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1、高二物理变压器教学案 教学目标 1、 了解变压器的构造与原理、理解变压器的电压关系与功率关系。2、 用演示可拆变压器得到变压器变压规律。3、 体验实验动手的乐趣,培养动手和观察能力。教学重点难点 电压关系与功率关系的理解与应用教学过程一、 变压器变压器的构造: 原线圈 、副线圈 、铁芯 2电路图中符号二、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,叫互感现象铁芯的作用:使绝大部分磁感线集中在铁芯内部,提高变压器的效率三、理想变压器的规律理想变压器特点:(1)变压器铁芯内无漏磁(2)原、副线圈不计内阻2、电压关系(1)无论副线圈一端空载还是有负载都适用(2)输出电压U
2、2由输入电压U1和原、副线圈的匝数比共同决定 若n 1n2,则U1U2为降压变压器 若n1n2, 则U1U2为升压变压器3、功率关系P入=P出补充1、一个原线圈多个副线圈的理想变压器的电压、电流关系(1)电压关系: (2)电流关系根据P入=P出,I1U1=I2U2+I3U3 I1n1=I2n2+I3n32、U、I、P的决定关系一个确定的变压器,输出电压U2由输入电压U1决定输入功率P1由输出功率P2决定,用多少电能就输入多少电能若副线圈空载,输出电流为零,输出功率为零,则输入电流为零,输入功率也为零3、负载发生变化引起变压器电压、电流变化的判断方法(1)先要由U1/U2=n1/n2,判断U2变
3、化情况(2)判断负载电阻变大或变小(3)由欧姆定律确定副线圈中的电流I2的变化情况(4)最后由P入=P出判断原线圈中电流I1的变化情况例题例1:一台变压器原线圈输入380V电压后,副线圈输出电压为19V,若副线圈增加150匝,输出电压增加到38V,则变压器原线圈的匝数为多少匝?例2、如图273所示,理想变压器原、副线圈匝数比n1n2=41,当导线AB在匀强磁场中作匀速直线运动切割磁感线时,电流表A1的示数为12mA,则电流表2的示数为( ) A3mA B48mA C与R的阻值有关 D0题9图例3.如图所示理想变压器原、副线圈的匝数比为N1:N2=2:1,原线圈接220 V交流电源,副线圈接额定
4、功率为 20 W的灯泡 L,灯泡正常发光当电源电压降为180 V时,求:(1)灯泡实际消耗的功率?(2)此时灯泡中的电流是多少?例4. 如图所示的理想变压器,输入电压U1 =220伏,各线圈匝数之比n1 :n2: n3=10:5:1。R2=110欧, 测得通过R3的电流I3 =2A。求:流经电阻R2及初级线圈中的电流强度I2 和I1 各为多少?例5.如图所示,一个理想变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220V的市电上,向额定电压为1.80104V的霓虹灯供电,使它正常发光,为了安全,需要原线圈回路中接入熔断器,使副线圈电路中电流超过12mA时,溶丝便熔断.(1)溶丝的熔断电流是多大?(2)
5、当副线圈电路中电流为10mA时,变压器的输入功率是多大?练习1.对于理想变压器下,下列说法中正确的是 ( )A.原线圈的输入功率,随副线圈输出功率增大而增大B.原线圈的输入电流随副线圈输出电流的减小而增大C.原线圈的电压,不随副线圈输出电流变化而变化D.当副线圈电流为零时,原线圈电压为零2.如图所示,理想变压器的输入端电压 u=311 sin100 t(V) ,原副线圈的匝数之比为:n1 :n2=10:1 ;若图中电流表读数为 2 A ,则 ( )A.电压表读数为 220 V B.电压表读数为 22 VC.变压器输出功率为 44 W D.变压器输入功率为 440 W3.如图所示, M 为理想变
