中的交變電流在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通量，不僅穿過(guò) 也穿過(guò) ，則副線圈中就要產(chǎn)生 ?盡管原、副線圈沒(méi)有導(dǎo)線相連，電能卻可以通過(guò)磁場(chǎng)從原線圈到達(dá)副線圈.TOC\o"1-5"\h\z?原、副線圈的電壓之比等于兩個(gè)線圈的 ，公式表示為 ?如果原線圈的匝數(shù)大于副線圈的匝數(shù)，則副線圈得到的電壓比原線圈低，這種變壓器稱為 ;如果原線圈的匝數(shù)小于副線圈的匝數(shù)，則副線圈得到的電壓比原線圈高，這種變壓器稱為 ..關(guān)于理想變壓器的工作原理，以下說(shuō)法正確的是 （ ）通有正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁通量不變穿過(guò)原、畐U線圈的磁通量在任何時(shí)候都不相等穿過(guò)副線圈磁通量的變化使得副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D?原線圈中的電流通過(guò)鐵芯流到了副線圈.對(duì)理想變壓器，下列說(shuō)法中正確的是 （ ）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，隨副線圈 的輸出電流增大而增大C?原線圈的電流，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?某變電站用原、畐U線圈匝數(shù)比為 ni:n2的變壓器，將遠(yuǎn)距離輸送的電能送給用戶，如圖1所示，將變壓器看作理想變壓器，當(dāng)變壓器正常工作時(shí)，下列說(shuō)法正確的是 （ ）圖1原、副線圈電壓比為 n2:ni原、副線圈電流比為 ni:n2C原、畐U線圈電壓比為 ni:n2D.變壓器的輸入功率與輸出功率的比為 ni:n2課堂探究練課堂探究練32A.32A.電流表的示數(shù)為A220B.電源輸出功率為i200WC.電流表的示數(shù)為3A220D.原線圈端電壓為iiV2.某變壓器原、副線圈匝數(shù)比為副線圈接有負(fù)載，下列判斷正確的是55:9，原線圈所接電源電壓按如圖 3所示的規(guī)律變化,（）【概念規(guī)律練】知識(shí)點(diǎn)一變壓器的基本規(guī)律?如圖2所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為 20:i，原線圈接正弦交流電源，副線圈接入“220V60W”燈泡一只，且燈泡正常發(fā)光，則 ）

A.輸出電壓的取大值為36VB.原、副線圈中電流之比為55:9C.變壓器輸入、輸出功率之比為55:9D.交流電源電壓有效值為220V,頻率為50Hz知識(shí)點(diǎn)二常見(jiàn)變壓器如圖4所示，M、N為兩條交流輸電線，甲、乙兩圖是配電室中的互感器和交流電表的兩種接線示意圖，在乙圖中，甲圖中的電表是交流電流表，乙圖中的電表是交流電壓表甲圖中的電表是交流電壓表，乙圖中的電表是交流電流表D.甲、乙兩圖中的電表均為交流電流表A、B接交流穩(wěn)壓電源，其電壓有效值C、D兩端電壓的有效值Ucd為一Uab=100V,A、B接交流穩(wěn)壓電源，其電壓有效值C、D兩端電壓的有效值Ucd為一Uab=100V, V，通過(guò)【方法技巧練】一、變壓器動(dòng)態(tài)問(wèn)題的分析方法5?如圖6所示為一理想變壓器,加在原線圈的電壓，則( )K為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭， Ui為由a由a合到b時(shí)，li將增大由b合到a時(shí)，R消耗功率將減小Li和L2,輸電線)保持Ui及P的位置不變，保持P的位置及Ui不變，保持Ui不變，K合在a處，使P上滑，li將增大D.保持P的位置不變，K合在a處，若Ui增大，li將增大M圖76.如圖7所示，理想變壓器的副線圈上通過(guò)輸電線接有兩個(gè)相同的燈泡等效電阻為R.開(kāi)始時(shí)，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)?當(dāng)S接通時(shí)，以下說(shuō)法中正確的是(

