高中物理 2.6 变压器课时训练 粤教版选修3-2

《变压器》教案一、设计思路指导思想：变压器的工作原理是本章的重点内容，是高考命题率较高的知识点。

本节通过实验探究来说明这一观点。

在教学过程建立理想化模型——理想变压器，利用分组实验探究从而推出变压器变压规律，抓住能量守衡使学生展开讨论，推出电流与匝数关系，培养学生的表达能力和逻辑思维能力，教学联系生活、贴近实际，以激发学生学习的兴趣。

设计理念：本节课的设计主要突出三案六环节理念，强调把课堂还给学生，提高学习效率。

学生在教师的组织协调下，分析、思考、小组讨论和实验探究，归纳总结规律，促进了学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考；通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神。

教材分析：1、变压器是用来改变交变电流电压的．变压器不能改变恒定电流的电压．互感现象是变压器工作的基础．让学生在学习电磁感应的基础上理解互感现象．这里的关键是明白原线圈和副线圈有共同的铁芯，穿过它们的磁通量和磁通量的变化时刻都是相同的．因而，其中的感应电动势之比只与匝数有关．这样原、副线圈的匝数不同，就可以改变电压了．2、在分析变压器的原理时，一般情况下，忽略变压器的磁漏，认为穿过原线圈每一匝的磁通量与穿过副线圈的磁通量总是相等的．这两个条件，都是“理想”变压器的工作原理的内容．变压器是一个传递能量的装置．如果不计它的损失，则变压器在工作中只传递能量不消耗能量．要使学生明白，理想变压器是忽略了变压器中的能量损耗，它的输出功率与输入功率相等，这样才得出原、副线圈的电压、电流与匝数的关系式．3、教材要求学生探究实验得出变压器的变压规律，做好探究性实验是本节教学的关键。

是突破本节课教学难点和重点的关键。

为了培养学生根据实验研究物理规律的能力，采用分组实验得出变压器的输入、输出电压及原、副线圈匝数的关系。

4、学习几种常用的变压器，不仅增加了生产知识，还可提高学生分析、应用能力。

高中物理 2.6 《变压器》同步测试题粤教版选修 32Ι 选择题1 . 如图 1 所示，变压器输入交变电压 U 必定，两个副线圈的匝数为 n 和 n ，把一电阻先23后接在 a 、 b 间和 c 、 d 间时，安培表的示数分别为I 和 I ’，则 I ：I ’为（）A .n22 B .n 2 ，n 3Aa23， nUbC . n， nD . n22c23 3， n22 . 有一个理想变压器， 原线圈 1200 匝，副线圈 400d图16- 5图 1匝，此刻副线圈上接一个变阻器，如图 2 所示，则下R列说法中正确的选项是()AA 21V2RA ．安培表1与 2 的示数之比为 3， 1V1A AB ．伏特表 V 1 与 V 2 的示数之比为 3，1图16- 6图 2C ．当变阻器滑动头向下挪动时，原线圈的输入功率将增加D ．原、副线圈的功率之比为3， 13．如图 3，一理想变压器原副线圈匝数比为4， 1，图中五只电灯完整同样，若B 、C 、D 、E 都能正常发光，则A 灯A（）B C D EA ．必定能正常发光B．比正常发光暗图16- 7图 3C ．比正常发光明D ．必定被烧坏4 . 在某沟通电路中，有一正在工作的变压器，原副线圈匝数分别为n 1=600， n 2=120，电源电压 U =220V ，原线圈中串连一个0.2A 的保险丝，为了保证保险丝不被烧坏，则()1A . 负载功率不超出 44wB . 副线圈电流最大值不可以超出1AC . 副线圈电流有效值不可以超出1AD . 副线圈电流有效值不可以超出0.2A5 . 如图 4 所示，一理想变压器的原副线圈分别由双线圈ab 和 cd （匝数都为 n 1）、 ef 和 gh （匝数都为 n 2）构成，用aecgI 和 U 表示输入电流和电压，I 和 U 表示输出电流和电压。

