20182019版高中物理第三章电磁感应第4讲变压器学案新人教版选修11

3.4 变压器[学习目标定位] 1.了解变压器的基本构造，知道变压器为什么能够改变交流电压及其和实际变压器的区别.2.通过实验和理论探究，总结变压器原、副线圈的电压与两个线圈匝数的关系.3.了解几种常见的变压器类型及其应用.4.体验科学探究过程，提高实验设计与分析论证能力．知识点一、变压器的结构1．变压器由铁芯和绕在铁芯上的线圈组成．2．原、副线圈原线圈：与电源(或电路的上一级)连接的线圈叫原线圈(也叫初级线圈)．副线圈：与负载(或电路的下一级)连接的线圈叫副线圈(也叫次级线圈)．二、变压器的工作原理1．原理电磁感应现象是变压器的工作基础．当原线圈中的电流变化时，在铁芯中就会产生变化的磁场，就会引起副线圈中的磁通量的变化，从而产生感应电动势．2．变压器的作用：能改变交变电流的电压，不改变交变电流的周期和频率.知识探究一、变压器的结构变压器组成如图1所示：图11．线圈：由漆包线绕制而成．原线圈连接前一级电路，副线圈连接下一级电路．2．铁芯：由硅钢片叠合而成．3．变压器的符号：如图2所示图2二、变压器的工作原理[问题设计]1．把学生电源、可拆变压器、灯泡按图3和图4连接并分别通入直流电和交流电，观察灯泡是否发光．通入交流电时取下可拆变压器的一块铁芯，使其不闭合，观察灯泡亮度是否变化？图3图4答案通入直流电时灯泡不发光，通入交流电时灯泡发光．通入交流电时取下可拆变压器的一块铁芯，使其不闭合，灯泡亮度明显减弱或不发光．2．理论探究：为什么变压器通以恒定电流灯不发光，而交变电流通过变压器能让灯发光？变压器的铁芯起什么作用？答案原线圈中通过电流时，铁芯中产生磁场，由于交变电流的大小和方向都在不断变化，铁芯中磁场的强弱和方向也都在不断变化．副线圈与原线圈是套在同一个铁芯上的，通过副线圈的磁场也在不断变化，于是就在副线圈内产生了感应电动势．变压器的铁芯起通畅磁回路，减小漏磁的作用．[要点提炼]1．变压器工作的基本原理和发电机一样，也是电磁感应现象．2．当原线圈两端加交变电压时，原线圈中就有交变电流，铁芯中产生交变的磁场，在原、副线圈中都要引起感应电动势，如果副线圈是闭合的，则副线圈中将产生感应电流，它也要在铁芯中产生交变的磁场，在原、副线圈中同样要引起感应电动势，在原、副线圈中由于有交变电流而发生互感现象．3．穿过每匝线圈中的磁通量的变化率是一样的，因此每匝线圈中产生的感应电动势大小相等，匝数越多，总感应电动势越大．4．能量转换：变压器是把电能转化为磁场能，又把磁场能转化为电能的装置．三、变压器的电压比和电流比[问题设计]1．你能根据变压器的工作原理推导出原、副线圈两端电压的关系吗？答案设原、副线圈的匝数分别为n1、n2，原、副线圈两端的电压分别为U1、U2，由于穿过原、副线圈的磁通量的变化率相同，设在原、副线圈中产生的感应电动势分别为E1和E2，由法拉第电磁感应定律得E1＝n1，E2＝n2，则有＝.对于理想变压器E1＝U1，E2＝U2，所以＝.这就是电压比关系，即原、副线圈的电压与对应匝数成正比．2．变压器既是改变交流电压的装置，又是电能的传输装置．如果变压器没有电能损失，那么变压器的输入功率与输出功率有何关系？如何用图5中的物理量表示这种关系？原、副线圈中的电流与匝数有什么关系？图5答案功率关系：P入＝P出，也可以表示为：I1U1＝I2U2；原、副线圈中的电流与匝数的关系．由I1U1＝I2U2和＝得：＝.[要点提炼]1．电压比：设原线圈匝数n1，输入电压U1，副线圈匝数n2，输出电压U2，则＝.(1)n1>n2，是降压变压器，用户附近的变电室内的变压器一般是降压变压器．(2)n1<n2，是升压变压器，发电站出来的电压一般要先经过升压变压器升压．2．功率关系：理想变压器，由于不考虑能量损失，由能量守恒得P入＝P出．3．电流关系：原、副线圈中电流与对应的匝数成反比即，＝.[延伸思考]在绕制变压器的原、副线圈时，原线圈与副线圈所用导线的规格是否需要一致？为什么？答案在绕制变压器时，原线圈与副线圈所用导线的规格可以不一致．由＝可知，变压器匝数多的线圈通过的电流小，所用导线可以细一些；变压器匝数少的线圈通过的电流大，所用导线应该粗一些．例题一、变压器的原理例1对一正在工作中的变压器，下述说法正确的是()A．副线圈中的电流是从原线圈中传过来的B．铁芯是用来导电的C．副线圈中电流变小，原线圈中的电流也一定减小D．副线圈相当于一个电源解析原、副线圈及铁芯间都是彼此绝缘的，铁芯是用来导磁的，故A、B错；由能量守恒知C正确；副线圈把磁场能转化为电能，给用电器提供电压和电流，相当于一个电源．答案针对训练关于理想变压器，下面各说法中正确的是()A．它的输出功率可以大于它的输入功率B．它不仅可以改变交流电压还可以改变直流电压C．原、副线圈两端的电压与它们的匝数成正比D．原、副线圈的电流与它们的匝数成正比答案 C解析理想变压器的输出功率等于输入功率，A错；变压器不能改变直流电压，B错；原、副线圈两端的电压与它们的匝数成正比，通过原、副线圈的电流与它们的匝数成反比，C对，D错．二、变压器的规律例2一台理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440匝，并接一个100 Ω的负载电阻，如图6所示．图6(1)当原线圈接在44 V直流电源上时，电压表示数为V，电流表示数为 A.(2)当原线圈接在220 V交流电源上时，电压表示数为V，电流表示数为A，此时输入功率为W.解析(1)原线圈接在直流电源上时，由于原线圈中的电流恒定，所以穿过原、副线圈的磁通量不发生变化，副线圈两端不产生感应电动势，故电压表示数为零，电流表示数也为零．(2)由＝得：U2＝U1＝220× V＝44 V(电压表读数)，I2＝＝A＝0.44 A(电流表读数)，P入＝P出＝I2U2＝0.44×44 W＝19.36 W.答案(1)00(2)440.4419.36针对训练如图7所示，一个理想变压器的原线圈接在220 V的市电上，向额定电压为1.8×104 V的霓虹灯供电，使它正常发光，为了安全，需要在原线圈回路中接入熔断器，当副线圈电路中电流超过12 时，熔丝熔断．图7(1)原、副线圈的匝数比为多少？(2)熔丝的熔断电流是多大？答案(1)11∶900(2)0.982 A解析(1)＝＝＝(2)＝，I1＝I2＝×12×10－3 A≈0.982 A.。

