高中物理第五章交变电流第4节变压器教学案新人教版.doc

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1、第4节变压器1.互感现象是变压器的工作基础，变压器工作时有能量损失，变压器的输出功率与输入功率之比叫做变压器的效率。理想变压器的效率为100%。2．理想变压器原、副线圈的电压与匝数的关系为＝。3．如果理想变压器的副线圈只有一个，则P1＝P2，即U1I1＝U2I2，得出原、副线圈电流与匝数的关系为＝。4．所有变压器不改变交变电流的频率，理想变压器不改变功率。一、变压器的原理1．变压器的构造由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，如图541所示。图541(1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。(2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈。2．变压器的工作原

2、理变压器工作的基础是互感现象，电流通过原线圈时在铁芯中激发的磁场不仅穿过原线圈，也同时穿过副线圈，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势。3．作用改变交变电流的电压。17二、电压与匝数的关系1．理想变压器没有能量损失的变压器，也是一个理想化模型。2．电压与匝数的关系理想变压器原、副线圈的电压之比，等于两个线圈的匝数之比，即：＝。3．两类变压器副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫降压变压器；副线圈的电压比原线圈电压高的变压器叫升压变压器。三、两种互感器1．电压互感器把高电压变成低电压。它的原线圈并联在高压电路

3、上，副线圈接入交流电压表，如图542甲所示。2．电流互感器把大电流变成小电流。原线圈串联在被测电路中，副线圈接入交流电流表，如图乙所示。图5421．自主思考——判一判(1)变压器只能改变交变电流的电压，不能改变直流电的电压。(√)(2)实际生活中，不存在原线圈与副线圈匝数相等的变压器。(√)(3)理想变压器不仅可以改变交变电流的电压和电流，还可以改变交变电流的功率和频率。(×)(4)理想变压器是客观存在的。(×)(5)＝适用于任何理想变压器。(√)2．合作探究——议一议(1)如果把变压器接入直流电路，变压器能起到变压作用吗？提示：变压器是依据电磁感应工作的，因

4、此只能工作在交流电路中，如果变压器接入直流电路，原线圈中的电流不变，在铁芯中不会引起磁通量的变化，就没有互感现象出现，17变压器就起不到变压作用。(2)变压器的两个线圈所用导线的粗细一样吗？提示：不一样。高压线圈匝数多而通过的电流小，用较细的导线绕制而成；低压线圈匝数少而通过的电流大，用较粗的导线绕制而成。(3)变压器的铁芯为什么用薄硅钢片叠压而成？提示：为了减少损耗，变压器的铁芯常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压而成。这样，涡流被限制在狭窄的薄片之中，回路的电阻很大，涡流大为减弱，从而减小了铁损。变压器的工作原理及规律1．工作原理2．基本规律(1)一原一副，P入＝

5、P出，＝，＝(2)一原多副，P入＝P出，＝，＝，＝U1I1＝U2I2＋U3I3＋…n1I1＝n2I2＋n3I3＋…[典例]　如图543所示，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12V,6W”的小灯泡并联在副线圈的两端。当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是(　　)图543A．120V,0.10A　　　B．240V,0.025A17C．120V,0.05AD．240V,0.05A[思路点拨]　解答本题时可按以下思路分析：[解析]　由于灯泡正常发光，所以U2＝12V，根据＝解得U1＝240V；两个灯泡均正常发光，I

6、2＝2＝1A，根据＝解得I1＝0.05A，故D正确。[答案]　D1．理想变压器不改变交变电流的周期和频率。2．(1)＝，无论副线圈一端是空载还是有负载，都是适用的。(2)输出电压U2由输入电压U1和原、副线圈的匝数比共同决定。由＝得，＝＝。(3)若变压器有多个副线圈，有＝，＝，…，即电压关系仍成立。两个副线圈之间U满足＝。　　　　1．一理想变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2＝11∶5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压U如图544所示。副线圈仅接入一个10Ω的电阻，则(　　)图544A．流过电阻的电流是20AB．与电阻并联的电压表的示数是100V17C．经过1

7、分钟电阻发出的热量是6×103JD．变压器的输入功率是1×103W解析：选D　由电压的有效值和最大值的关系得U1＝＝220V。根据理想变压器电压与匝数的关系＝，得U2＝U1＝×220V＝100V，故电压表的示数是100V，B错误；I2＝＝A＝10A，A错误；1分钟内电阻发出的热量Q＝I2Rt＝102×10×60J＝6×104J，C错误；变压器的输入功率等于输出功率，即P入＝P出＝U2I2＝100×10W＝1×103W，故D正确。2．(多选)(2016·全国丙卷)如图545，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍

8、时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的