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1、第第4 4章章新知预习新知预习巧设计巧设计名师课堂名师课堂一点通一点通要点一要点一要点二要点二第第2 2节节创新演练创新演练大冲关大冲关随堂检测归纳小结随堂检测归纳小结课下作业综合提升课下作业综合提升要点三要点三高中物理第2节变压器返回返回返回返回返回返回1.了解变压器的构造及几种常见的变了解变压器的构造及几种常见的变 压器，理解变压器的工作原理。压器，理解变压器的工作原理。2通过实验探究得出理想变压器的通过实验探究得出理想变压器的 原、副线圈中电压与匝数的关系。原、副线圈中电压与匝数的关系。3明确理想变压器的输入与输出功明确理想变压器的输入与输出功 率之间的关系，并由此推导原、率之间的关系，
2、并由此推导原、 副线圈中的电流关系。副线圈中的电流关系。返回返回返回返回 读教材读教材填要点填要点 一、变压器的结构一、变压器的结构 1结构组成结构组成 由两个由两个(或两个以上或两个以上)线圈和铁芯组成。线圈和铁芯组成。 2结构特点结构特点 原线圈与原线圈与 相连，副线圈与相连，副线圈与 相连，铁相连，铁芯由涂有绝缘漆的芯由涂有绝缘漆的 而成。而成。交流电源交流电源负载负载硅钢片叠合硅钢片叠合返回返回 二、变压器工作原理及变压规律二、变压器工作原理及变压规律 1互感互感 交变电流通过原线圈时在铁芯中激发交变磁场，交变磁场交变电流通过原线圈时在铁芯中激发交变磁场，交变磁场在副线圈中产生感应电动
3、势，当副线圈闭合时，副线圈中有电在副线圈中产生感应电动势，当副线圈闭合时，副线圈中有电流产生，它在铁芯中产生交变磁通量，这个交变磁通量也穿过流产生，它在铁芯中产生交变磁通量，这个交变磁通量也穿过原线圈，在原线圈中产生原线圈，在原线圈中产生 的现象。的现象。 2工作原理工作原理 电磁感应是变压器的工作原理，即电磁感应是变压器的工作原理，即 是变压器是变压器工作的基础。工作的基础。互相感应互相感应互感现象互感现象返回返回3理想变压器电压理想变压器电压(电流电流)与匝数的关系与匝数的关系无漏磁无漏磁无电阻无电阻返回返回U2U1只有一个只有一个返回返回 试身手试身手夯基础夯基础 1变压器是由变压器是由
4、_和绕在铁芯上的两个和绕在铁芯上的两个_组成组成的，一个线圈与交流电源连接，叫做的，一个线圈与交流电源连接，叫做_，也叫，也叫_；另一个线圈与负载连接，叫做；另一个线圈与负载连接，叫做_，也，也叫叫_。答案：答案：闭合铁芯线圈原线圈初级线圈副线圈闭合铁芯线圈原线圈初级线圈副线圈次级线圈次级线圈返回返回2_是变压器工作的基础。电流通过原线圈时在铁是变压器工作的基础。电流通过原线圈时在铁芯中激发芯中激发_，由于电流的大小、方向在不断变化，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断铁芯中的磁场也在不断_。变化的磁场在副线圈中。变化的磁场在副线圈中产生产生_，所以尽管两个线圈之间没有导线相连
5、，副，所以尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈中也能够输出线圈中也能够输出_。当输入电压一定时，原线圈、。当输入电压一定时，原线圈、副线圈取不同匝数，副线圈输出的副线圈取不同匝数，副线圈输出的_不同。不同。答案：答案：互感现象磁场变化感应电动势电流电压互感现象磁场变化感应电动势电流电压返回返回3如图如图421所示，加在理想变压器原线圈上的交变所示，加在理想变压器原线圈上的交变电压为电压为3 300 V，绕过铁芯的导线所接的电压表的示数，绕过铁芯的导线所接的电压表的示数为为2 V，则原、副线圈的匝数比为，则原、副线圈的匝数比为_。图图421返回返回答案：答案：1 650 1返回返回返回返回 1工
6、作原理工作原理 (1)原理：由于原、副线圈的互感现象，穿过理想变压原理：由于原、副线圈的互感现象，穿过理想变压器原、副线圈的磁通量始终相同，因而这两个线圈中每匝器原、副线圈的磁通量始终相同，因而这两个线圈中每匝有相同的磁通量的变化率，即在原、副线圈上每匝产生的有相同的磁通量的变化率，即在原、副线圈上每匝产生的感应电动势相等。感应电动势相等。返回返回返回返回 2理想变压器理想变压器 理想变压器是实际变压器的近似。理想变压器有三个理想变压器是实际变压器的近似。理想变压器有三个特点：特点： (1)铁芯封闭性好，无漏磁现象，即穿过原、副线圈两铁芯封闭性好，无漏磁现象，即穿过原、副线圈两绕组每匝的磁通量