第4讲变压器[目标定位] 1.了解变压器的构造，知道变压器为什么能够改变交变电压.2.由实验探究总结变压器原、副线圈的电压与两个线圈匝数的关系.3.了解几种常见的变压器类型以及应用.4.体验科学探究过程，培养实验设计与分析论证能力.一、变压器的结构1.变压器由铁芯和绕在铁芯上的线圈组成.2.线圈(1)变压器的一个线圈跟前一级电路连接，叫做原线圈，也叫初级线圈.(2)另一线圈跟下一级电路连接，叫做副线圈，也叫次级线圈.想一想图3－4－1中的灯泡没有直接与电源连接，为什么能发光？电能从哪儿来的？图3－4－1答案变压器使电能转化为磁场能，又把磁场能转化为电能.二、变压器为什么能改变电压原线圈中通过电流时，铁芯中产生磁场，由于交变电流的大小和方向都在不断变化，铁芯中磁场的强弱和方向也都在不断变化.副线圈与原线圈是套在同一个铁芯上的，通过副线圈的磁场也在不断变化，于是就在副线圈内产生了感应电动势.在同一个铁芯上，哪个线圈的匝数多，哪个线圈的电压就高.想一想变压器能不能改变直流电的电压？答案不能.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.一、变压器的工作原理1.变压器工作的基本原理和发电机一样，也是电磁感应现象(如图3－4－2所示).图3－4－22.当原线圈上加交变电压时，原线圈中就有交变电流，铁芯中产生交变的磁通量，在原、副线圈中都要引起感应电动势，如果副线圈是闭合的，则副线圈中将产生感应电流，它也要在铁芯中产生交变的磁通量，在原、副线圈中同样要引起感应电动势，在原、副线圈中由于有交变电流而发生互感现象.3.穿过每匝线圈中的磁通量的变化率是一样的，因此每匝线圈中产生的感应电动势大小相等，匝数越多，总感应电动势越大.4.能量转换：变压器是把电能转化为磁场能，又把磁场能转化为电能的装置.例1下图中，属于升压变压器且能使灯泡发光的电路是( )答案 C解析变压器不改变直流的电压，A、D错；升压变压器的原线圈比副线圈的匝数少，B错，C对.针对训练1 对一正在工作中的变压器，下列说法正确的是( )A.副线圈中的电流是从原线圈中传过来的B.铁芯是用来导电的C.副线圈中电流变小，原线圈中的电流也一定减小D.副线圈相当于一个电源答案CD解析原、副线圈及铁芯间都是彼此绝缘的，铁芯是用来导磁的，故A、B错；由能量守恒知C 正确；副线圈把磁场能转化为电能，给用电器提供电压电流，相当于一个电源，D 正确. 二、变压器的规律1.电压关系：设原线圈匝数n 1，输入电压U 1，副线圈匝数n 2，输出电压U 2，则U 1U 2＝n 1n 2. (1)n 1>n 2，是降压变压器，用户附近的变电室内的变压器一般是降压变压器. (2)n 1<n 2，是升压变压器，发电站出来的电压一般要先经过升压变压器升压. 2.频率关系变压器输出电压与输入电压的频率相等. 3.功率关系对于理想变压器，由于不考虑能量损失，由能量守恒得P 入＝P 出，即P 1＝P 2.4.电流关系由P 1＝P 2，即I 1U 1＝I 2U 2，又U 1U 2＝n 1n 2，所以I 1I 2＝n 2n 1(适用于只有一个原、副线圈的情况)例2 一台理想变压器，原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝20∶1，原线圈接入220 V 的交流电压，副线圈向一电阻为110 Ω的用电器供电，则副线圈中的电流为( ) A.2 A B.0.1 A C.0.5 A D.0.005 A答案 B解析 由于U 1U 2＝n 1n 2，故U 2＝n 2n 1·U 1＝120×220 V＝11 V ，故副线圈电流I 2＝U 2R＝0.1 A ，B 对.针对训练2 如图3－4－3所示，一台理想变压器的原、副线圈的匝数比为n 1∶n 2＝40∶1，在副线圈两端接有“6 V 40 W”的电灯泡.若灯泡正常发光，则下列说法中正确的是( )图3－4－3A.在原、副线圈中，通过每匝线圈的磁通量时时刻刻都相同B.通过原、副线圈的交变电流的频率相同C.变压器输入电压的最大值为240 VD.