1122在以下四种连结法中，切合关系U 1/U 2=n 1/n 2 ， I 1/I 2=n 2/n 1 的bf 有 dhA .a 与 c 相连， b 与 d 相连作为输入端 ; e 与 g 相连、 图164-8f与 h 相连作为输出端B . a与 c 相连， b 与 d 相连作为输入端; f 与 g 相连、以 e、 h 为输出端C . b与 c 相连，以 a 与 d 为输入端 ; f与 g 相连，以 e、 h 为输出端D . b与 c 相连，以 a 、 d 为输入端 ; e与 g 相连、 f 与 h 相连作为输出端Ⅱ填空题6 . 如图 5 所示，理想变压器原、副线圈匝数比为4，1，平行金属导轨与原线圈相连，当导体ab 在匀强磁场中aA1A2 v匀速运动时，电流表 A 示数为12mA，则电流表 A 示数为b12图 5图16-9______mA。

第6节 变压器1．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n 1∶n 2＝4∶1，当导线在平行导轨上匀速切割磁感线时，电流表A 1的示数是12 mA ，则副线圈中电流表A 2的示数是( )A ．3 mAB ．48 mAC ．零D ．与R 阻值有关【答案】C【解析】当导线在平行导轨上匀速运动时，产生的电流是恒定的电流，不会使副线圈的磁通量变化，因而副线圈中无感应电流，选项C 正确．2．对理想变压器作出的判断正确的是( ) A ．高压线圈匝数多、电流大、导线粗 B ．低压线圈匝数少、电流小、导线细 C ．高压线圈匝数多、电流大、导线细 D ．低压线圈匝数少、电流大、导线粗 【答案】D【解析】电压高的匝数多，电流小，用细线．电压低的，匝数少，电流大，用粗线． 3．(多选)(2019·清远校级月考)如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为2∶1，原线圈两端的交变电压随时间变化的规律如图乙所示，灯泡L 的额定功率为22 W ，闭合开关后，灯泡恰能正常发光．则( )图甲 图乙A ．原线圈输入电压的瞬时表达式为u ＝2202·sin(100πt ) VB ．灯泡的额定电压为110 VC ．副线圈输出交流电的频率为100 HzD ．电压表读数为220 V ，电流表读数为0.2 A 【答案】AB【解析】由图可知周期T ＝0.02 s ，角速度ω＝2πT＝100π，则原线圈输入电压的瞬时值表达式u ＝2202·sin(100πt ) V ，故A 正确；原线圈电压的有效值U 1＝22022 V ＝220 V ，根据理想变压器电压与匝数成正比，得副线圈两端的电压U 2＝U 1n 2n 1＝110 V ，故B 正确；周期T ＝0.02 s ，频率为f ＝1T＝50 Hz ，变压器不改变交流电的频率，所以副线圈输出交流电的频率为50 Hz ，故C 错误；原线圈电压有效值为220 V ，电压表的读数为220 V ，副线圈电流 I 2＝P 2U 2＝0.2 A ，根据电流与匝数成反比得I ＝I 22＝0.1 A ，D 错误．4．(2018·天津卷)教学用发电机能够产生正弦式交变电流．利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R 供电，电路如图所示，理想交流电流表A 、理想交流电压表V 的读数分别为I 、U ，R 消耗的功率为P .若发电机线圈的转速变为原来的12，则( )A ．R 消耗的功率变为12PB ．电压表V 的读数变为12UC ．电流表A 的读数变为2ID ．通过R 的交变电流频率不变【答案】B【解析】设发电机产生的最大电动势为E m ＝NBSω＝2πNBSn ，其中n 为转速．故转速n 减半，发电电压减半，输入电压减半，则输出电压减半，电压表V 示数减半，B 正确．R 消耗的功率U 2VR 变成原来的14，A 错误．通过R 的电流U V R减半，又变压器两端电流比例关系不变，因此通过电流表A 的电流也减半，C 错误．转速减半，f ＝n 减半，变压器不改变频率，则通过R 的交流电频率也减半，D 错误．5．如图所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220 V 的交流电上，向额定电压为1.80×104V 的霓虹灯供电，使它正常发光．为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12 mA 时，熔丝就熔断．(1)熔丝的熔断电流是多大？(2)当副线圈电路中电流为10 mA 时，变压器的输入功率是多大？ 【答案】(1)0.98 A (2)180 W【解析】(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为U 1、U 2、I 1、I 2，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，则U 1I 1＝U 2I 2，当I 2＝12 mA 时，I 1即为熔断电流，I 1＝U 2U 1I 2≈0.98 A．(2)当副线圈电流为I 2′＝10 mA 时，变压器的输入功率为P 1，所以P 1＝P 2＝I 2′U 2＝180 W ．。