副線圈兩端M、N的輸出電壓減小副線圈輸電線等效電阻 R上的電壓增大通過(guò)燈泡Li的電流減小D?原線圈中的電流增大二、有多個(gè)副線圈的理想變壓器問(wèn)題的分析方法7.理想變壓器如圖8所示，原線圈匝數(shù)ni=1000匝，兩副線圈匝數(shù)分別為n2=600匝，n3=200匝，當(dāng)原線圈兩端接在220V的交流電源上時(shí)，原線圈上電流為2A，通過(guò)R?的電流為1A，則通過(guò)R3的電流為( )A.10AB.7A臺(tái)有兩個(gè)副線圈的理想變壓器，原線圈匝數(shù)n1=1100匝，接入電壓3臺(tái)有兩個(gè)副線圈的理想變壓器，原線圈匝數(shù)n1=1100匝，接入電壓8.如圖9所示,U1=220V的電路中.(1)要求在兩個(gè)副線圈上分別得到電壓 U2=6V,U3=110V,它們的匝數(shù)n2、n3分別為多少?⑵若在兩副線圈上分別接上“ 6V,20W”、“110V,60W”的兩個(gè)用電器，原線圈的輸入電流為多少？參考答案課前預(yù)習(xí)練1.互感原線圈副線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).匝數(shù)之比屮=山降壓變壓器升壓變壓器U2門2C[通有正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)是變化的，由于面積 S不變，故磁通量①變化，A錯(cuò)誤；因理想變壓器無(wú)漏磁，故 B錯(cuò)誤；由互感現(xiàn)象知C正確；原線圈中的電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能又轉(zhuǎn)化為電能，原副線圈通過(guò)磁場(chǎng)聯(lián)系在一起，故 D錯(cuò)誤.]AB[理想變壓器的原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，且隨副線圈的輸出功率的變化而變化，原線圈的輸入電流取決于副線圈的輸出電 流，當(dāng)副線圈的電流為零時(shí)，原線圈的電流也為零，但原線圈電壓并不一定為零，故 A、B正確，C、D錯(cuò)誤.]C[電壓之比等于匝數(shù)之比，根據(jù)輸入功率等于輸出功率，所以電流之比等于電壓之比的反比，也就等于線圈匝數(shù)比的反比. ]課堂探究練

1.C[因?yàn)闊襞菡０l(fā)光所以副線圈中的電流TOC\o"1-5"\h\zP出60 3l2=U2=220A=11An2 n2 1 3 3 3根據(jù)公式—=n得li=—12=20X—a=220A，即電流表的示數(shù)應(yīng)為220A，故A錯(cuò)，C對(duì)；ni ni 20 11 220 220電源的輸出功率等于變壓器的輸入功率，由 P入=P出可得電源的輸出功率為 60W，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；[來(lái)源:Z+xx+k.Com]U1門1 n1 20根據(jù)公式?jīng)@，得U1=」U2=X220V=4400V，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤.]U2n2 n2 1點(diǎn)評(píng)變壓器的基本規(guī)律U1n1,U1U2（1）電壓關(guān)系：①只有一個(gè)副線圈時(shí)匚=仁或e②當(dāng)有多個(gè)副線圈時(shí)當(dāng)=￥=???n1 n2n3⑵功率關(guān)系：P入=P出：①只有一個(gè)副線圈時(shí)， P1=P2②當(dāng)有多個(gè)副線圈時(shí)P1=P2+P3+…一 11U2n2 I1n2（3）電流關(guān)系：①只有一個(gè)副線圈時(shí)，由P1=P2知，1山1=I2U2,得廠= =，即T12U1n1 I2n1②當(dāng)有多個(gè)副線圈時(shí)，由P1=P2+P3+…知I1U1=I2U2+I3U3+…，得11n1=bn2+I3n3+…2.D[由題圖知原線圈電壓最大值為 220.2V，周期T=2X10一2s,故電壓有效值為220V,頻率為50Hz;由出=半，三=^1得輸出電壓的最大值為 36,2V,原、副線圈電流之比為9：55,輸入、輸出功率應(yīng)相等，所以正確答案為 D.]