变压器的输入功率为40 W答案ABD解析由变压器基本原理可知，理想变压器原、副线圈中通过每匝线圈的磁通量都相等，通过原、副线圈的交变电流的频率相同，所以选项A、B正确；因为灯泡正常发光，所以变压器输出电压的有效值为6 V，由电压关系可知，原线圈输入电压的有效值为240 V，不是最大值，所以选项C错误；理想变压器的输入功率与输出功率相等，所以变压器的输入功率为40 W，选项D正确.对变压器原理的理解1.下列说法中不正确的是( )A.变压器也可能改变恒定电压B.变压器的原理是一种电磁感应现象，副线圈输出的电流是原线圈电流的感应电流C.变压器由绕在同一闭合铁芯上的若干线圈构成D.变压器原线圈相对电源而言起负载作用，而副线圈相对负载而言起电源作用答案 A解析变压器可以改变交变电流的电压、电流，其工作原理是电磁感应现象.2.如图3－4－4所示，为变压器的示意图，它被用来升高发电机的输出电压，下列说法中正确的是( )图3－4－4A.图中M是闭合的铁芯B.发电机应与线圈Ⅰ相连，升高后的电压由c、d两端输出C.电流以铁芯为通路从一个线圈流到另一个线圈D.变压器是根据电磁感应原理工作的答案AD解析由题知该变压器为升压变压器，所以原线圈匝数小于副线圈匝数，故Ⅱ为输入端即接发电机，Ⅰ为输出端，B错误；铁芯提供闭合的磁路，使电能先转化成磁场能，再在副线圈中转化成电能，所以C项错误，故A、D正确.变压器的规律及应用3.理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，以下说法中正确的是( ) A.穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1 B.穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等 C.原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶1 D.正常工作时，原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶1 答案 BD解析 对理想变压器，无磁通量损漏，因而穿过两个线圈的交变磁通量相同，磁通量变化率相同，因而每匝线圈产生感应电动势相等，电压与匝数成正比；理想变压器可以忽略热损耗，故输入功率等于输出功率.B 、D 正确.4.收音机中的变压器，原线圈有1 210匝，接在220 V 的交流电源上.要得到5 V 、6.3 V 和350 V 三种输出电压，三个副线圈的匝数各是多少？ 答案 28匝 35匝 1 925匝 解析 根据变压比公式可得n 副＝U 副U 原·n 原， 5 V 绕组匝数n 1＝U 1U 原·n 原＝5220×1 210匝≈28匝， 6.3 V 绕组匝数n 2＝U 2U 原·n 原＝6.3220×1 210匝≈35匝， 350 V 绕组匝数n 3＝U 3U 原·n 原＝350220×1 210匝＝1 925匝.(时间：60分钟)题组一、对变压器原理的理解1.下列关于变压器的说法中正确的是( ) A.变压器是把电能通过磁场能转换成电能的装置 B.变压器的原、副线圈组成闭合回路 C.变压器的铁芯中产生交变电流 D.变压器的副线圈中产生直流电 答案 A2.关于理想变压器，下面各说法中正确的是( ) A.它的输出功率可以大于它的输入功率 B.它不仅可以改变交流电压还可以改变直流电压C.原、副线圈两端的电压与它们的匝数成正比D.原、副线圈的电流与它们的匝数成正比 答案 C解析 理想变压器的输出功率等于输入功率，A 错；变压器不能改变直流的电压，B 错；原、副线圈两端的电压与它们的匝数成正比，通过原、副线圈的电流与它们的匝数成反比，C 正确，D 错误.3.对变压器工作原理，下列说法正确的是( ) A.变压器只改变交流电压B.变压器可以改变交流电压，也可以改变直流电压C.变压器原、副线圈的磁通量变化率相同D.变压器副线圈匝数越多，副线圈上的电压越小 答案 AC解析 根据变压器的工作原理，变压器只改变交流电压，选项A 正确，B 错误；原、副线圈磁通量的变化率相同，选项C 正确；由E ＝n ΔΦΔt ，可知D 错误.4.理想变压器的原、副线圈中一定相同的物理量有( ) A.交流电的频率 B.