人教版高二物理选修3-2第五章 交变电流 第四节 变压器 学案教师版.docx

1、第五章 交变电流第四节 变压器 学案班别 姓名 学号 一、自主预习一、变压器1变压器的构造：原线圈 、副线圈 、铁芯，如图（1）。图（1） 图（2）2电路图中的符号，如图（2）。二、变压器的工作原理在变压器原、副线圈中由于有交变电流而发生互相感应的现象，叫_；铁芯的作用：使绝大部分磁感线集中在_，提高变压器的效率。三、理想变压器原、副线圈基本关系的应用1基本关系（1）_； （2），有多个副线圈时，仍然成立，=；（3），电流与匝数成_，只对一个副线圈的变压器适用，有多个副线圈时，由输入功率和输出功率相等确定电流关系，n1I1=n2I2+n3I3+；（4）原、副线圈的每一匝的磁通量都_，磁通量变化

2、率也相同，频率也就相同。2制约关系（1）电压：副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定；（2）功率：原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定；（3）电流：原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定。3两种特殊的变压器模型（1）自耦变压器高中物理中研究的变压器本身就是一种忽略了能量损失的理想模型，自耦变压器（又称调压器），它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以_也可以_，变压器的基本关系对自耦变压器均适用。（2）互感器电压互感器和电流互感器，比较如下：电压互感器电流互感器原理图原线圈的连接并联在高压电路中串联在待测高流电路中副线圈的连接连接电压表连接

3、电流表互感器的作用将高电压变为低电压将大电流变成小电流利用的公式I1n1=I2n24关于理想变压器的四点说明（1）变压器不能改变_；（2）变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的_；（3）理想变压器本身不消耗能量；（4）理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为_。互感现象 铁芯内部P入=P出 反比 相同 升压 降压 直流电压 频率 有效值二、课堂突破理想变压器的动态分析1解决理想变压器中有关物理量的动态分析问题的方法（1）分清不变量和变量，弄清理想变压器中电压、电流、功率之间的联系和相互制约关系，利用闭合电路欧姆定律，串、并联电路特点进行分析判定；（2）分析该类问题的一般

4、思维流程是：2常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。（1）匝数比不变的情况U1不变，根据，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2也不变；当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化；I2变化引起P2变化，由P1=P2知P1发生变化。（2）负载电阻不变的情况U1不变，发生变化，U2变化；R不变，U2变化，I2发生变化；根据和P1=P2，可以判断P2变化时，P1发生变化，U1不变时，I1发生变化。【例题】图示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器

5、。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一个位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A。则下列说法正确的是（ ）A电压表V1示数增大B电压表V2、V3示数均增大C该变压器起升压作用D变阻器滑片是沿的方向滑动参考答案：D三、巩固练习1（多选）关于理想变压器，下面各说法中正确的是（ ）A它的输出功率等于它的输入功率B它的输出功率可以大于它的输入功率C原副线圈两端的电压与它们的匝数成正比D原副线圈的电流与它们的匝数成正比2（多选）理想变压器正常工作时，原、副线圈中的电流为I1、I2，电压为U1、U2，功率为P1、P2，关于它们之间的关系，下列说法中正确的是（ ）AI1

6、由I2决定BU2与负载有关CP1由P2决定D以上说法都不正确3（多选）如图，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倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（ ）A原、副线圈匝数之比为9:1B原、副线圈匝数之比为1:9C此时a和b的电功率之比为9:1D此时a和b的电功率之比为1:94（多选）某理想变压器的原、副线圈按如图所示电路连接，图中电表均为理想交流电表，且R1=R2，电键S原来闭合。现将S断开，则电压表的示数U、电流表的示数I、电阻R1上的功率P1、变压器原线圈的输入功率P的变化情况分别是（ ）AU增大BI增大CP1减小DP减小5（多选）如

7、图所示为一理想变压器和负载电阻R，下列哪些做法可增加变压器的输入功率（ ）A只减少副线圈匝数B只减少原线圈匝数C只增加副线圈匝数D只减小R的阻值6（多选）如图，一理想变压器原、副线圈匝数比为4:1，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R0，负载电阻的阻值R=11R0，是理想电压表；现将负载电阻的阻值减小为R=5R0，保持变压器输入电流不变，此时电压表读数为5.0 V，则（ ）A此时原线圈两端电压的最大值约为34 VB此时原线圈两端电压的最大值约为24 VC原线圈两端原来的电压有效值约为68 VD原线圈两端原来的电压有效值约为48 V7（多选）如图所示，一理

8、想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的。两个交流电压表为理想电压表，读数分别为U1和U2；三个交流电流表为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3。现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是（ ）AU2变小、I3变小BU2不变、I3变大CI1变小、I2变小DI1变大、I2变大8（多选）如图所示，一理想变压器由一个初级线圈和两个次级线圈组成，当此变压器工作时，初级和次级线圈的匝数、电流、电压均在图中标出，则下列几组关系式中正确的是（ ）A，B，Cn1I1=n2I2+n3I3D参考答案1AC【解析】输入功率的大小是由输出功率的大小决定，并且大小相

9、等，故A正确，B错误；输出电压是由输入电压和匝数比决定的，电压与匝数成正比，故C正确；原副线圈的电流与它们的匝数成反比，故D错误。2AC【解析】对理想变压器的电流关系可写成I1=I2，原线圈中的电流与副线圈中的电流成正比，所以原线圈中的电流由副线圈中的电流决定；功率由负载决定，负载用多少，原线圈端就输入多少，因此选项AC正确；U2由输入电压U1和匝数比决定，与负载无关，B错误。3AD【解析】灯泡正常发光，则其电压均为额定电压，则说明原线圈输入电压为9U，输出电压为U；则可知，原副线圈匝数之比为9:1，故A正确，B错误；根据公式可得，由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式P=UI可得两者的电功率

10、之比为1:9，故C错误，D正确。4. 当S断开时，负载减少总电阻增大，原副线圈中电流都减小，故B错误；电流减小R 1 两端电压U增大，消耗的功率P 1 增大，故A正确C错误；副线圈中电压不变，电流减小，输出功率减小，由输入功率等于输出功率知P减小，故D正确故选AD。5.6AD【解析】现将负载电阻的阻值减小为R=5R0，保持变压器输入电流不变，此时电压表的读数为5.0 V，根据串并联知识和欧姆定律得副线圈电压，根据电压与匝数成正比可知，此时原线圈两端电压的有效值U1=4U2=24 V，所以此时原线圈两端电压的最大值约为U1m=2434 V，故A正确，B错误；原来副线圈电路中固定电阻的阻值为R0，负载电阻的阻值R=11R0，由于保持变压器输入电流不变，所以输出电流也不变，所以原来副线圈电压，根据电压与匝数成正比可知，原线圈两端原来的电压有效值约为48 V，故C错误，D正确。7BC【解析】由U2=U1得U1不变，U2就不变；S断开，R总增大，U2不变，则I2变小，由I1=I2得I1也变小，I2变小，加在R1两端的电压变小，由UR3=U2UR1，得UR3增大，所以I3变大，选项BC正确。8AC【解析】根据变压器的电压与匝数关系可知：，选项A正确；变压器的输入功率等于输出功率，可得U1I1=U2I2+U3I3，解得n1I1=n2I2+n3I3 ，选项C正确，BD错误。