人教版選修11 變壓器 第1課時(shí) 學(xué)案.docxVIP

第4節(jié) 變壓器【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道變壓器的構(gòu)造和原理及符號(hào)。2、理解電壓與匝數(shù)的關(guān)系，電流與匝數(shù)的關(guān)系式并會(huì)應(yīng)用。3、了解電壓互感器和電流互感器。【重點(diǎn)、難點(diǎn)】變壓原理，電壓與匝數(shù)的關(guān)系，電流與匝數(shù)的關(guān)系式預(yù)習(xí)案【自主學(xué)習(xí)】1_現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)原線圈中的交變電流在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通量，不僅穿過_也穿過_，則副線圈中就要產(chǎn)生_盡管原、副線圈沒有導(dǎo)線相連，電能卻可以通過磁場(chǎng)從原線圈到達(dá)副線圈2原、副線圈的電壓之比等于兩個(gè)線圈的_，公式表示為_如果原線圈的匝數(shù)大于副線圈的匝數(shù)，則副線圈得到的電壓比原線圈低，這種變壓器稱為_；如果原線圈的匝數(shù)小于副線圈的匝數(shù)，則副線圈得到的電壓比原線圈高，這種變壓器稱為_3關(guān)于理想變壓器的工作原理，以下說法正確的是( )a通有正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁通量不變b穿過原、副線圈的磁通量在任何時(shí)候都不相等c穿過副線圈磁通量的變化使得副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)d原線圈中的電流通過鐵芯流到了副線圈4對(duì)理想變壓器，下列說法中正確的是( )a原線圈的輸入功率，隨著副線圈的輸出功率增大而增大b原線圈的輸入電流，隨副線圈的輸出電流增大而增大c原線圈的電流，不隨副線圈的輸出電流變化而變化d當(dāng)副線圈的電流為零時(shí)，原線圈的電壓也為零5某變電站用原、副線圈匝數(shù)比為n1n2的變壓器，將遠(yuǎn)距離輸送的電能送給用戶，如圖1所示，將變壓器看作理想變壓器，當(dāng)變壓器正常工作時(shí)，下列說法正確的是( )圖1a原、副線圈電壓比為n2n1b原、副線圈電流比為n1n2c原、副線圈電壓比為n1n2d變壓器的輸入功率與輸出功率的比為n1n2自主學(xué)習(xí)答案：1互感 原線圈 副線圈 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)2匝數(shù)之比 降壓變壓器 升壓變壓器3c 通有正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)是變化的，由于面積s不變，故磁通量變化，a錯(cuò)誤；因理想變壓器無漏磁，故b錯(cuò)誤；由互感現(xiàn)象知c正確；原線圈中的電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能又轉(zhuǎn)化為電能，原副線圈通過磁場(chǎng)聯(lián)系在一起，故d錯(cuò)誤4ab 理想變壓器的原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，且隨副線圈的輸出功率的變化而變化，原線圈的輸入電流取決于副線圈的輸出電流，當(dāng)副線圈的電流為零時(shí)，原線圈的電流也為零，但原線圈電壓并不一定為零，故a、b正確，c、d錯(cuò)誤5c 電壓之比等于匝數(shù)之比，根據(jù)輸入功率等于輸出功率，所以電流之比等于電壓之比的反比，也就等于線圈匝數(shù)比的反比【合作探究一】1、演示實(shí)驗(yàn)器材：可拆變壓器，學(xué)生電源，多用電表，導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)步驟：（1）按圖示電路連接電路（2）原線圈接低壓交流電源2v，保持原線圈匝數(shù)n1不變，分別取副線圈匝數(shù)n2=n1，n1，2 n1，用多用電表交流電壓檔分別測(cè)出副線圈兩端的電壓，記入表格。（3）原線圈接低壓交流電源2v，保持副線圈匝數(shù)n2不變，分別取原線圈匝數(shù)n1=n2，n2，2 n2，用多用電表交流電壓檔分別測(cè)出副線圈兩端的電壓，記入表格。u12v次數(shù)134原線圈匝數(shù)n1n2n2副線圈匝數(shù)2n1n22n2輸入電壓輸出電壓結(jié)論【合作探究二】理論探究設(shè)原線圈匝數(shù)n1，副線圈匝數(shù)n2，穿過鐵芯的磁通量，則原副線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1和e2分別為多少？與匝數(shù)間有什么樣的關(guān)系？【思考】有多個(gè)副線圈的理想變壓器電壓、電流與線圈匝數(shù)關(guān)系式如何推導(dǎo)？