高二物理選修3-2第五章 交變電流 第四節(jié) 變壓器 學案教師版

1、.第五章 交變電流第四節(jié) 變壓器 學案班別 姓名 學號 一、自主預習一、變壓器1變壓器的構造：原線圈 、副線圈 、鐵芯，如圖1。圖1 圖22電路圖中的符號，如圖2。二、變壓器的工作原理在變壓器原、副線圈中由于有交變電流而發(fā)生互相感應的現(xiàn)象，叫_；鐵芯的作用：使絕大部分磁感線集中在_，進步變壓器的效率。三、理想變壓器原、副線圈根本關系的應用1根本關系1_； 2，有多個副線圈時，仍然成立，=；3，電流與匝數(shù)成_，只對一個副線圈的變壓器適用，有多個副線圈時，由輸入功率和輸出功率相等確定電流關系，n1I1=n2I2+n3I3+；4原、副線圈的每一匝的磁通量都_，磁通量變化率也一樣，頻率也就一樣。2制約

2、關系1電壓：副線圈電壓U2由原線圈電壓U1和匝數(shù)比決定；2功率：原線圈的輸入功率P1由副線圈的輸出功率P2決定；3電流：原線圈電流I1由副線圈電流I2和匝數(shù)比決定。3兩種特殊的變壓器模型1自耦變壓器高中物理中研究的變壓器本身就是一種忽略了能量損失的理想模型，自耦變壓器又稱調(diào)壓器，它只有一個線圈，其中的一部分作為另一個線圈，當交流電源接不同的端點時，它可以_也可以_，變壓器的根本關系對自耦變壓器均適用。2互感器電壓互感器和電流互感器，比較如下：電壓互感器電流互感器原理圖原線圈的連接并聯(lián)在高壓電路中串聯(lián)在待測高流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高電壓變?yōu)榈碗妷簩⒋箅娏髯兂尚‰娏?/p>

3、利用的公式I1n1=I2n24關于理想變壓器的四點說明1變壓器不能改變_；2變壓器只能改變交變電流的電壓和電流，不能改變交變電流的_；3理想變壓器本身不消耗能量；4理想變壓器根本關系中的U1、U2、I1、I2均為_。互感現(xiàn)象 鐵芯內(nèi)部P入=P出 反比 一樣 升壓 降壓 直流電壓 頻率 有效值二、課堂打破理想變壓器的動態(tài)分析1解決理想變壓器中有關物理量的動態(tài)分析問題的方法1分清不變量和變量，弄清理想變壓器中電壓、電流、功率之間的聯(lián)絡和互相制約關系，利用閉合電路歐姆定律，串、并聯(lián)電路特點進展分析斷定；2分析該類問題的一般思維流程是：2常見的理想變壓器的動態(tài)分析問題一般有兩種：匝數(shù)比不變的情況和負載

4、電阻不變的情況。1匝數(shù)比不變的情況U1不變，根據(jù)，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，不管負載電阻R如何變化，U2也不變；當負載電阻發(fā)生變化時，I2變化，輸出電流I2決定輸入電流I1，故I1發(fā)生變化；I2變化引起P2變化，由P1=P2知P1發(fā)生變化。2負載電阻不變的情況U1不變，發(fā)生變化，U2變化；R不變，U2變化，I2發(fā)生變化；根據(jù)和P1=P2，可以判斷P2變化時，P1發(fā)生變化，U1不變時，I1發(fā)生變化?！纠}】圖示電路中，變壓器為理想變壓器，a、b接在電壓有效值不變的交流電源兩端，R0為定值電阻，R為滑動變阻器?，F(xiàn)將變阻器的滑片從一個位置滑動到另一個位置，觀察到電流表A1的示數(shù)增大了0.2 A，

5、電流表A2的示數(shù)增大了0.8 A。那么以下說法正確的選項是 A電壓表V1示數(shù)增大B電壓表V2、V3示數(shù)均增大C該變壓器起升壓作用D變阻器滑片是沿的方向滑動參考答案：D三、穩(wěn)固練習1多項選擇關于理想變壓器，下面各說法中正確的選項是 A它的輸出功率等于它的輸入功率B它的輸出功率可以大于它的輸入功率C原副線圈兩端的電壓與它們的匝數(shù)成正比D原副線圈的電流與它們的匝數(shù)成正比2多項選擇理想變壓器正常工作時，原、副線圈中的電流為I1、I2，電壓為U1、U2，功率為P1、P2，關于它們之間的關系，以下說法中正確的選項是 AI1由I2決定BU2與負載有關CP1由P2決定D以上說法都不正確3多項選擇如圖，理想變壓