7、绕组每匝的磁通量都一样，每匝线圈中所产生感应电动都一样，每匝线圈中所产生感应电动势相等。势相等。 (2)线圈绕组的电阻不计，无能损现象。线圈绕组的电阻不计，无能损现象。 (3)铁芯中的电流不计，铁芯不发热，无能损现象。铁芯中的电流不计，铁芯不发热，无能损现象。返回返回返回返回 1如图如图422所示，一理想变压器原、副线圈的匝所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为数比为1 2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为；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，额定功率为22 W；原线圈电路中接有电压表和电；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。若用流表。现闭
8、合开关，灯泡正常发光。若用U和和I分别表示此分别表示此时电压表和电流表的读数，则时电压表和电流表的读数，则 ()图图422返回返回AU110 V，I0.2 ABU110 V，I0.05 ACU110 V，I0.2 ADU110 V，I0.2 A思路点拔思路点拔解答本题需掌握以下两点：解答本题需掌握以下两点：(1)电流表、电压表的读数是指交变电流的有效值；电流表、电压表的读数是指交变电流的有效值；(2)变压器中原、副线圈的电压、电流分别与匝数的关系。变压器中原、副线圈的电压、电流分别与匝数的关系。返回返回 解析解析交流电压表、电流表测得的是交变电流的有交流电压表、电流表测得的是交变电流的有效值，
9、由灯泡正常发光可知，变压器的输出电压为效值，由灯泡正常发光可知，变压器的输出电压为220 V，而变压器的输入与输出电压之比等于原、副线圈的匝数，而变压器的输入与输出电压之比等于原、副线圈的匝数比，故变压器的输入电压为比，故变压器的输入电压为110 V，电压表的示数为，电压表的示数为110 V。又因为变压器的输入功率等于输出功率，因此可知变压器又因为变压器的输入功率等于输出功率，因此可知变压器的输入电流为的输入电流为0.2 A。故选项。故选项A正确。正确。 答案答案A返回返回返回返回 (3)理想变压器副线圈中的电流决定原线圈中的电流。理想变压器副线圈中的电流决定原线圈中的电流。原线圈中的电流随副
10、线圈中电流的增大而增大。原线圈中的电流随副线圈中电流的增大而增大。 (4)变压器的动态电路分析，一是要符合变压器的基本变压器的动态电路分析，一是要符合变压器的基本规律规律(电压、电流、功率关系电压、电流、功率关系)；二是要遵循欧姆定律。首；二是要遵循欧姆定律。首先确定是哪些量在变，哪些量不变，然后根据相应的规律先确定是哪些量在变，哪些量不变，然后根据相应的规律判定，具体问题具体分析。判定，具体问题具体分析。返回返回返回返回返回返回 名师点睛名师点睛变压器原、副线圈功率制约关系、电流变压器原、副线圈功率制约关系、电流制约关系实质上体现了能量守恒特点，制约关系实质上体现了能量守恒特点，(不计变压器
11、能量不计变压器能量损失损失)消耗了多少能量，必定提供了多少能量，反过来提消耗了多少能量，必定提供了多少能量，反过来提供了不消耗，提供的多消耗的少，显然是不符合能量守恒供了不消耗，提供的多消耗的少，显然是不符合能量守恒定律的。定律的。返回返回 2如图如图423所示，为一理想变所示，为一理想变压器，压器，S为单刀双掷开关，为单刀双掷开关，P为滑动变阻为滑动变阻器触头，器触头，U1为加在原线圈两端的电压，为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则以下说法为原线圈中的电流强度，则以下说法错误的是错误的是 () A保持保持U1及及P的位置不变，的位置不变，S由由a合到合到b时，时，I1将增大将
12、增大图图423返回返回 B保持保持P的位置及的位置及U1不变，不变，S由由b合到合到a时，时，R消耗消耗的功率将减小的功率将减小 C保持保持U1不变，不变，S合在合在a处，使处，使P上滑，上滑，I1将增大将增大 D保持保持P的位置不变，的位置不变，S合在合在a处，若处，若U1增大，增大，I1将增大将增大返回返回 思路点拨思路点拨此类问题首先要根据题意分清变量和不此类问题首先要根据题意分清变量和不变量，其次要明确变量之间的相互制约的关系变量，其次要明确变量之间的相互制约的关系电压：电压：输入决定输出；电流和功率：输出决定输入。思路流程输入决定输出；电流和功率：输出决定输入。思路流程图如下：图如下