磁通量的变化率 C.功率 D.交流电的峰值答案 ABC解析 理想变压器原、副线圈的功率相等，频率相同，磁通量相同，磁通量变化率相同. 5.把直流电源接到变压器的原线圈上，变压器却不能改变直流电压.其原因是( ) A.没有磁通量通过原线圈 B.没有磁通量通过副线圈C.通过原、副线圈的磁通量没有变化D.通过原、副线圈的磁通量不相等 答案 C解析 直流电的磁场是不变的，所以通过原、副线圈的磁通量就不变，也就没有在副线圈上产生感应电动势，故选项C 正确. 题组二、变压器的规律及应用6.将输入电压为220 V 、输出电压为6 V 的变压器改绕成输出电压为24 V 的变压器.已知副线圈原来的匝数为36匝，现不改变原线圈的匝数，则副线圈应增绕的匝数为( ) A.144匝 B.108匝 C.180匝 D.540匝答案 B解析 由U 1U 2＝n 1n 2得n 1＝U 1U 2n 2＝2206×36匝＝1 320匝，又U 1U 2′＝n 1n 2′得n 2′＝U 2′U 1n 1＝24220×1 320匝＝144匝，Δn ＝n 2′－n 2＝144－36＝108(匝).7.一台理想降压变压器从10 kV 的线路中降压并提供200 A 的负载电流.已知两个线圈的匝数比为40∶1，则变压器的输出电压及输出功率是( ) A.250 V ，50 kW B.10 kV ，200 kW C.250 V ，200 kW D.10 kV ，2×103kW答案 A解析 由U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝U 1n 2n 1＝10×103×140V ＝250 V ，由理想变压器功率关系得P 入＝P 出＝U 1I 1＝U 2I 2＝200×250 W＝50 kW.故选项A 正确.8.如图3－4－5所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝1∶4，在A 、B 端输入交流电压u AB ＝15 2 sin (100 πt ) V ，电流表的示数为1 A ，电路中电流表和电压表均为理想电表，则( )图3－4－5A.交流电的频率为100 HzB.电压表的示数为60 VC.灯泡L 消耗的功率为15 WD.灯泡L 的电阻为15 Ω 答案 BC解析 由交流电的瞬时表达式可知交流电的频率为f ＝ω2π＝50 Hz ，A 项错误；根据变压比可知，副线圈输出电压为U 2＝n 2n 1U 1＝41×15 V＝60 V ，即电压表的示数为60 V ，B 项正确；由变流比可知副线圈中的电流I 2＝n 1n 2I 1＝14×1 A＝14A ，因此灯泡消耗的功率为P ＝U 2I 2＝60×14 W ＝15 W ，C 项正确；灯泡的电阻为R ＝U 2I 2＝240 Ω，D 项错误.9.一台理想变压器，其原线圈2 200匝，副线圈440匝，并接一个100 Ω的负载电阻，如图3－4－6所示.图3－4－6(1)当原线圈接在44 V 直流电源上时，电压表示数为________V ，电流表示数为________A. (2)当原线圈接在220 V 交流电源上时，电压表示数为________V ，电流表示数为________A ，此时输入功率为________W.答案 (1)0 0 (2)44 0.44 19.36解析 (1)原线圈接在直流电源上时，由于原线圈中的电流恒定，所以穿过原、副线圈的磁通量不发生变化，副线圈两端不产生感应电动势，故电压表示数为零，电流表示数也为零. (2)由U 2U 1＝n 2n 1得：U 2＝U 1n 2n 1＝220×4402 200 V ＝44 V(电压表读数)，I 2＝U 2R ＝44100 A ＝0.44 A(电流表读数)，P 入＝P 出＝I 2U 2＝0.44×44 W＝19.36 W.10.为了安全，机床上照明电灯用的电压是36 V ，这个电压是把220 V 的电压降压后得到的.如果变压器的原线圈是1 100匝，能量损失不计，副线圈应该是多少匝？ 答案 180解析 对于理想的变压器而言，由U 1U 2＝n 1n 2得22036＝1 100n 2，故副线圈的匝数应为n 2＝180 匝.。