6、器原、副線圈分別接有額定電壓一樣的燈泡a和b。當輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時，兩燈泡均能正常發(fā)光。以下說法正確的選項是 A原、副線圈匝數(shù)之比為9:1B原、副線圈匝數(shù)之比為1:9C此時a和b的電功率之比為9:1D此時a和b的電功率之比為1:94多項選擇某理想變壓器的原、副線圈按如下圖電路連接，圖中電表均為理想交流電表，且R1=R2，電鍵S原來閉合?，F(xiàn)將S斷開，那么電壓表的示數(shù)U、電流表的示數(shù)I、電阻R1上的功率P1、變壓器原線圈的輸入功率P的變化情況分別是 AU增大BI增大CP1減小DP減小5多項選擇如下圖為一理想變壓器和負載電阻R，以下哪些做法可增加變壓器的輸入功率 A只減少副線圈匝數(shù)B

7、只減少原線圈匝數(shù)C只增加副線圈匝數(shù)D只減小R的阻值6多項選擇如圖，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為4:1，原線圈與一可變電阻串聯(lián)后，接入一正弦交流電源；副線圈電路中固定電阻的阻值為R0，負載電阻的阻值R=11R0，是理想電壓表；現(xiàn)將負載電阻的阻值減小為R=5R0，保持變壓器輸入電流不變，此時電壓表讀數(shù)為5.0 V，那么 A此時原線圈兩端電壓的最大值約為34 VB此時原線圈兩端電壓的最大值約為24 VC原線圈兩端原來的電壓有效值約為68 VD原線圈兩端原來的電壓有效值約為48 V7多項選擇如下圖，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中R1、R2、R3和R4均為固定電阻，開關S是閉合的。兩個

8、交流電壓表為理想電壓表，讀數(shù)分別為U1和U2；三個交流電流表為理想電流表，讀數(shù)分別為I1、I2和I3?，F(xiàn)斷開S，U1數(shù)值不變，以下推斷中正確的選項是 AU2變小、I3變小BU2不變、I3變大CI1變小、I2變小DI1變大、I2變大8多項選擇如下圖，一理想變壓器由一個初級線圈和兩個次級線圈組成，當此變壓器工作時，初級和次級線圈的匝數(shù)、電流、電壓均在圖中標出，那么以下幾組關系式中正確的選項是 A，B，Cn1I1=n2I2+n3I3D參考答案1AC【解析】輸入功率的大小是由輸出功率的大小決定，并且大小相等，故A正確，B錯誤；輸出電壓是由輸入電壓和匝數(shù)比決定的，電壓與匝數(shù)成正比，故C正確；原副線圈的電

9、流與它們的匝數(shù)成反比，故D錯誤。2AC【解析】對理想變壓器的電流關系可寫成I1=I2，原線圈中的電流與副線圈中的電流成正比，所以原線圈中的電流由副線圈中的電流決定；功率由負載決定，負載用多少，原線圈端就輸入多少，因此選項AC正確；U2由輸入電壓U1和匝數(shù)比決定，與負載無關，B錯誤。3AD【解析】燈泡正常發(fā)光，那么其電壓均為額定電壓，那么說明原線圈輸入電壓為9U，輸出電壓為U；那么可知，原副線圈匝數(shù)之比為9:1，故A正確，B錯誤；根據(jù)公式可得，由于小燈泡兩端的電壓相等，所以根據(jù)公式P=UI可得兩者的電功率之比為1:9，故C錯誤，D正確。4. 當S斷開時，負載減少總電阻增大，原副線圈中電流都減小，

10、故B錯誤；電流減小R 1 兩端電壓U增大，消耗的功率P 1 增大，故A正確C錯誤；副線圈中電壓不變，電流減小，輸出功率減小，由輸入功率等于輸出功率知P減小，故D正確應選AD。5.6AD【解析】現(xiàn)將負載電阻的阻值減小為R=5R0，保持變壓器輸入電流不變，此時電壓表的讀數(shù)為5.0 V，根據(jù)串并聯(lián)知識和歐姆定律得副線圈電壓，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知，此時原線圈兩端電壓的有效值U1=4U2=24 V，所以此時原線圈兩端電壓的最大值約為U1m=2434 V，故A正確，B錯誤；原來副線圈電路中固定電阻的阻值為R0，負載電阻的阻值R=11R0，由于保持變壓器輸入電流不變，所以輸出電流也不變，所以原來副線圈電壓，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知，原線圈兩端原來的電壓有效值約為48 V，故C錯誤，D正確。7BC【解析】由U2=U1得U1不變，U2就不變；S斷開，R總增大，U2不變