1．(双选)(2013·韶关检测)理想变压器原、副线圈匝数之比为10∶1，以下说法中正确的是()A．穿过原、副线圈磁通量之比是10∶1B．穿过原、副线圈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∶1D．正常工作时，原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶1【解析】对理想变压器，A选项认为无磁通量损漏，因而穿过两个线圈的交变磁通量相同，磁通量变化率相同，因而每匝线圈产生的感应电动势相等，才导致电压与匝数成正比；D选项认为可以忽略热损耗，故输入功率等于输出功率．【答案】BD2．(2012·新课标全国高考)自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的电路如图2－6－11所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1 900 匝；原线圈为1 100 匝，接在有效值为220 V 的交流电流上．当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流的有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为()图2－6－11A．380 V和5.3 A B．380 V和9.1 AC．240 V和5.3 A D．240 V和9.1 A【解析】对理想变压器有U2＝n2n1U1＝380 V，由P2＝I2U2得I2＝P2U2＝2 000380A≈5.3A ．依据I 1I 2＝n 2n 1得I 1＝n 2n 1I 2＝1 9001 100×5.3 A ≈9.1 A ，故只有选项B 正确． 【答案】 B3．如图2－6－12所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝4∶1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表A 1的示数是12 mA ，则电流表A 2的示数为( )图2－6－12A ．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，不能工作于恒定电压和恒定电源的电路，导体棒向左匀速切割磁感线时，在线圈n 1中通过的是恒定电流，不能引起穿过线圈n 2的磁通量变化，在副线圈n 2上无感应电动势出现，所以A 2中无电流通过．【答案】 B4．(2013·广东中山四校联考)如图2－6－13所示，L 1和L 2是输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器．若已知甲的变压比为1 000∶1，乙的变流比为100∶1，并且知道电压表示数为220 V ，电流表示数为10 A ，则输电线的输送功率为( )图2－6－13A ．2.2×103 WB ．2.2×102 WC ．2.2×108 WD ．2.2×104 W【解析】 根据U 1U 2＝n 1n 2＝I 2I 1得，U 1＝2.2×105 V ，I 1＝1 000 A ，所以输电线的输送功率P＝U1I1＝2.2×108 W，C正确．【答案】 C5．(双选)(2013·东莞检测)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为4∶1，原线圈接在一交流电源上，电压u随时间t变化的规律如图2－6－14所示，副线圈所接的负载电阻为11 Ω.则下列说法中正确的是()图2－6－14A．原线圈中的交变电流的频率为50 HzB．变压器输入、输出功率之比为4∶1C．副线圈两端的电压为55 VD．副线圈中的电流为1.25 A【解析】由图知原线圈中交变电流的频率为50 Hz，选项A正确；理想变压器的输入、输出功率相等，选项B错误；原线圈两端电压的最大值为311 V，有效值为220 V，由变压比可知，副线圈两端的电压为55 V，流过副线圈的电流为5 A，选项C 正确，D错误．【答案】AC6．(2011·新课标全国高考)如图2－6－15所示，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2－6－15A．U＝110 V，I＝0.2 AB ．U ＝110 V ，I ＝0.05 AC ．U ＝110 2 V ，I ＝0.2 AD ．