變壓器（課時一：變壓器構(gòu)造原理、理想變壓器基本規(guī)律、實(shí)驗(yàn)探究、一原多副變壓器）導(dǎo)學(xué)案 高二下學(xué)期物理+人教版（2019）選擇性必修第二冊

3.3變壓器（課時一）一、變壓器的原理1．構(gòu)造：由和繞在鐵芯上的兩個線圈組成，與交流電源連接的線圈叫作原線圈，與負(fù)載連接的線圈叫作．2．原理：是變壓器工作的基礎(chǔ)．原線圈中電流的大小、在不斷變化，鐵芯中激發(fā)的磁場也不斷變化，變化的磁場在中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．二、電壓與匝數(shù)的關(guān)系1．理想變壓器：沒有能量損失的變壓器叫作，它是一個理想化模型．特點(diǎn)：①變壓器鐵芯內(nèi)。②原、副線圈上不產(chǎn)生。③鐵芯中不產(chǎn)生。2．電壓與匝數(shù)的關(guān)系理想變壓器原、副線圈的電壓之比等于原、副線圈的匝數(shù)之比，即eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2).推導(dǎo)依據(jù)：推導(dǎo)過程：3．電流與匝數(shù)的關(guān)系推導(dǎo)依據(jù)：推導(dǎo)過程：3．兩類變壓器副線圈的電壓比的電壓低的變壓器叫作；副線圈的電壓比原線圈的電壓高的變壓器叫作．三、變壓器中的能量轉(zhuǎn)化原線圈中的能量轉(zhuǎn)變成磁場的能量，變化的磁場幾乎全部穿過了副線圈，在副線圈中產(chǎn)生了，磁場的能量轉(zhuǎn)化成了的能量．四、實(shí)驗(yàn)：探究變壓器的原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄孔儔浩麟妷号c線圈匝數(shù)的定量關(guān)系。2．實(shí)驗(yàn)器材：、、、帶夾的導(dǎo)線。3．實(shí)驗(yàn)步驟(1)要先估計(jì)被測電壓的大致范圍，再選擇恰當(dāng)?shù)牧砍?，若不知道被測電壓的大致范圍，則應(yīng)選擇交流電壓檔的最大量程進(jìn)行測量。(2)把兩個線圈穿在鐵芯上，閉合鐵芯。(3)用交流電壓表測量輸入、輸出電壓。(4)改變輸入端電壓，重新測量輸入、輸出端電壓，記錄在設(shè)計(jì)好的表格內(nèi)。(5)改變線圈匝數(shù)，重新測量輸入、輸出端電壓，記錄在上面設(shè)計(jì)好的表格內(nèi)。4．實(shí)驗(yàn)思想：5．實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：(1)為了保證人身安全，只能使用，所以電壓不要超過。(2)通電時不要用手接觸裸露的導(dǎo)線和接線柱。(3)為了保證多用電表的安全，使用交流電壓檔測電壓時，應(yīng)。6．實(shí)驗(yàn)誤差：由于實(shí)驗(yàn)用的變壓器不是理想變壓器，存在能量損失，所以原副線圈的電壓之比匝數(shù)之比。五、“一原多副”的變壓器(1)輸入功率與輸出功率的關(guān)系：(2)電壓與匝數(shù)的關(guān)系：(3)電流與匝數(shù)的關(guān)系：考點(diǎn)解析考點(diǎn)一：變壓器原理與結(jié)構(gòu)【例1】關(guān)于理想變壓器的工作原理，以下說法正確的是()A．通有正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁通量不變B．穿過原、副線圈的磁通量在任何時候都不相等C．穿過副線圈磁通量的變化使副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢D．原線圈中的電流通過鐵芯流到了副線圈【例2】如圖所示，甲圖中兩導(dǎo)軌不平行，而乙圖中兩導(dǎo)軌平行，其余條件都相同，金屬棒MN正在導(dǎo)軌上向右勻速運(yùn)動，在金屬棒運(yùn)動過程中，將觀察到()A．L1、L2都發(fā)光，只是亮度不同 B．L1、L2都不發(fā)光C．L2發(fā)光，L1不發(fā)光 D．L1發(fā)光，L2不發(fā)光【例3】如圖所示，為某種燃?xì)庠铧c(diǎn)火裝置原理圖。轉(zhuǎn)換器把直流電壓轉(zhuǎn)換為最大值為的正弦交流電壓，加在一理想變壓器的原線圈上，變壓器原副線圈的匝數(shù)分別為、，當(dāng)鋼針與金屬板間的電壓大于時，就會在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)怏w。對此，下列說法正確的是（）A．圖中電壓表的示數(shù)為B．圖中的變壓器為降壓變壓器C．該理想變壓器的匝數(shù)比應(yīng)小于D．要使點(diǎn)火裝置正常工作，轉(zhuǎn)換器輸出的一定為正弦交流電考點(diǎn)二：理想變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用【例4】如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為，和為完全相同的定值電阻，電壓表為理想電表，原線圈兩端加電壓，則電壓表的示數(shù)為（）A．300V B．100V C． D．50V【例5】某同學(xué)的電動自行車充電器是一輸入電壓為220V，輸出電壓為60V的變壓器。由于副線圈燒壞了需要維修，該同學(xué)拆下燒壞的副線圈，用絕緣導(dǎo)線在鐵芯上繞了5匝線圈，如圖所示。將原線圈接到220V交流電源上，測得新繞線圈兩端電壓為1V。則()A．該充電器原線圈有2200匝 B．該充電器原線圈有5500匝C．被燒壞的副線圈有300匝 D．被燒壞的副線圈有250匝【例6】圖甲是電動公交車無線充電裝置，供電線圈設(shè)置在充電站內(nèi)，受電線圈和電池系統(tǒng)置于車內(nèi)。如圖乙所示，供電線路中導(dǎo)線的等效電阻為R，當(dāng)輸入端ab接入電壓為U0的正弦交流電時，供電線圈與受電線圈兩端電壓分別為U1、U2，通過電池系統(tǒng)的電流為I。若不計(jì)其他電阻，忽略線圈中的能量損失，下列說法正確的是()A．a(chǎn)b端的輸入功率等于U2IB．a(chǎn)b端的輸入功率等于U0IC．供電線圈和受電線圈匝數(shù)比為U0：U2D．供電線圈和受電線圈匝數(shù)比為U1：U2【例7】如圖所示，變壓器原、副線圈匝數(shù)比，燈泡電阻，AB兩端電壓。下列說法正確的是（）A．電流頻率為100Hz B．V電壓表的讀數(shù)為8VC．A電流表的讀數(shù)為0.5A D．變壓器輸入功率為5W考點(diǎn)三：實(shí)驗(yàn)：探究變壓器的原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系【例8】在“探究變壓器線圈兩端的電壓和匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，可拆變壓器如圖所示。(1)為實(shí)現(xiàn)探究目的，保持原線圈輸入的電壓一定，通過改變原、副線圈匝數(shù)，測量副線圈上的電壓。這個探究過程采用的科學(xué)探究方法是()A．等效替代法 B．控制變量法 C．演繹法 D．理想實(shí)驗(yàn)法(2)為了保證安全，低壓交流電源的電壓不要超過()A．2V B．12V C．220V D．無法確定(3)在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中將電源接在原線圈的“0”和“8”兩個接線柱之間，用電表測得副線圈的“0”和“4”兩個接線柱之間的電壓為