3eud 教育网 第28单元：变压器教学目的：l 、了解变压器的构造，理解变压器的工作原理。

2、掌握变压器的变流比和变压比。

3、了解几种常见的变压器。

教学准备：幻灯片、可拆迁变压器、学生电源、演示电流表、教学过程： 一、知识回顾1、 产生电磁感应现象的条件。

2、法拉第电磁感应定律。

二、新课教学： 1．变压器的构造原线圈、 副线圈、 铁心 2．变压器的工作原理在原、副线圈上由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象，互感现象是变压器工作的基础。

3．理想变压器磁通量全部集中在铁心内，变压器没有能量损失，输入功率等于输出功率。

4．理想变压器电压跟匝数的关系：U 1/U 2= n 1/n 2说明：对理想变压器各线圈上电压与匝数成正比的关系，不仅适用于原、副圈只有一个的情况，而且适用于多个副线圈的情况。

即有332211n U n U n U ===……。

这是因为理想变压器的磁通量全部集中在铁心内。

因此穿过每匝线圈的磁通量的变化率是相同的，每匝线圈产生相同的电动势，因此每组线圈的电动势与匝数成正比。

在线圈内阻不计的情况下，每组线圈两端的电压即等于电动势，故每组电压都与匝数成正比。

5．理想变压器电流跟匝数的关系I 1/I 2= n 2/n 1 （适用于只有一个副线圈的变压器）说明：原副线圈电流和匝数成反比的关系只适用于原副线圈各有一个的情况，一旦有多个副线圈时，反比关系即不适用了，可根据输入功率与输出功率相等的关系推导出：U 1I 1= U 2I 2+ U 3I 3+U 4I 4+……再根据U 2=12n n U 1 U 3=13n n U 1 U 4=14n nU 4……可得出： n 1I 1=n 2I 2+ n 3I 3+ n 4I 4+…… 6．注意事项（1）当变压器原副线圈匝数比(21n n )确定以后,其输出电压U 2是由输入电压U 1决定的(即U 2=12n n U 1)但若副线圈上没有负载 , 副线圈电流为零输出功率为零 , 则输入 功率为零,原线圈电流也为零,只有副线圈接入一定负载,有了一定的电流,即有了一定的输出功率，原线圈上才有了相应的电流（I 1=12n n I 2），同时有了相等的输入功率，（P 入=P 出）所以说：变压器上的电压是由原线圈决定的，而电流和功率是由副线圈上的负载来决定的。

