江蘇省東臺(tái)市高中物理 第五章 交變電流 5.4 變壓器導(dǎo)學(xué)案新人教版選修3-2.doc

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5.4 變壓器 班級(jí) 姓名 ， 1課時(shí) 使用時(shí)間 一． 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．知道幾種常見(jiàn)變壓器的構(gòu)造，理解變壓器的工作原理。 2．探究理想變壓器的原、副線圈中電壓與匝數(shù)關(guān)系，電流與匝數(shù)關(guān)系。 3．了解變壓器在生活中的應(yīng)用。 4．體會(huì)理想化模型在物理學(xué)研究中的重要性。 重點(diǎn)：探究原副線圈電壓和匝數(shù)的關(guān)系 難點(diǎn)：理想變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系的分析推導(dǎo) 二、自學(xué)檢測(cè) 1、變壓器的原理 是變壓器的工作基礎(chǔ)。由于互感現(xiàn)象，使得穿過(guò)原副線圈的 相同。根據(jù)E= 得 ，原、副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與匝數(shù)n成 。 I1 I2 U1 n1 n2 R U2 2、理想變壓器的變壓、變流規(guī)律和功率關(guān)系： ⑴、變壓規(guī)律： ⑵、變流規(guī)律： ⑶、功率關(guān)系： 3、變壓器有二個(gè)副線圈的情況 I2 I1 ⑴、電壓與匝數(shù)間關(guān)系： ~ n1 n2 n3 I3 L1 L2 ①、 ②、 ③、 ⑵、電流與匝數(shù)間關(guān)系： ⑶、功率關(guān)系： 4、簡(jiǎn)述理想變壓器各種物理量的決定關(guān)系。 、 、 三、合作探究 任務(wù)一、變壓器的構(gòu)造 閱讀p40頁(yè)， （1）閉合鐵芯 （絕緣硅鋼片疊合而成） （2）原線圈 初級(jí)線圈 匝數(shù)用n1表示 （3）副線圈 次級(jí)線圈 匝數(shù)用n2表示 （4）輸入電壓：用U1表示； 輸出電壓：用U2表示． 2．電路圖中符號(hào)_______________ 3、鐵芯與線圈互相絕緣，變壓器副線圈和原線圈電路是否相通？ 在給原線圈接交變電壓U1后，副線圈電壓U2是怎樣產(chǎn)生的？ 【思考討論】1．若給原線圈接直流電，副線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎？為什么？ 2．若給原線圈中加入均勻增加的電流I，副線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎？為什么？ 3． 若給原線圈中加入周期性的交變電流i，副線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎？為什么？ 任務(wù)二、理想變壓器（不計(jì)過(guò)程中的能量損失）的變壓規(guī)律 （一）電壓與匝數(shù)的關(guān)系： 1．閉合鐵芯內(nèi)各處的△Φ/△t的關(guān)系？__________________________________ 2．兩側(cè)線圈內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)關(guān)系？_____________________________________ 3．理想線圈R內(nèi)__________那么U1與E1，U2與E2的關(guān)系？____________________即可得到U1，U2，n1，n2的關(guān)系式__________________ （ 二） 電流與匝數(shù)的關(guān)系 理想變壓器故能量損耗_________， P入______P出。由P入= U1I1 P出= U2I2 即可推出I1 I2 n1 n2的關(guān)系__________________________ （ 三）．思考：要使電壓經(jīng)過(guò)變壓器后電壓升高，副線圈的匝數(shù)比原線圈的匝數(shù)多還是少？若要使電壓降低呢？ 例1、U1 例1、如圖所示為一理想變壓器，原線圈的輸入電壓U1=3300v，副線圈的輸出電壓U2=220v，繞過(guò)鐵心的單匝導(dǎo)線的電壓表的示數(shù)為U0=2v,則： ⑴、原、副線圈的匝數(shù)各是多少？ ⑵、當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，A2的示數(shù)I2=5A，那么A1的示數(shù)是多少？ U2 A V A2 S U1 ⑶、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？ n2 L n3 R n1 例2、理想變壓器初級(jí)線圈和兩個(gè)次級(jí)線圈的匝數(shù)分別為n1=1760匝、n2=288匝、n3=800 0匝，電源電壓為U1=220V。n2上連接的燈泡的實(shí)際功率為36W，測(cè)得初級(jí)線圈的電流為I1=0.3A，求通過(guò)n3的負(fù)載R的電流I3。 ［【當(dāng)堂訓(xùn)練】 1．下列有關(guān)理想變壓器的說(shuō)法正確的是：（ ） A．原、副線圈中交變電流的頻率一定相等 B．原線圈的導(dǎo)線比副線圈導(dǎo)線細(xì) C．穿過(guò)原、副線圈的磁通量的變化率一定相等 D．