高中物理-变压器教案

- 1 - 高中物理--变压器练习题

一、不定项选择题

1.一个正常工作的理想变压器的原、副线圈中,下列的哪个物理量一定相等

( )

A.交变电流的电压 B.交变电流的电流

C.输入和输出的电功率 D.没有物理量相等

【解析】选C。变压器可以改变原、副线圈中的电压和电流,因此原、副线圈中的电压和电流一般是不相同的,所以A、B错;由于理想变压器不消耗能量,故原线圈输入功率等于副线圈输出功率,C对D错。

2.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2=4∶1,当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时,电流表A1的示数是12 mA,则电流表A2的示数为 ( )

A.3 mA B.0

C.48 mA D.与负载R的值有关

【解析】选B。本题考查了变压器的工作原理,关键要清楚交变电流能通过变压器,而恒定电流不能通过变压器。导体棒向左匀速切割磁感线时,在线圈n1中通过的是恒定电流,不能引起穿过线圈n2的磁通量变化,在副线圈n2上无感应电动势出现,所以A2中无电流通过。

3.如图所示,理想变压器原、副线圈回路中的输电线的电阻忽略不计。当S闭合时

( )

A.电流表A1的读数变大,电流表A2的读数变小

B.电流表A1的读数变大,电流表A2的读数变大

C.电流表A1的读数变小,电流表A2的读数变小

D.电流表A1的读数变小,电流表A2的读数变大

【解析】选B。当S闭合后,变压器副线圈中的输电回路的电阻减小,而输出电压不变。由I2=得I2增大,即电流表A2的读数增大,即输出功率变大。由U1I1=U2I2可知,I1变大,即电流表A1的读数也增大,选项B正确。 - 2 - 【补偿训练】

如图,一理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2;副线圈电路中接有灯泡,灯泡的额定电压为220V,额定功率为22W;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( )

高中物理-变压器导学案

一 学习目标

１．通过自主学习能说出几种常见变压器的构造,知道变压器的工作原理。

２．通过实验探究掌握理想变压器的原、副线圈中电压与匝数关系,电流与匝数关系。

３．了解变压器在生活中的应用。

二 自主学习

1．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 匝数用n1表示

（3）副线圈 次级线圈 匝数用n2表示

（4）输入电压：用U1表示; 输出电压：用U2表示.

２．变压器的工作原理

（１）原线圈中的交变电流在铁芯中产生交变磁通量,不仅穿过________也穿过________,则副线圈中就要产生______．尽管原、副线圈没有导线相连,电能却可以通过磁场从原线圈到达副线圈．

（2）原、副线圈的电压之比等于两个线圈的__________,公式表示为______________．如果原线圈的匝数大于副线圈的匝数,则副线圈得到的电压比原线圈低,这种变压器称为____________；如果原线圈的匝数小于副线圈的匝数,则副线圈得到的电压比原线圈高,这种变压器称为__________．

三课上探究

1．变压器的原理

（１）

（2）如果是接到直流电源的两端小灯泡能发光吗？闭合铁芯中有磁场吗？

（３）若小灯泡发光了,你认为变压器副线圈输出的是直流电还是交流电？若是交流电,输入和输出频率是否一样？

２．变压器线圈两端的电压与匝数的关系

（１）实验探究

原线圈接低压交流电源U1＝6V不变

实验次数 1 2 3 4 5 6

原线圈匝数n1 n1 n1 n1 n221 n2 ２n2

副线圈匝数n2 n121 n1 2 n1 n2 n2 n2

副线圈输出电

压U2

结论

（２）理论讨论

问题１由于互感现象,没有漏磁,原、副线圈中具有相同的磁通量,磁通量的变化率t有什么特点？

问题２ 根据法拉第电磁感定律,原线圈中的感应电动势E1=_______,副线圈中的感应电动势E2=___________

高中物理之变压器知识点

理想变压器是高中物理中的一个理想模型，它指的是忽略原副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器。实际生活中，利用各种各样的变压器，可以方便的把电能输送到较远的地区，实现能量的优化配置。在电能输送过程中，为了达到可靠、保质、经济的目的，变压器起到了重要的作用。

变压器

理想变压器的构造、作用、原理及特征

构造：两组线圈（原、副线圈）绕在同一个闭合铁芯上构成变压器。

作用：在输送电能的过程中改变电压。

原理：其工作原理是利用了电磁感应现象。

特征：正因为是利用电磁感应现象来工作的，所以变压器只能在输送交变电流的电能过程中改变交变电压。

理想变压器的理想化条件及其规律

在理想变压器的原线圈两端加交变电压U1后，由于电磁感应的原因，原、副线圈中都将产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律有：

忽略原、副线圈内阻，有U1＝E1，U2＝E2

另外，考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁，即认为在任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相等，于是又有 ，由此便可得理想变压器的电压变化规律为。在此基础上再忽略变压器自身的能量损失（一般包括线圈内能量损失和铁芯内能量损失这两部分，分别俗称为“铜损”和“铁损”），有P1=P2 而P1=I1U1， P2=I2U2，于是又得理想变压器的电流变化规律为

由此可见：

（1）理想变压器的理想化条件一般指的是：忽略原、副线圈内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差别，忽略变压器自身的能量损耗（实际上还忽略了变压器原、副线圈电路的功率因数的差别。）

（2）理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定律和能的转化与守恒定律在上述理想条件下的新的表现形式。

规律小结

（1）熟记两个基本公式 即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。

②P入=P出，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。

（2）原副线圈中过每匝线圈通量的变化率相等

（3）原副线圈中电流变化规律一样，电流的周期频率一样

1.如图所示,理想变压器副线圈通过输电线接两个相同的灯泡L1和L2.输电线的等效电阻为R.开始时,电键S断开,当S闭合时,下列说法中正确的是( ).

(A)副线圈两端的输出电压减小 (B)通过灯泡L1的电流减小

(C)原线圈中的电流增大 (D)变压器的输入功率增大

答案:BCD

2.如图所示的理想变压器,两个副线圈陌数分别为n1和n2.,当把电热器接在ab,使cd空载时,电流表的示数为I1；当把电热器接在cd,而使曲空载时,电流表的示数为I2,则I1：I2等于( ).【1】

(A)n1﹕n2 (B)n21﹕n22 (C)n2﹕n1 (D)n22﹕n12

答案:B

3．如图所示电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关．P是滑动变阻器R的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原线圈和副线圈中的电流．下列说法正确的是

A．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小

B．保持P的位置及U1不变，S由a切换到b，则I2减小

C．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则I1增大

D．保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，则I1减小

提示：保持P的位置及U1不变，S由b切换到a时，由理想变压器电压比公式1122UnUn可知，副线圈两端电压U2增大，22UIR也增大，则R上消耗的功率增大，1112PIUP增大，1I增大，A选项错误、C选项正确；保持P的位置及U1不变，S由a切换到b时，U2减小，则22UIR也减小，B选项正确；保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动时，U2不变，R减小，则I2增大，由电流比公式1221InIn可知，I1也增大，D选项错误．

4．如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数分别为nl和n2，当负载电阻R中流过的电流为I时，原线圈中流过的电流为_________；现减小负载电阻R的阻值，则变压器的输入功率将_________（填“增大”、“减小”或“不变”）．