§3.4 变压器【教学目标】一、知识目标：1、知道变压器的构造。

知道变压器是用来改变交流电压的装置。

2、理解互感现象，理解变压器的工作原理。

3、掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题。

4、理解理想变压器的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它分析解决基本问题。

5、理解变压器的输入功率等于输出功率。

能用变压器的功率关系解决简单的变压器的电流关系问题。

6、理解在远距离输电时，利用变压器可以大大降低传输线路的电能消耗的原因。

7、知道课本中介绍的几种常见的变压器。

二、能力目标1、通过观察演示实验，培养学生物理观察能力和正确读数的习惯。

2、从变压器工作规律得出过程中培养学生处理实验数据及总结概括能力。

3、从理想变压器概念引入使学生了解物理模型建立的基础和建立的意义。

三、情感目标1、通过原副线圈的匝数与绕线线径关系中体会物理学中的和谐、统一美。

2、让学生充分体会能量守恒定律的普遍性及辩证统一思想。

3、培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度。

【重点难点】1、重点：变压器工作原理及工作规律。

2、难点：（l）理解副线圈两端的电压为交变电压。

（2）推导变压器原副线圈电流与匝数关系。

（3）掌握公式中各物理量所表示对象的含义。

【教具】学生实验：10V的交流电源一个、5V的灯泡一个、环形铁芯一个、开关一个、电压表一个、导线若干展示：各种变压器的实物或图片多媒体课件【教学过程】【活动环节】任务：手里只有一个10V 的交流电源，想让一个5V 的灯泡正常发光，怎么办？ 器材：10V 的交流电源一个、5V 的灯泡一个、环形铁芯一个、开关一个、电压表一个、导线若干设想：上述器材中，环形铁芯显得很特别……分析其他器材的作用 电路：分析：这种神奇的现象是怎么发生的呢？学生默读课本P62~63：“原线圈中通过电流时，铁芯中产生磁场，由于交变电流的大小和方向都在不断变化，铁芯中磁场的强弱和方向也都在不断变化。

副线圈与原线圈是套在同一个铁芯上的，通过副线圈的磁场也在不断变化，于是就在副线圈内产生了感应电动势。

第四节变压器A级抓基础1．如图所示，可以将电压升高供给电灯的变压器是( )解析：A、D接的是直流恒定电压的电源，不能改变电压，A、D错；B的副线圈匝数小于原线圈的匝数，是降压器，B错．答案为C.答案：C2．(多选)下列说法正确的是( )A．变压器也可能改变恒定电压B．变压器的原理是一种电磁感应现象，副线圈输出的电流是原线圈电流的感应电流C．变压器由绕在同一闭合铁芯上的若干线圈构成D．变压器原线圈相对电源而言起负载作用，而副线圈相对负载而言起电源作用解析：变压器是根据电磁感应原理工作的，所以只有变化的电流或电压才能在副线圈中引起感应电动势，从而给负载供电，所以只有A项是错误的．答案：BCD3．(多选)理想变压器工作时，原线圈输入与副线圈输出的物理量一定相同的是( ) A．电压有效值B．电流有效值C．交流电频率D．电功率解析：理想变压器只能改变电压、电流，并且不损耗能量，所以电功率不变化．输出频率与输入频率都与铁芯中磁场变化频率相同．所以选C、D.答案：CD4．把直流电源接到变压器的原线圈上，变压器不能改变直流电压．其原因是( )A．没有磁通量通过原线圈B．没有磁通量通过副线圈C．通过原、副线圈的磁通量没有变化D．通过原、副线圈的磁通量不相等解析：直流电的磁场是不变的，所以通过原、副线圈的磁通量就不变，也就没有在副线圈上产生感应电动势，故C 选项正确．答案：C5．(多选)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 C ．原线圈的电压不随副线圈的输出电流变化而变化 D ．原、副线圈电流与原、副线圈匝数成正比解析：变压器工作时，输入功率总随着输出功率变化而变化，A 正确；由I 1I 2＝n 2n 1，知I 1＝n 2n 1I 2，B 正确；原线圈的电压由电源决定，C 正确；原、副线圈电流与原、副线圈匝数成反比，D 错误．答案：ABC6．(多选)理想变压器原线圈两端电压不变，当副线圈电路中的电阻减小时，以下说法正确的是( )A ．输出电流增大，输入电流减小B ．输出电流增大，输入电流也随着增大C ．输出电压保持不变D ．输出功率和输入功率都增大解析：理想变压器原线圈两端电压不变，因原、副线圈匝数之比不变，则副线圈电压也不变，C 正确；当副线圈电路中的电阻减小时，由I ＝U R可知，输出电流增大，则输入电流也随着增大，B 正确；由P ＝U 2R可知，输出功率增大，输入功率也增大，D 正确．答案：BCD7．如图为一台理想变压器，当原线圈接到220 V 交流电源上时，副线圈两端的电压为36 V ，则此变压器( )A ．输入功率稍大于输出功率B ．原线圈的匝数小于副线圈的匝数C ．根据电磁感应的原理制成D ．原线圈中的电流大于副线圈中的电流解析：对理想变压器，输入功率等于输出功率，即U 1I 1＝U 2I 2，又由于U 1＞U 2，所以I 1＜I 2，A 、D 均错；根据U 1∶U 2＝n 1∶n 2可知，原线圈的匝数大于副线圈的匝数，B 错；理想变压器根据电磁感应的原理制成，C 对．答案：CB 级 提能力8．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝4∶1，当导体棒l 在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表的示数是12 mA ，则电流表的示数为( )A ．3 mAB ．0C ．48 mAD ．与负载R 的值有关解析：变压器只能工作于交流电路中，不能工作在恒定电压和恒定电流的电路中，导体棒l 向左匀速切割磁感线时，在原线圈中通过的是恒定电流，不能引起穿过副线圈的磁通量变化，在副线圈上无感应电动势出现，所以无电流通过．故选项B 正确．答案：B9．如图所示，理想变压器原线圈接在正弦交变电压上，副线圈通过输电线连接两只相同的灯泡L 1、L 2，输电线的电阻为R ，在图示状态下，开关S 是断开的，当开关S 闭合时，下列说法正确的是( )A ．副线圈两端的输出电压减小B ．电阻R 两端的电压减小C ．通过灯泡L 1的电流减小D ．原线圈中的电流减小解析：因为原线圈输入电压不变且原、副线圈的匝数比一定，由变压器的原理U 1U 2＝n 1n 2知，副线圈输出电压U 2也不变，选项A 错误；开关闭合后两灯泡并联，电阻减小为R 灯2，总电阻减小，副线圈的电流增大，输电线的等效电阻R 两端的电压增大，故选项B 错误；开关闭合后输电线的等效电阻两端的电压增大，L 1两端的电压减小，由欧姆定律可知通过L 1的电流减小，故选项C 正确；由原、副线圈的电流比等于匝数的反比可知，通过原线圈的电流变大，故选项D 错误．答案：C10．(多选)如图所示，利用一理想变压器给一个电灯供电，在其他条件不变时，若增加副线圈的匝数，则( )A．灯亮度减小B．电流表示数增大C．电压表示数增大D．变压器的输入功率不变解析：若增加副线圈的匝数，次级电压升高，电压表的示数增大，输出电流增大，电灯的亮度增大，输入电流也增大，输入功率增大．答案：BC。

