河北省石家莊市高中物理第五章交變電流5.4變壓器工作原理及應用學案（無答案）新人教版.docx

變壓器的工作原理及應用【學習目標】1知道變壓器的基本結構和工作原理，理解變壓器的有關各物理量的計算關系和決定關系2能熟練運用有關變壓器的規(guī)律解決實際問題【重點難點】重點：理解變壓器的結構和工作原理，能夠應用有關規(guī)律解決實際問題難點：理解有關各物理量的決定關系導學流程：【了解感知夯實基礎】 一、變壓器1構造和原理1）主要構造：由 、 和 組成2）工作原理：電磁感應的 現象根據變壓器的工作原理，穿過原、副線圈每匝的磁通量及其變化率是相同的；交流電的頻率保持不變；理想變壓器無功率損失；而En與n成正比，變壓器原、副線圈的匝數不同，感應電動勢不同（即原、副線圈電壓不同）2理想變壓器1）概念：如果變壓器沒有漏磁和能量損失，這樣的變壓器就是理想變壓器2）基本關系式電壓關系： .電流關系：，只適用于只有一個副線圈的情況功率關系：原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率頻率關系：原、副線圈中交流電的頻率相等3）制約關系副線圈電壓U2由原線圈電壓U1和匝數比決定；原線圈電流I1由副線圈電流I2和匝數比決定原線圈的輸入功率P1由副線圈的輸出功率P2決定注：變壓器只能改變交變電流的電流和電壓，不能改變恒定電流的電流和電壓三、互感器1電壓互感器：用來把 電壓變成 電壓2電流互感器：用來把 電流變成 電流基礎訓練1理想變壓器在正常工作時，原、副線圈中不相同的物理量是 ()A每匝線圈中磁通量的變化率B交變電流的頻率C原線圈的輸入功率和副線圈的輸出功率D原線圈的感應電動勢和副線圈的感應電動勢2鉗形電流表的外形和結構如圖所示圖甲中電流表的讀數為1.2 A圖乙中用同一電纜線繞了3匝，則 ()A這種電流表能測直流電流，圖乙的讀數為2.4 AB這種電流表能測交流電流，圖乙的讀數為0.4 AC這種電流表能測交流電流，圖乙的讀數為3.6 AD這種電流表既能測直流電流，又能測交流電流，圖乙的讀數為3.6 A【深入學習思路方法】一、理想變壓器的規(guī)律應用(1)基本關系中U1、U2、I1、I2均指有效值(2)當原線圈中串聯(lián)電阻(或燈泡)時，U1為加在原線圈兩端的電壓，并不是電源的電壓(3)只有一個副線圈的變壓器電流與匝數成反比，多個副線圈的變壓器沒有這種關系例1如圖所示，理想變壓器原線圈接u220sin100t(V)的正弦交流電源，圖中電流表內阻不計副線圈接入“110 V60 W”燈泡一只，且燈泡正常發(fā)光下列說法正確的是 ()A原線圈中的輸入功率為60 WB通過燈泡的電流的頻率為50 HzC電流表的示數為 AD理想變壓器原、副線圈匝數之比為21針對訓練1如圖所示的電路中，變壓器初級線圈匝數n11000匝，次級線圈有兩個，匝數分別為n2500匝，n3200匝，分別接一個R55 的電阻，在初級線圈上接入U1220 V的交變電流求：(1)兩次級線圈輸出電功率之比；(2)初級線圈中的電流歸納拓展對于有兩組以上的副線圈的變壓器，電壓與匝數成正比關系仍成立，而電流與匝數成反比的規(guī)律不再成立但在任何情況下電流的關系都可以根據變壓器的輸入功率等于輸出功率進行求解，即U1I1U2I2U3I3，或n1I1n2I2n3I3.二、理想變壓器動態(tài)分析問題1匝數比不變的情況1)U1不變，根據，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，不論負載電阻R如何變化，U2不變(2)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(3)I2變化引起P2變化，P1P2，故P1發(fā)生變化2負載電阻不變的情況(1)U1不變，發(fā)生變化，故U2變化(2)R不變，U2改變，故I2發(fā)生變化(3)根據P2，P2發(fā)生變化，再根據P1P2，故P1變化，P1U1I1，U1不變，故I1發(fā)生變化3分析動態(tài)問題的思路程序可表示為：例2 如圖所示，理想變壓器輸入端PQ接穩(wěn)定的交流電源，通過單刀雙擲開關S可改變變壓器原線圈匝數(圖中電壓表及電流表皆為理想電表)，則下列說法中正確的是 ( )A當滑片c向b端移動時，變壓器輸入功率變大B當滑片c向a端移動時，電流表A1的示數將減小，電壓表V的示數不變C當滑片c向b端移動時，電流表A2的示數將變大，電壓表V的示數也變大D滑片c不動，將開關S由1擲向2時，三個電表A1、A2、V的示數都變大歸納拓展處理此類問題的關鍵都是要分清變量和不變量，弄清理想變壓器中各物理量之間的聯(lián)系和相互制約關系U2由U1和匝數比決定；I2由U2和負載電阻決定；I1由I2和匝數比決定.【遷移應用能力提升】理想變壓器中的綜合分析 例2題圖例3 為探究理想變壓器原、副線圈電壓、電流的關系，將原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上，副線圈連接相同的燈泡L1、L2，電路中分別接了理想交流電壓表V1、V2和理想交流電流表A1、A2，導線電阻不計，如圖1029所示當開關S閉合后 ()AA1示數變大，A1與A2示數的比值不變BA1示數變大，A1與A2示數的比值變大CV2示數變小，V1與V2示數的比值變大DV2示數不變，V1與V2示數的比值不變總結歸納：理想變壓器的綜合應用問題涉及：三個等式、四個決定答案：基礎訓練：1.D 2.C 例1：AB 例2：D 例3：AD針對訓練1 解析(1)對兩個次級線圈有，所以U2，U3 又P，所以.(2)由歐姆定律得I22 A，I30.8 A. 對有兩個次級線圈的變壓器有n1I1n2I2n3I3所以I1I2I31.16 A.【展示設計彰顯風采】1口頭展示：變壓器的原理及基本量的關系及制約關系2板書展示：例1訓練有關變壓器的常規(guī)計算3板書展示：針對訓練1進行知識拓展4板書展示：例2分析變壓器的動態(tài)變化問題思路【合作訓練自主學習】以日常應用電器收音機為載體，進行有關變壓器分析，旨在指導學生實踐，提高學習物理的興趣收音機的變壓器的原線圈有1210匝，接在U1