6、压器,电源电压不变,当变阻器的滑动头 P 向上移动时,读数发生变化的电表是 ( ) A.A1 B.A2 C.V1 D.V24.如图所示,一理想变压器初次级线圈的匝数比为3:1,次级接三个相同的灯泡,均能正常发光,初级线圈中串有一个相同的灯泡L,则 ( )A.灯L也能正常发光 B.灯L比另三灯都暗C.灯L将会被烧坏 D.不能确定5.如图所示,某理想变压器的原副线圈的匝数均可调节,原线圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电,在其他条件不变的情况下,为了使变压器输入功率增大,可使 ( )A.原线圈匝数n1增加 B.副线圈匝数n2增加C.负载电阻R的阻值增大 D.负载电阻R的阻值减小6.一个理想变压器,
7、原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2,正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U1和U2,I1和I2,P1和P2,已知n1n2,则( )A.U1U2,P1P2 B.P1=P2,I1I2 C.I1I2,U1U2 D.P1P2,I1I27.如图所示为两个互感器,在图中圆圈内a、b表示电表,已知电压比为100,电流比为10,电压表的示数为220V,电流表的示数为10A,则 ( )A.a为电流表,b为电压表 B.a为电压表,b为电流表C.线路输送电功率是2200W D.线路输送电功率是2.2106W8.有一台理想变压器,原副线圈的匝数之比为n1:n2=2:1,原线圈上交流电源的电压u=220sin
8、100(t),Q为保险丝,其额定电流为1A,R为负载电阻,如图所示,变压器正常工作时R的阻值 ( ) A.不能低于55 B.不能高于55 C.不能低于77 D.不能高于779.将输入电压为220V、输出电压为6V的理想变压器改绕成输出电压为30V的变压器,副线圈原来是30匝,原线圈匝数不变,则副线圈新增绕的匝数为 ( )A.120匝 B.150匝 C.180匝 D.220匝10.如图所示,理想变压器初、次级线圈的匝数之比n1:n2=2:1,且分别接有完全相同的纯电阻,电源的电压为U,则次级线圈的输出电压为 ( )A. B. C. D.11.如图所示,为一理想变压器,S为单刀双掷开关,P为滑动变
9、阻器的滑动触头,U1为加在原线圈两端的电压,I1为原线圈中的电流,则 ( )A.保持U1及P的位置不变,S由a合到b时,I1将增大B.保持P的位置及U1不变,S由b合到a时,R消耗的功率增小C.保持U1不变,S合在a处时,使P上滑,I1将增大图(a)A铁芯图(b)D.保持P的位置不变,S合到a处时,若U1增大,I1将增大12钳形电流表的外形和结构如图(a)所示。图(a)中电流表的读数为1.2A 。图(b)中用同一电缆线绕了3匝,则A.这种电流表能测直流电流,图(b)的读数为2.4AB.这种电流表能测交流电流,图(b)的读数为0.4AC.这种电流表能测交流电流,图(b)的读数为3.6AD.这种电
10、流表既能测直流电流,又能测交流电流,图 (b)的读数为3.6A 13.理想变压器原线圈接交变电压,副线圈由粗、细环如图所示方式连接,已知细环电阻是粗环电阻的2倍,当细环套在铁芯上时,a.b两点的电压为1.2 V.现图示连接处a、b两点的电压为多少 V.14图为汽油机点火装置。蓄电池提供的是恒定直流,问:为什么在开关由闭合变为断开瞬间,能用变压器得到点火所需的高电压呢?15为了安全,机床上照明用的电压是36V,这个电压是把220V的电压降压后得到的,如果变压器的原线圈是1100匝,副线圈是多少匝?用这台变压器给40W的灯泡供电,原副线圈的电流各是多少?16.要设计一变压器,这个变压器在一口字形铁芯上绕三个线圈,甲为初级线圈,接在U1=220V照明电路上,乙和丙为次级线圈,要求乙输出电压U2=36V,额定输出功率P2=100W;要求丙输出电压U2=6.0V,额定输出率为P3=10W,已知乙线圈需绕n2=180匝,则:(1)甲线需绕匝数n1为多少?(2)当乙、丙两个次级线圈都满负荷工作时,不考虑变压器能量的损耗,甲线圈内通过的电流I1为多少?(3)考虑到线圈中电流的大小,实际绕制三个线圈的导线,按从粗到细的顺序是怎样的