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1、32变压器为什么能改变电压,课标定位,学习目标：1.知道变压器的构造，了解变压器的工作原理 2理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题 3探究理想变压器原、副线圈中电流与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题 4知道常见的变压器及其应用 重点难点：1.变压器的原理 2推导变压器原、副线圈电流与匝数的关系,核心要点突破,课堂互动讲练,课前自主学案,知能优化训练,3.2,课前自主学案,一、变压器的构造和工作原理 1变压器的构造 闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈，与电源相连的线圈叫_，也叫初级线圈与负载相连的线圈叫_，也叫次级线圈两个线圈都是由绝缘导线绕制而成的，铁芯由涂有绝
2、缘漆的硅钢片叠合而成，是用来改变交流电压的装置(单相变压器的构造示意图及电路图中的符号分别如图321甲、乙所示),原线圈,副线圈,图321,2工作原理 变压器的变压原理是_如图322所示，当原线圈上加交流电压U1时，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量，在原、副线圈中都要产生感应电动势如果副线圈是闭合的，则副线圈将产生交变的_，它也在铁芯中产生交变磁通量，在原、副线圈中同样要引起感应电动势由于这种互相感应的互感现象，原、副线圈间虽然不相连，电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈其能量转换方式为：原线圈电能_副线圈电能,电磁感应,感应电流,磁场能,图322,思考感悟 1变压器能否改变
3、直流(恒定电流)电压？ 提示：不能变压器是依据电磁感应工作的，因此只能工作在交流电路中，如果变压器接入直流电路，原线圈中的电流不变，在铁芯中不引起磁通量的变化，没有互感现象出现，变压器起不到变压作用,二、探究变压器原、副线圈电压、电流与匝数的关系 1理想变压器 没有漏磁(磁通量全部集中在铁芯内)和发热损失(原、副线圈及铁芯上的电流的热效应不计)的变压器，即没有能量损失的变压器叫做理想变压器 2功率关系 由于理想变压器没有各种能量损失，所以变压器输出功率_输入功率，即：_ 3电压、电流关系,等于,P出P入,思考感悟 2怎样设计变压器可以实现“大电压”和“小电压”之间的相互转变？ 提示：根据电压关
4、系知：当n2n1时，U2 U1升压变压器；当n2n1时，U2U1降压变压器，按需要调整匝数就可以啦！,三、常见的变压器 1电力变压器：用于_，有升压变压器和降压变压器，功率通常_ 2自耦变压器：只有一个线圈，金属触头沿线圈刮去了绝缘漆的一边滑动，就改变了_如调压变压器就是一种自耦变压器，如图323.,电力网,较大,副线圈匝数,图323,3互感器 (1)电压互感器：用来把高电压变成低电压，副线圈比原线圈_，它的_并联在高压电路上，副线圈接入交流电压表，如图324甲 (2)电流互感器：用来把大电流变成小电流，副线圈比原线圈_，原线圈_在被测电路中，副线圈接入交流电流表，如图324乙,匝数少,原线圈
5、,匝数多,串联,图324,4电源变压器：不同用电器需要不同的电压，用电源变压器将_交流电压变到用电器所需的电压,220V,思考感悟 3根据两种互感器的作用特点，你能推知它们的匝数之间的关系吗？,核心要点突破,一、理想变压器基本规律探究 1实验探究电压与匝数关系 (1)按图325所示电路连接电路,图325,即时应用(即时突破，小试牛刀) 1.理想变压器原、副线圈匝数之比为101，在原线圈中通以50 Hz的正弦交流电，则下列说法正确的是() A原、副线圈两端的电压之比为101 B原、副线圈中通过的电流之比为101 C原、副线圈的输入、输出功率之比为101 D原、副线圈中交流电的频率之比为101,2
6、输出电流I2决定输入电流I1 在输入电压U1一定的情况下，输出电压U2也被完全确定当负载电阻R增大时，I2减小，则I1相应减小，当负载电阻R减小时，I2增大，则I1相应增大，在使用变压器时，不能使变压器次级短路 3输出功率P2决定输入功率P1 理想变压器的输出功率与输入功率相等，即P2P1.在输入电压U1一定的情况下，当负载电阻增大时，I2减小，则变压器输出功率P2I2U2减小，输入功率P1也将相应减小；当负载电阻R减小时，I2增大，变压器的输出功率P2I2U2增大，则输入功率P1也将增大,即时应用(即时突破，小试牛刀) 2.对于理想变压器，下列说法中正确的是() A原线圈的输入功率随着副线圈
7、的输出功率的增大而增大 B原线圈的输入电流随着副线圈的输出电流的增大而增大 C原线圈的电压不随副线圈的输出电流的变化而变化 D当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零,解析：选ABC.输入功率始终等于输出功率，当变压器的匝数比确定时，输入电流与输出电流的比值也就确定，所以输入电流随着输出电流的增大而增大，并且输入电流由输出电流决定，A、B正确原线圈的电压是输入电压，是由输入设备或发电机决定的，与变压器无关，不随副线圈的输出电流的变化而变化，故C对、D错,课堂互动讲练,理想变压器的变压比,如图326所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为21，并且原、副线圈上分别接有相同的灯泡A、B，已知电源电压为
8、U，试求灯泡B两端的电压,图326,变式训练1 (2011年高考新课标全国卷)如图327所示，一理想变压器原副线圈的匝数比为12；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V，额定功率为22 W；原线圈电路中接有电压表和电流表现闭合开关，灯泡正常发光若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则(),图327,变压器的动态分析问题,(2010年高考天津卷)为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图328所示当开关S闭合后(),图3
9、28,AA1示数变大，A1与A2示数的比值不变 BA1示数变大，A1与A2示数的比值变大 CV2示数变小，V1与V2示数的比值变大 DV2示数不变，V1与V2示数的比值不变,【答案】AD 【方法总结】对理想变压器的动态分析问题，要根据题意分清变量和不变量，弄清“谁决定谁”的制约关系，即理想变压器各物理量变化的决定因素,某小型水电站的发电机输出功率为24.5 kW，输出电压为350 V，输电线总电阻为4 ，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处安装升压变压器，用户所需电压为220 V，所以在用户处需安装降压变压器求： (1)输电线上的电流； (2)升压变压器的原、副线圈的匝数之比； (3)降压变压器的原、副线圈的匝数之比,理想变压器的综合应用,【思路点拨】,【自主解答】画出电能输送电路如图329所示,图329,【答案】(1)17.5 A(2)14(3)13322,变式训练2(2011年厦门一中高二检测)如图3210所示为一理想变压器，原线圈的输入电压U13330 V，副线圈的输出电压U2220 V，绕过铁芯的导线所接的电压表的示数U02 V，则：,图3210,(1)原、副线圈的匝数各是多少？ (2)当S断开时，A2的示数I25 A，那么A1的示数是多少？,答案：(1)1650匝110匝(2)0.3 A,