點(diǎn)評(píng)變壓器的電壓關(guān)系、電流關(guān)系是各物理量的有效值（或最大值）點(diǎn)評(píng)變壓器的電壓關(guān)系、電流關(guān)系是各物理量的有效值（或最大值）間的關(guān)系,例如公式aU2=當(dāng)中，若U1是有效值則U2就是有效值，若U1是最大值則U2就是最大值..C[電壓互感器輸入端分別接在兩根線上，次級(jí)匝數(shù)比初級(jí)匝數(shù)少；電流互感器輸入端只能串聯(lián)在電路中，次級(jí)匝數(shù)比初級(jí)匝數(shù)多. ]點(diǎn)評(píng)甲圖是電壓互感器，乙圖是電流互感器，它們分別與電壓表和電流表的使用方法相同，即：電壓互感器測(cè)電壓時(shí)需并聯(lián)接入電路，電流互感器測(cè)電流時(shí)需串聯(lián)接入電路?它們利用變壓器的原理把高電壓、大電流變成低電壓、小電流，以方便測(cè)量.4.2005解析由理想變壓器公式Uj=°得U2n2□2 □丄Ucd200Ucd=—Uab=2X100V=200V，又由12= =“A=5A.n1 R0 40點(diǎn)評(píng)自耦變壓器鐵芯上只繞一個(gè)線圈，原、副線圈共用一個(gè)繞組，最大優(yōu)點(diǎn)是可以連續(xù)調(diào)節(jié)輸出電壓，缺點(diǎn)是低壓端和高壓端直接有電的聯(lián)系，使用不夠安全.變壓器的規(guī)律都適用于自耦變壓器.U1門勺ABD[K由a合到b時(shí)，n1減小而U1不變，由匚=二可知副線圈上電壓增大，負(fù)載R的電流I2增大，P2增大；又由于P1=P2=U1I1，故I1增大，A項(xiàng)正確.同理K由b合到a時(shí)，P2減小，B項(xiàng)正確.P上滑時(shí)，負(fù)載電阻P上滑時(shí)，負(fù)載電阻R增大,而Ui、U2均不變，由I2=U可知I2減小，又由于ni、n2均R11n2不變，由孑n;可知Ii將減小，故C項(xiàng)錯(cuò)誤.當(dāng)Ui11n2不變，由孑n;可知Ii將減小，故C項(xiàng)錯(cuò)誤.當(dāng)Ui增大時(shí)，由Uj=乎可知U2n2U2 11n2U2也增大，12=云■增大，再由廠=匸可知Ii增大，故D項(xiàng)正R 12ni確.]方法總結(jié)此類問(wèn)題大致有兩種情況：一是負(fù)載電阻不變，原、畐U線圈的電壓流（Ii、丨2），輸入功率、輸出功率隨匝數(shù)比的變化而變化的情況，如選項(xiàng)副線圈的匝數(shù)比不變，上述各物理量隨負(fù)載電阻的變化而變化的情況，如選項(xiàng)題時(shí)，要根據(jù)題意分清變量與不變量，要明確變量之間的相互制約關(guān)系.6.BCD[由于輸入電壓不變，所以S接通時(shí)，理想變壓器副線圈M、（Ui、U2）、電B;另一類是原、C.處理此類問(wèn)N兩端輸出電壓不變.并聯(lián)燈泡L2,負(fù)載總電阻變小，由歐姆定律電壓Ur=IR增大.副線圈輸出電流增大，根據(jù)輸入則原線圈輸入電流Ii也增大.Umn不變，Ur變大，所以Uli變小，流過(guò)燈泡方法總結(jié)變壓器動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題的思路程序可表示為I=R知，流過(guò)R的電流增大，電阻R上的

功率等于輸出功率liUi=I2U2得I2增大，Li的電流減小.]決定一Pl =LL'2)PF[由理想變壓器變壓比公式屮=嚴(yán)可得U2= 220蔦00V=i32V，由UJ=嚴(yán)可U2n2 niiuuu U3n3得U3=得U3=料iOOO解得13=7A，選B]i= V=44V，根據(jù)輸入功率等于輸出功率有 IiUi=I2U2+I3U311n2比公式廠=二，只適用于有一個(gè)副線圈的變壓器，若為兩個(gè)以上副線圈的變壓器，必須用11n2比公式廠=二，只適用于有一個(gè)副線圈的變壓器，若為兩個(gè)以上副線圈的變壓器，必須用12ni=P出，即UiIi=U2I2+U3I3或niIi=n2I2+n3b來(lái)計(jì)算.8.(i)30匝550匝(2)0.36A解析⑴根據(jù)原、畐U線圈間電壓與匝數(shù)的關(guān)系，由UiniUiniU2=n2，U3=n3U2 6 1_* 1_.得n2=Uni=220Xi