【當(dāng)堂檢測(cè)】1如圖2所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為201，原線圈接正弦交流電源，副線圈接入“220 v,60 w”燈泡一只，且燈泡正常發(fā)光，則( )圖2a電流表的示數(shù)為 ab電源輸出功率為1 200 wc電流表的示數(shù)為 ad原線圈端電壓為11 v2某變壓器原、副線圈匝數(shù)比為559，原線圈所接電源電壓按如圖3所示的規(guī)律變化，副線圈接有負(fù)載，下列判斷正確的是( )圖3a輸出電壓的最大值為36 vb原、副線圈中電流之比為559c變壓器輸入、輸出功率之比為559d交流電源電壓有效值為220 v，頻率為50 hz3如圖4所示，m、n為兩條交流輸電線，甲、乙兩圖是配電室中的互感器和交流電表的兩種接線示意圖，以下說法正確的是( )圖4a在乙圖中，線圈n4的導(dǎo)線一定比線圈n3的導(dǎo)線粗b甲圖中的電表是交流電流表，乙圖中的電表是交流電壓表c甲圖中的電表是交流電壓表，乙圖中的電表是交流電流表d甲、乙兩圖中的電表均為交流電流表4如圖5所示，自耦變壓器輸入端a、b接交流穩(wěn)壓電源，其電壓有效值uab100 v，r040 ，當(dāng)滑動(dòng)片處于線圈中點(diǎn)位置時(shí)，c、d兩端電壓的有效值ucd為_v，通過電阻r0的電流有效值為_a.圖5當(dāng)堂檢測(cè)答案:1c 因?yàn)闊襞菡０l(fā)光所以副線圈中的電流i2 a a根據(jù)公式得i1i2 a a，即電流表的示數(shù)應(yīng)為 a，故a錯(cuò)，c對(duì)；電源的輸出功率等于變壓器的輸入功率，由p入p出可得電源的輸出功率為60 w，故b選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)公式，得u1u2220 v4 400 v，故d選項(xiàng)錯(cuò)誤點(diǎn)評(píng) 變壓器的基本規(guī)律(1)電壓關(guān)系：只有一個(gè)副線圈時(shí)或當(dāng)有多個(gè)副線圈時(shí)(2)功率關(guān)系：p入p出：只有一個(gè)副線圈時(shí)，p1p2當(dāng)有多個(gè)副線圈時(shí)p1p2p3(3)電流關(guān)系：只有一個(gè)副線圈時(shí)，由p1p2知，i1u1i2u2，得，即當(dāng)有多個(gè)副線圈時(shí)，由p1p2p3知i1u1i2u2i3u3，得i1n1i2n2i3n32d 由題圖知原線圈電壓最大值為220 v，周期t2102 s，故電壓有效值為220 v，頻率為50 hz；由，得輸出電壓的最大值為36 v，原、副線圈電流之比為955，輸入、輸出功率應(yīng)相等，所以正確答案為d.點(diǎn)評(píng) 變壓器的電壓關(guān)系、電流關(guān)系是各物理量的有效值(或最大值)間的關(guān)系，例如公式中，若u1是有效值則u2就是有效值，若u1是最大值則u2就是最大值3c 電壓互感器輸入端分別接在兩根線上，次級(jí)匝數(shù)比初級(jí)匝數(shù)少；電流互感器輸入端只能串聯(lián)在電路中，次級(jí)匝數(shù)比初級(jí)匝數(shù)多點(diǎn)評(píng) 甲圖是電壓互感器，乙圖是電流互感器，它們分別與電壓表和電流表的使用方法相同，即：電壓互感器測(cè)電壓時(shí)需并聯(lián)接入電路，電流互感器測(cè)電流時(shí)需串聯(lián)接入電路它們利用變壓器的原理把高電壓、大電流變成低電壓、小電流，以方便測(cè)量4200 5解析 由理想變壓器公式 得ucduab2100 v200 v，又由i2 a5 a.點(diǎn)評(píng) 自耦變壓器鐵芯上只繞一個(gè)線圈，原、副線圈共用一個(gè)繞組，最大優(yōu)點(diǎn)是可以連續(xù)調(diào)節(jié)輸出電壓，缺點(diǎn)是低壓端和高壓端直接有電的聯(lián)系，使用不夠安全變壓器的規(guī)律都適用于自耦變壓器【課后鞏固】1正常工作的理想變壓器的原、副線圈中，數(shù)值上一定相等的是( )a電流的頻率 b端電壓的峰值 c電流的有效值 d電功率2用一理想變壓器向一負(fù)載r供電，如圖1所示,當(dāng)增大負(fù)載電阻r時(shí),原線圈中的電流i1和副線圈中的電流i2之間的關(guān)系是( )ai2增大,i1也增大 bi2增大,i1卻減小ci2減小,i1也減小 di2減小,i1卻增大3一個(gè)理想變壓器,原線圈輸入220 v電壓時(shí),副線圈輸出電壓為22 v,若副線圈增加100匝后輸出電壓增加到33 v,則變壓器原線圈匝數(shù)為_匝4一個(gè)電壓互感器的變壓比為101,副線圈接入交流電壓表的示數(shù)為220 v,則所測(cè)高壓電路中的電壓為_ v5如圖所示的理想變壓器,它的初級(jí)線圈接在交流電源上,次級(jí)線圈接一個(gè)標(biāo)有“12 v 100 w”的燈泡,已知變壓器初、次級(jí)線圈的匝數(shù)比為181,那么小燈泡正常工作時(shí),圖中的電壓表的讀數(shù)為_ v,電流表的讀數(shù)為_ a6如圖示為一理想變壓器和負(fù)載電阻r,下列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只減少原線圈匝數(shù)c