副線圈的輸出功率和原線圈的輸入功率一定相等 E．變壓器是一種能夠改變交流電壓的設(shè)備 F．凡是能改變交流電壓的設(shè)備，都是變壓器 G．負(fù)載空載時(shí)，原線圈中的電流為零 H． 當(dāng)副線圈空載時(shí)，原線圈上的電壓為零 I．原線圈中輸入功率隨著副線圈中的負(fù)載阻值增大而增大 J．原線圈中的輸入電流隨著副線圈中的輸出電流的增大而增大 2．一理想變壓器，其原線圈2200匝，副線圈440匝，并接一個(gè)100Ω的負(fù)載電阻。 （1）當(dāng)原線圈接在44V直流電源上時(shí)，副線圈兩端電壓表示數(shù)為_(kāi)_______V，副線圈中電流表示數(shù)為_(kāi)_____A． （2）當(dāng)原線圈接在220V交變電源上時(shí)，副線圈電壓表示數(shù)為_(kāi)_______V，電流表示數(shù)為_(kāi)______A。 （3）此時(shí)原線圈上的電流為_(kāi)___________．如果將負(fù)載換為400Ω的電阻，原線圈電流為_(kāi)________ I1 I2 R ～ 3．一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比是4∶1，若原線圈上加電壓U＝400sin100πt V，則接在副線圈兩端交流電壓表的示數(shù)為_(kāi)___________ 4．用一理想變壓器向一負(fù)載R供電，如圖所示，當(dāng)增大負(fù)載電阻 R時(shí)，原線圈中電流I1和副線圈中電流I2之間的關(guān)系是（ ） A．I2增大，I1也增大 B．I2增大，I1減小 C．I2減小，I1也減小 D．I2減小，I1增大 5．如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1：n2=1：3，次級(jí)回路中聯(lián)入三個(gè)均標(biāo)有“36V，40W”的燈泡， 且均正常發(fā)光，那么， 標(biāo)有“36V、40W”的燈泡A（ ） A．也正常發(fā)光 B．將被燒毀 C．比另三個(gè)燈暗 D．無(wú)法確定 6． 有一負(fù)載電阻R，當(dāng)它接到30V直流電源上時(shí)，消耗的功率為P，現(xiàn)有一臺(tái)理想變壓器，它的輸入電壓為u=sinωt（ V），若把上述負(fù)載接到該變壓器副線圈的兩端，消耗的功率為P/2，則變壓器原副線圈的匝數(shù)比為（ ） A．10：1 B．1：10 C．100：1 D．10： 7．一個(gè)理想變壓器輸入電壓波形如圖所示，原副線圈匝數(shù)比為10：1，電流表讀數(shù)為2A，則（ ） A．電壓表的讀數(shù)為28．2V B．輸入功率為56．4W C．電壓表的讀數(shù)為20V D．輸入功率為40W 四．檢測(cè)清盤(pán) 1．有一個(gè)正在工作的理想變壓器，現(xiàn)在要使它的輸入功率變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，可以采取下列哪一種措施? （其他條件保持不變）（ ） A．初級(jí)線圈匝數(shù)n1變?yōu)樵瓉?lái)的2倍 B．次級(jí)線圈匝數(shù)n2變?yōu)樵瓉?lái)的2倍 C．負(fù)載電阻R的阻值變?yōu)樵瓉?lái)的一半 D．n2和R都變?yōu)樵瓉?lái)的2倍 2．如圖所示電路，T為理想變壓器，副線圈回路中的輸電線ab和cd的電阻不可忽略，其余電線電阻可不計(jì)，則當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)（ ） A．交流電壓表V1和V2的示數(shù)一定都變小 B．交流電壓表只有V2的示數(shù)變小 C．交流電流表A1、A2、A3的示數(shù)一定都變大 D．只有電流表A1的示數(shù)變大 3、在變電站里，經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測(cè)電網(wǎng)上的強(qiáng)電流，所用的器材叫電流互感器。如下所示的四個(gè)圖中，能正確反應(yīng)其工作原理的是（ ） A A A A 零線 火線 火線 零線 零線 火線 零線 火線 A． B． C． D． 4、如圖所示，一理想變壓器的初、次級(jí)線圈的匝數(shù)比為3：1，次級(jí)接三個(gè)相同的燈泡，均能正常發(fā)光，今若在初級(jí)線圈接一相同的燈泡L后，三個(gè)燈泡 L a b 仍正常發(fā)光，則（ ） A、燈L也能正常發(fā)光； B、燈L比另外三個(gè)等都暗； C、燈L將會(huì)被燒壞； D、不能確定。 5、將輸入電壓為220v，輸出電壓為6v的變壓器，改裝成輸出電壓為30v的變壓器，副線圈原來(lái)的匝數(shù)為30匝，原線圈的匝數(shù)不變，則副線圈應(yīng)增加的匝數(shù)為（ ） A、 150匝 B、144匝 C、130匝 D、120匝 6、如圖，為一理想變壓器，K為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，U1為加在原線圈兩端的電壓，I1為原線圈中的電流強(qiáng)度，則 A.保持U1及P的位置不變，K由a合到b時(shí)，I1將增大 B.保持U1及P的位置不變，K由b合到a時(shí)，R消耗的功率減小 C.保持U1不變，K合在a處，使P上滑，I1將增大 D.保持P的位置不變，K合在a處，若U1增大，I1將增大 五、學(xué)有所得