U ＝110 2 V ，I ＝0.2 2 A【解析】 由变压原理n 1n 2＝U 1U 2可得U 1＝110 V ，即电压表示数为110 V ．由P 入＝P 出，灯泡正常发光可得P 入＝U 1I 1＝P 出＝22 W ，I 1＝22110 A ＝0.2 A ，故A 正确．【答案】 A7．(2013·福建高考)如图2－6－16所示，理想变压器原线圈输入电压u ＝U m sin ωt ，副线圈电路中R 0为定值电阻，R 是滑动变阻器.和是理想交流电压表，示数分别用U 1和U 2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I 1和I 2表示．下列说法正确的是( )图2－6－16A ．I 1和I 2表示电流的瞬时值B ．U 1和U 2表示电压的最大值C ．滑片P 向下滑动过程中，U 2不变、I 1变大D ．滑片P 向下滑动过程中，U 2变小、I 1变小【解析】 交流电表测量的是交变电流的有效值，故A 、B 错误．由于理想变压器的输出电压U 2＝n 2n 1U 1与负载无关，即滑片P 下滑时，U 2不变，故D 错误．由I 1U 1＝U 22R 0＋R知R 减小时，I 1变大，故C 正确． 【答案】 C8．(双选)(2013·湛江检测)有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q 调节，如图2－6－17所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R 0和滑动变阻器R ，在原线圈上加一电压为U 的交流电，则( )图2－6－17A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小【解析】保持Q的位置不动，副线圈匝数不变，由U1U2＝n1n2知U2不变，当P向上滑动时，由I2＝U2R0＋R知I2减小，故I1减小，电流表的读数变小，B正确，A错误；保持P的位置不动，将Q向上滑动时，副线圈的匝数增多，由U1U2＝n1n2知，U2增大，由I2＝U2R＋R0知I2增大，故I1增大，C正确，D错误．【答案】BC9．(双选)如图2－6－18所示，灯泡L1和L2的规格完全相同，原线圈匝数比副线圈匝数多，下列判断中正确的是()图2－6－18 A．变压器工作时，两灯有可能同时正常发光B．L2正常工作时，L1比L2暗C．L2正常工作时，L1可能已烧毁D．L1正常工作时，L2可能已烧毁【解析】由题意可知n1＞n2，故变压器工作时原线圈中电流小于副线圈中电流，即L1中的电流小于L2中的电流，所以L1比L2要暗，故答案为B、D.【答案】BD10．(2013·合肥期末)一台理想变压器接在电压为220 V的交流电源上时，副线圈电压为11 V，将副线圈拆去18匝后，副线圈两端电压降为8 V．求：(1)原线圈的匝数是多少？(2)若副线圈上所接负载不变，则先后输入原线圈的电流之比为多少？【解析】(1)根据理想变压器的电压关系有：n1 n2＝U1 U2＝22011将副线圈拆去18匝后：n1n2－18＝2208联立两式解得n1＝1 320(匝)，n2＝66(匝)．(2)输入功率由输出功率决定，所以I1＝P入1U1＝112RU1，I2＝R入2U1＝82RU1，则I1I2＝12164.【答案】(1)1 320匝(2)121∶6411．如图2－6－19所示，一台有两个副线圈的理想变压器，原线圈匝数n1＝1 100(匝)，接入电压U1＝220 V的电路中．图2－6－19(1)要求在两组副线圈上分别得到电压U2＝6 V，U3＝110 V，它们的匝数n2、n3分别为多少？(2)若在两副线圈上分别接上“6 V 20 W ”、“110 V 60 W ”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？【解析】 (1)根据原、副线圈间电压与匝数的关系，由U 1U 2＝n 1n 2，U 1U 3＝n 1n 3得n 2＝U 2U 1n 1＝6220×1 100匝＝30(匝)，n 3＝U 3U 1n 1＝110220×1 100匝＝550(匝)．(2)设原线圈输入电流为I 1由P 入＝P 出得U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3.由题意知，两用电器均正常工作，即P 2＝U 2I 2＝20 W ，P 3＝U 3I 3＝60 W.则I 1＝P 2＋P 3U 1＝20＋60220 A ≈0.36 A. 【答案】 (1)30匝 550匝 (2)0.36 A。

