2018-2019学年高中物理 第二章 交变电流 6 变压器学案 教科版选修3-2

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1、6．变压器学习目标知识脉络1．了解变压器的构造．2．理解变压器的工作原理．3．理解理想变压器以及电压和匝数、电流和匝数之间的关系．(重点、难点)4．应用理想变压器解决实际问题．(难点)[自主预习·探新知][知识梳理]一、变压器的结构与原理1．变压器的结构变压器由闭合铁芯和绕在铁芯上的线圈组成，变压器的模型与符号如图261所示．图261(1)原线圈：与电源相连接的线圈，也叫初级线圈．(2)副线圈：与负载相连接的线圈，也叫次级线圈．2．变压器的原理：当变压器的原线圈加上交变电压时，原线圈中的交变电流在铁芯中激发交变

2、的磁通量，交变的磁通量穿过原线圈也穿过副线圈，在原、副线圈中产生感应电动势．3．能量传递电能从原线圈通过磁场传输给副线圈．二、理想变压器的原副线圈中物理量之间的关系1．电压关系：理想变压器的电压跟它们的匝数成正比．公式：＝.当n1>n2时，则有U1>U2，叫降压变压器．当n1

3、圈匝数少，如图262甲所示，根据已知的变压比可以计算出原线路中的电压．2．电流互感器用来把大电流变成小电流，副线圈比原线圈匝数多，如图262乙，根据已知的变流比可以计算出原线路中的电流．甲　　　　　　　　　乙图2623．两种互感器的比较(1)两种互感器的连接方式：电压互感器原线圈并联在被测的高压线路上，电流互感器原线圈串联在被测的电路中．(2)两种互感器的特点：电压互感器是一种降压变压器，原线圈匝数多，电流互感器是一种升压变压器，副线圈匝数多．(3)使用互感器时，一定要将互感器的外壳和副线圈接地．此外，电流互感

4、器在使用时绝对不允许副线圈开路．[基础自测]1．思考判断(1)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．(√)(2)学校中用的变压器工作时没有能量损失．(×)(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)电压互感器是一种降压变压器．(√)(5)电压互感器的原线圈应串联在被测电路中．(×)(6)在使用互感器时，互感器的外壳和副线圈应接地．(√)2．一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220V交变电流改变为110V．已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈

5、匝数为(　　)【导学号：24622075】A．200　　　　　　　　B．400C．1600D．3200B　[根据理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系＝，得n2＝＝＝400，选项B正确．]3．在变电所，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，使用的仪器是电流互感器．下图中，能正确反映其工作原理的是(　　)A　[电流互感器应是测电流的，应串联在火线上，故C、D选项错误；同时，由I1n1＝I2n2知要使I2n1，故A选项正确，B选项错误．][合作探究·攻重难]理想变压器基本关系的理解与应用1.电压制约当

6、变压器原、副线圈的匝数比一定时，输入电压U1决定输出电压U2，即U2＝.2．功率制约P出决定P入，P出增大，P入增大；P出减小，P入减小；P出为0，P入为0.3．电流制约当变压器原、副线圈的匝数比一定，且输入电压U1确定时，副线圈中的输出电流I2决定原线圈中的电流I1，即I1＝.　一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压在220V的正弦交流电源上，如图263所示．设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则(　　)

7、图263A．U＝66V，k＝　　　B．U＝22V，k＝C．U＝66V，k＝D．U＝22V，k＝思路点拨：解答本题应注意以下两点：①变压器的输入电压不等于电源电压220V．②原、副线圈中的电阻相同．A　[设原、副线圈中的电流分别为I1、I2，则＝＝，故k＝＝.设原线圈两端的电压为U1，则＝＝，故U1＝3U，而原线圈回路中电阻分担的电压为U，故＋3U＝220V，解得U＝66V．选项A正确．]公式＝及＝中的电压和电流一般指有效值，但也可以是最大值，但必须要对应.[针对训练]1．如图264所示，理想变压器原、副线圈匝数

8、比为20∶1，两个标有“12V　6W”字样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(可视为理想电表)的示数分别是(　　)图264A．120V,0.10AB．240V,0.025AC．120V,0.05AD．240V,0.05AD　[灯泡正常工作，副线圈两端的电压U2＝12V，副线圈中的电流I2＝2×A＝1A，根据匝数比得原线圈中的电流I1＝I2＝0.