13、：返回返回答案答案C返回返回 对理想变压器进行动态分析的两种情况：对理想变压器进行动态分析的两种情况：(1)分析分析电压，原线圈电压，原线圈副线圈；副线圈；(2)分析电流功率，副线圈分析电流功率，副线圈原线圈。原线圈。返回返回返回返回返回返回 3如图如图425所示，理想变压器所示，理想变压器原线圈原线圈接到接到220 V的交流电源上，副的交流电源上，副线圈线圈的匝数为的匝数为30，与一标有，与一标有“12 V12 W”的灯泡连接，灯泡正常发光。副的灯泡连接，灯泡正常发光。副线圈线圈的输出电压为的输出电压为110 V，电流为，电流为0.4 A。求：。求：返回返回(1)副线圈副线圈的匝数；的匝数；
14、(2)原线圈原线圈的匝数以及通过原线圈的电流。的匝数以及通过原线圈的电流。审题指导审题指导解此题明确两点：解此题明确两点：(1)多个副线圈同时存在时，电压比仍满足等于匝数比。多个副线圈同时存在时，电压比仍满足等于匝数比。(2)电流比不再满足与匝数成反比，但原、副线圈功率相等。电流比不再满足与匝数成反比，但原、副线圈功率相等。返回返回答案答案(1)275匝匝(2)550匝匝0.25 A返回返回 对于有多组副线圈的变压器，不论副线圈是否闭合，对于有多组副线圈的变压器，不论副线圈是否闭合，每一副线圈的电压分别与其匝数成正比的关系不变；而当每一副线圈的电压分别与其匝数成正比的关系不变；而当副线圈中有不
15、闭合的情况时，则此线圈中没有电流通过，副线圈中有不闭合的情况时，则此线圈中没有电流通过，不消耗电能或功率。则有电流的其他副线圈的功率之和等不消耗电能或功率。则有电流的其他副线圈的功率之和等于原线圈的功率。于原线圈的功率。返回返回返回返回返回返回1(对应要点一对应要点一)如图如图426所示，理想变压器原、副线所示，理想变压器原、副线圈的匝数比圈的匝数比n1 n24 1，原线圈两端连接光滑导轨，副，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻线圈与电阻R相连组成闭合回路。当直导线相连组成闭合回路。当直导线AB在匀强在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，安培磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时
16、，安培表表A1的读数为的读数为12 mA，那么安培表，那么安培表A2的读数为的读数为()图图426返回返回A0 B3 mAC48 mA D与与R大小有关大小有关解析：解析：导线导线AB切割磁感线产生的感应电动势为切割磁感线产生的感应电动势为E感感Blv。由于由于B、l、v三个量均不变，故感应电动势为一定值，原线三个量均不变，故感应电动势为一定值，原线圈中电流恒为圈中电流恒为12 mA，变压器原、副线圈中无法发生互感，变压器原、副线圈中无法发生互感现象，副线圈输出电压应为零，故安培表现象，副线圈输出电压应为零，故安培表A2的读数为的读数为0。答案：答案：A返回返回2(对应要点二对应要点二)对于理
17、想变压器，下列说法错误的是对于理想变压器，下列说法错误的是()A原线圈的输入功率，随着副线圈的输出功率增大而增大原线圈的输入功率，随着副线圈的输出功率增大而增大B原线圈的输入电流，随着副线圈的输出电流增大而增大原线圈的输入电流，随着副线圈的输出电流增大而增大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当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零返回返回解析：解析：理想变压器的输入电压不受输出电压、输出电流理想变压器的输入电压不受输出电压、输出电流的限制，输入电流和输入功率随输出电流和输出功率的的限制，输入电
18、流和输入功率随输出电流和输出功率的增大而增大，当输出电流为零时，输入电流也为零，但增大而增大，当输出电流为零时，输入电流也为零，但输入电压不为零。故本题应选输入电压不为零。故本题应选D。答案：答案：D返回返回3(对应要点三对应要点三)如图如图427所示，理想变压器输入的交所示，理想变压器输入的交变电压变电压U一定，两个副线圈的匝数分别为一定，两个副线圈的匝数分别为n2和和n3，当把，当把一电阻先后接在一电阻先后接在a、b间和间和c、d间时，电流表的示数分间时，电流表的示数分别为别为I和和I，则，则I I为为 ()图图427返回返回答案：答案：A返回返回返回返回 (3)如果变压器输出端有两个或两个以上的线圈，任何如果变压器输出端有两个或两个以上的线圈，任何两个线圈的电压仍与匝数成正比，但电流与匝数不再成反两个线圈的电压仍与匝数成正比，但电流与匝数不再成反比，确定电流关系唯一的方法就是应用能量观点，理想变比，确定电流关系唯一的方法就是应用能量观点，理想变压器中没有能量损失，即输入功率等于输出功率，可得：压器中没有能量损失，即输入功率等于输出功率，可得：I1n1I2n2I3n3。返回返回点击下图进入点击下图进入“课下作业综合提升课下作业综合提升”