《第三节变压器》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、在理想变压器中，如果原线圈匝数为1200匝，副线圈匝数为300匝，当原线圈两端加220V电压时，副线圈两端的电压是多少？A. 55VB. 110VC. 220VD. 440V2、一个变压器原线圈接110V电源，若要使副线圈输出220V电压，副线圈的匝数应该是原线圈匝数的多少倍？A. 0.5倍B. 1倍C. 2倍D. 4倍3、题干：一个理想变压器，初级线圈匝数为N1，次级线圈匝数为N2，初级线圈接在电压为U1的电源上，次级线圈接在电阻为R的负载上。

若电源电压U1保持不变，当负载电阻R增大时，下列哪个选项是正确的？A、初级线圈中的电流I1增大B、次级线圈中的电流I2减小C、次级线圈中的电压U2增大D、初级线圈中的电压U1减小4、题干：一个理想变压器，初级线圈匝数为N1，次级线圈匝数为N2，初级线圈接在电压为U1的电源上，次级线圈两端并联一个电阻R和一个电容C。

下列哪个选项是正确的？A、变压器次级线圈中的电流I2仅由电阻R产生B、变压器次级线圈中的电流I2仅由电容C产生C、变压器次级线圈中的电流I2由电阻R和电容C共同产生D、变压器次级线圈中的电流I2与电阻R和电容C无关5、一个理想变压器原线圈的匝数为1000匝，副线圈的匝数为400匝，原线圈接入220V的交流电压，副线圈两端的电压为：A、55VB、440VC、88VD、880V6、变压器的输出功率等于输入功率，且均不考虑铁损和铜损。

当变压器的原线圈电流为2A时，副线圈的电流为：A、0.5AB、5AC、1AD、8A7、变压器在工作过程中的输入功率与输出功率的关系是（）A. 输入功率总是大于输出功率B. 输入功率总是小于输出功率C. 输入功率等于输出功率D. 输入功率与输出功率成正比二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、在理想变压器中，原线圈与副线圈的匝数比为n1:n2 = 1:10，若原线圈两端施加交流电压U1 = 12V，则副线圈两端的电压U2为多少？（假设变压器无损耗）A. 12VB. 120VC. 1.2VD. 0.12V2、对于一个实际运行中的变压器，下列哪些因素会导致效率降低？A. 铁芯中的涡流损失B. 原线圈和副线圈的电阻损失C. 铁芯材料的磁滞损失D. 变压器外部环境温度过高3、下列关于变压器的说法正确的是：A. 变压器只能改变交流电压B. 变压器的工作原理是电磁感应C. 变压器次级线圈中的电压变化不会影响初级线圈中的电压D. 变压器的次级线圈匝数越多，次级电压越高三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题题目一台理想变压器的原线圈有200匝，副线圈有50匝。

《 2.6变压器》教学设计一、教材分析《变压器》选自普通高中课程标准实验教科书物理选修3— 2 第五章交变电流的第四节。

学习变压器可以使学生了解电磁感应现象的广泛应用，开拓学生视野，提高学习物理的能力和兴趣，因此这一节的内容是电磁感应教学的进一步延伸；同时变压器也是是交流电路中常见的一种电器设备，是远距离输送交流电不可缺少的装置．学习变压器能够从能的转化和传递的角度进一步强化对电磁感应现象的认识，为进一步学习远距离输电奠定基础．教材对《变压器》这节课的设置是从学生的原有认知出发，通过实验手段，引导学生一步一步围绕变压器的原理及工作特性展开，让学生自己进行讨论、分析，逐步完成教学目标。

二、教学目标1、知识与技能：１）知道变压器的基本构造２）理解变压器的工作原理３）探究并应用变压器的各种规律2、过程与方法：１）能熟练应用控制变量法解决多变量问题２）进一步掌握科学探究的一般思路3、情感态度与价值观：１）通过实验探究，体会科学探索的过程，激发探究物理规律的兴趣２）通过真实操作和记录，获得团队合作精神的体验和实事求是的科学态度三、教学重难点教学重点：通过实验探究变压器原、副线圈两端电压与匝数的关系教学难点：理想变压器及工作原理四、设计理念在这节物理规律课的教学中，我的设计理念是：以实验为基础，学生的思维拓展为中心，充分发挥学生的主体，注重规律形成过程的教学、实验探究过程的教学、知识发展过程的教学；强调学以致用，联系生活实际，提高学生对知识的迁移和能力活化；“变压器”一课的教学围绕“什么是变压器？”“ 变压器副线圈为什么有电压？”“变压器怎样将原线圈的电能传输给副线圈？”“变压器为什么能改变电压？”“变压器副线圈上的电压大小与什么因素有关？定量关系是怎样的 ?”等问题为线索展开教学过程。

五、教学方法实验探究、讨论交流、多媒体辅助教学六、课前准备学生电源、可拆变压器、多用电表（交流电压档）（以上各20 个）、小灯泡、导线若干、多媒体七、教学流程：导提观总提设归得入出察结出计纳出新问实规问实总结课题验律题验结论八、教学过程：（一）创设情境，激发情感，引入新课教师活动学生活动设计意图问题 1：只许添加一个电器元两个问题的设可以利用电阻分压来实现件 ( 电源除外） , 用 4V 的交流电置，和学生的原源如何让 1 只 3.2V 的小灯泡正认知造成冲突，常发光？——演示实验激发学生学习问题 2: 如果用 4V 的交流电源，获得 6V 的电压用刚才的办法还能实现吗？演示实验：两种情况下调整变压器副线圈匝数，小灯泡均正常发光。