第四节变压器教学目标：1、了解变压器的构造，知道变压器为什么能够改变交流的电压。

2、由实验探究总结变压器原、副线圈的电压与两个线圈匝数的关系。

3、了解几种常见的变压器类型及其应用。

4、体验科学探究过程，培养实验设计与分析论证能力。

教学过程：说明：电从发电机发出后，需要输送到几千千米之外，发电站要把电压升高后才向远方输电，而家里使用的电压是220V ，地铁机车的电压是750V … … 远距离送过来的电压太高，不能直接使用，要在变电站把电压降低才能送给用户说明：因此在输电过程中，各种变压器发挥着极其重要的作用。

变压器是电气化社会不可或缺的重要设备。

我们身边有形形色色的变压器一、变压器的结构说明：变压器是由铁芯和绕在铁芯上的线圈组成的。

变压器的一个线圈跟前一级电路连接，叫做原线圈，也叫初级线圈．另一个线圈跟下一级电路连接，叫做副线圈，也叫次级线圈二、变压器为什么能改变电压演示实验实验仪器：变压器、学生电源、灯泡实验过程：①一个线圈连接学生电源的交流输出端，另一个线圈连接小灯泡的两端，闭合学生电源的开关，会看到小灯泡发光②改变学生电源的电压，重复以上实验③原线圈与副线圈对调，重复以上实验④换用其他线圈，重复以上实验实验现象：小灯泡发光，改变学生电源的电压，灯泡的亮度发生变化，原线圈与副线圈对调，灯泡的亮度发生变化问：小灯泡没有直接跟电源连接，为什么能发光？（变压器的原理是电磁感应定律，原线圈中通过电流时，铁芯中产生磁场，由于交变电流的大小和方向都在不断变化，铁芯中磁场的强弱和方向也都在不断变化。

副线圈与原线圈是套在同一个铁芯上的，通过副线圈的磁场也在不断变化，于是就在副线圈内产生了感应电动势。

线圈的各匝导线之间是相互串联的，每匝的感应电动势加在一起，就是整个线圈的感应电动势。

因此，在同一个铁芯上，哪个线圈的匝数多，哪个线圈的电压就高）问：电压之比和匝数之比有何关系？（U1：U2＝n1:n2)问：电流之比和匝数之比有何关系？（I1：I2＝n2;n1）第四节、变压器板书设计1、升压、降压需要变压器一、变压器的结构1、变压器是由铁芯和绕在铁芯上的线圈组成的。

