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【學(xué)習(xí)目標】1.知道變壓器的工作原理。2.掌握理想變壓器的原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系。3、能應(yīng)用理想變壓器的功率關(guān)系分析電流關(guān)系并解決基本問題。【重點難點】1.理解理想變壓器的制約關(guān)系。2.掌握理想變壓器動態(tài)分析的方法。3.理解變壓器副線圈的連接問題。【預(yù)習(xí)問題】一、變壓器的原理1．變壓器的構(gòu)造變壓器的工作原理及存在的能量轉(zhuǎn)化3.變壓器的作用：4.理想變壓器的特點：【課堂學(xué)習(xí)過程】任務(wù)一：1.利用學(xué)過的法拉第電磁感應(yīng)定律理論推導(dǎo)變壓器原副線圈兩端電壓關(guān)系？電流的關(guān)系？2.變壓器電壓、電流、功率的決定關(guān)系：拓展：若有多個副線圈，電壓，電流關(guān)系又如何？例：一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比，原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓如圖所示。副線圈僅接入一個R=10Ω的電阻，則(1)變壓器的輸出電壓的峰值；(2)交流電壓表的示數(shù)； (3)電阻R的熱功率；(4)原線圈的電流；(5)變壓器的輸入功率。任務(wù)二：認識幾種常見的變壓器，并說明其工作原理？1．自耦變壓器如圖所示，鐵芯上只繞一個線圈，低壓線圈是高壓線圈的一部分，既可以作為升壓變壓器使用，也可以作為降壓變壓器使用。規(guī)律：自耦變壓器只有一個線圈，每匝線圈產(chǎn)生的電動勢E＝eq\f(ΔΦ,Δt)相同，故eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)成立。2．互感器電壓互感器電流互感器原理圖原線圈的連接并聯(lián)在待測電路中串聯(lián)在待測電路中副線圈的連接連接電壓表連接電流表互感器的作用將電壓變?yōu)殡妷簩㈦娏髯兂呻娏骼玫年P(guān)系式eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)I1n1＝I2n2跟蹤訓(xùn)練1.(多選)理想變壓器原、副線圈接有額定功率相同的燈泡。當輸入電壓為燈泡額定電壓的10倍時，兩個燈泡正常發(fā)光。()A.原、副線圈匝數(shù)比為9∶1B.原、副線圈匝數(shù)比為11∶1C.此時a和b的電功率之比為1∶9D.此時a和b的電功率之比為1∶12.理想變壓器原線圈匝數(shù)匝，副線圈的匝數(shù)分別為匝和匝，L1是“6V2W”的小燈泡，L2是“12V4W”的小燈泡。當原線圈接上交變電壓時，L1、L2都正常發(fā)光，原線圈中的電流為（）3.一自耦變壓器如圖所示，在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時，c、d間的輸出電壓為U2，在將滑動觸頭從M點順時針旋轉(zhuǎn)到N點的過程中（）4.交流發(fā)電機的簡化結(jié)構(gòu)如圖所示，兩磁極間產(chǎn)生的磁場可近似為勻強磁場。已知水平勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小，矩形線框ABCD共100匝，面積,電阻不計。線框繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，通過熔斷電流(有效值)為10A的保險絲與理想變壓器原線圈相連，副線圈接入一只“220V20W”的燈泡，下列說法正確的是（）A.若燈泡正常發(fā)光，通過保險絲的電流為0.2AB.為使燈泡正常發(fā)光，變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為20:11C.線框平面與磁場方向垂直時，穿過線框的磁通量為D.線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的有效值為5.如圖所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比,和(A)均為理想電表,燈泡電阻飛,AB兩端電壓(V).下列說法正確的是()A.電流頻率為100HzB.電壓表的讀數(shù)為24VC.電流表的讀數(shù)為0.5AD.變壓器輸入功率為6W變壓器的的動態(tài)分析【問題探究】如圖所示,M為理想變壓器,電表均可視為理想表,接線柱a、接路端電壓u=311sin(314t)V的正弦交流電源，當滑動變阻器的滑片P向上滑動時，各電壓的示數(shù)如何變化?例1.如圖所示，理想變壓器原線圈接在u＝Umsin(ωt＋φ)的交流電源上，副線圈接三個阻值相同的電阻R，不計電表內(nèi)電阻影響。閉合開關(guān)S后()A．電流表A2的示數(shù)減小B．電壓表V1的示數(shù)減小C．電壓表V2的示數(shù)不變D．電流表A1的示數(shù)不變跟蹤訓(xùn)練：1..如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1：5，原線圈兩端的交變電壓為u＝20eq\r(2)sin100πV，氖泡在兩端電壓達到100V時開始發(fā)光，下列說法正確的是()A．開關(guān)接通后，氖泡不會發(fā)光B．開關(guān)接通后，電壓表的示數(shù)為100VC．開關(guān)斷開后，電壓表的示數(shù)變大D．滑動觸頭P向下移動，燈L可能恢復(fù)到原來的亮度2.(多選)如圖所示，理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表，副線圈匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q來調(diào)節(jié)，在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動變阻器R，P為滑動變阻器的滑動觸頭。在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電，則()A．保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數(shù)變大B．保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數(shù)變小C．保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變大D．保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變小3.如圖所示為理想自耦變壓器與負載連接