高中物理第3章电磁感应 3.4 变压器导学案新人教版选修3、4变压器》【学法指导】1、认真阅读教科书，努力完成“基础导学”部分的内容；2、探究部分内容可借助资料，但是必须谈出自己的理解；不能独立解决的问题，用红笔做好标记；3、课堂上通过合作交流研讨，认真听取同学讲解及教师点拨，排除疑难；4、全力以赴，相信自己！学习目标知识与技能过程与方法情感态度与价值观1、了解变压器的结构和工作原理探究分析理想变压器的理想化模型及功率传输规律理想变压器的变压和变流规律学习重点变压器的结构和工作原理学习难点利用变压器求解相关问题【学习过程】一、变压器的构造（1）闭合铁芯（绝缘硅钢片叠合而成）（2）原线圈（初级线圈）：其匝数用n1表示（3）副线圈（次级线圈）：其匝数用n2表示（4）输入电压：U1; 输出电压：U2、2、电路图中符号3、铁芯与线圈互相绝缘，变压器副线圈和原线圈电路是否相通？4、变压器原副线圈不相通，那么在给原线圈接交变电压U1后，副线圈电压U2是怎样产生的？二、理想变压器的变压规律【实验探究】探究变压器两个线圈的电压关系：实验步骤：1 把可拆式变压器的一个线圈作为原线圈，连接到学生电源的交流输出端，另一个线圈作为副线圈，可不接负载。

2 闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量两个线圈两端的电压，测量完毕断开学生电源的开关。

n1（匝）n2（匝）U1（V）U2（V）3 改变学生电源的电压设置，重复以上实验。

4 改变原、副线圈的匝数，重复以上实验。

记录数据的表格：请同学们根据实验数据讨论：1 变压器的原线圈、副线圈的电压与两个线圈的匝数之间有什么关系？试写出它们之间的关系式。

2 要使电压经过变压器后电压升高，副线圈的匝数比原线圈的匝数多还是少？若要使电压降低呢？【结论】1、理想变压器原副线圈的两端电压之比等于这两个线圈的匝数之比。

2、升压变压器3、降压变压器三、变压器的工作原理原线圈通以变化的电流时,会产生变化的磁场,变化的磁场沿铁芯传导至副线圈的螺线管内，导致副线圈内的磁通量变化，线圈内产生感应电动势及感应电流。

变压器教案自主学习提出问题学生通过阅读教材，独立完成学案课件自主学习内容，提出问题。

并将学生提出的问题记录以便在后面的突破疑难环节中解决。

学生展示，在做中发现问题导入新课情景导入：以实际生活中的发电站和用户为情景激发兴趣师导生学合作探究一、变压器的构造问1 变压器由哪些部分构成？问2 变压器中共有几个回路？？问3 铁芯中是否有电流流过？问4 变压器的符号是什么?问5变压器的工作电源及作用是什么？问题解决问1 两个线圈一个铁芯问2 三个：两个电路，一个磁路问3 否问5 交流改变交流电源的电压设疑激趣，让问题引导学生学生展示师导生学合作探究二、变压器的工作原理问1 原线圈接入交流电源时，原线圈在铁芯中产生的磁场是否变化？问2 副线圈的磁通量是否变化？问3副线圈中是否有感应电动势？若有，感应电动势大小是否变化？问4副线圈中的感应电流产在铁芯中产生的磁场是否变化问5原线圈的磁通量是否变化问6原副线圈的电流变化是相互影响还是只有原线圈影响副线圈问7从能的转化角度如去理解变压器的工作原理问题解决变压器的工作原理:互感培养考虑问题的全面性和深刻性学生展示师导生学四、变压器的规律问1理想变压器的特点？问2原、副线圈的磁通量大小每时每刻有何关系问3原、副线圈上产生感应电动势E1、E2分别为多大？问4原线圈输入的交流电压U1与E1、副线圈E2与输出电压U2存在的关系？深化认识，探究规律合作探究问5变压器输入输出电压U1与U2与原副线圈匝数n1与n2的关系(并说明升压器和变压器的匝数关系）？问6 变压器输入输出功率P1与P2存在的关系？问7 变压器输入输出电压I1与I2与原副线圈匝数n1与n2的关系？问8变压器能否改变交流电源的频率？问题解决学生展示合作探究变压器的基本规律1、三个回路2、三组规律：电压关系：2121nnUU=功率关系：21PP=电流关系：1221nnII=总结规律互动交流突破疑难1、解决学生课前提出的问题2、典例分析如下图，已知理想变压器原、副线圈匝数比为11：2，原线圈两端电压为220V，副线圈两端的负载电阻为20Ω，则：（1）电阻两端电压；（2）原，副线圈中的电流；（3）输入和输出功率；（4）若在副线圈两端再并联一个同样的电阻，上题中电压、电流和功率那些变化，那些不变？解决问题深化规律达标检测一台理想变压器原线圈的匝数为4400匝,与220V的电源相连,当副线圈两端接入一36V、18W的灯泡时,灯泡能够正常发光.则：问1 变压器副线圈的匝数是多少？问2 原副线圈中的电流分别是多大问3 变压器的输入功率是多大？与典例分析结合形成一应用体系反馈小结求解变压器问题，应首先正确画出变压器示意图，并将已知量和待求量写在电路图相应位置。