高中物理第五章交变电流第四节变压器学案新人教版选修

第四节 变压器（1）

【学习目标】

1．知道变压器的构造，理解变压器的工作原理。

2．探究理想变压器的原、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。

【新知预习】

一.变压器

1．定义：用来改变

的设备，称为变压器．

2．构造：变压器由一个

铁芯和两个线圈组成的．

二.理想变压器

1．理想变压器是一种 模型． 理想变压器有三个特点：

（1）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Φ都 ．

（2）线圈绕组的电阻 ，无能损现象．

（3）铁芯中的电流不计，铁芯不发热，无能损现象．

2．理想变压器的变压原理：是 现象， 即是变压器变压的成因．

3．能量转换：变压器是把电能转化为 又把磁场能转化为 的装置．

三.理想变压器电压跟匝数的关系：

【导析探究】

导析一:变压器变压原理

例1.如图所示变压器，当导线在平行导轨上匀速切割磁感线时，电流表A1有示数，则副线圈中电流表A2有无示数？

导析二:探究变压器的变压规律

问题1 原、副线圈电压与什么因素有关系？（探究变压器线圈两端电压与匝数的关系）

问题2 实验方法是什么？（阅读教材P41实验）

将不同的原副线圈接入线路测出线圈当中的电压填入下表：

原线圈匝数n1 副线圈匝数n2 原线圈电压U1 副线圈电压U2 n1/ n2 U1/U2

学生归纳，得出结论：

例2.一台理想变压器原线圈的匝数为4400匝，与220V的电源相连，当副线圈接入额定电压为36V的灯泡时，能够正常发光.则变压器副线圈的匝数为( )

A．36匝 B．72匝 C．720匝 D．1440匝 例3.将输入电压为220 V、输出电压为6 V的变压器，改装成输出电压为30 V的变压器，副线圈原来的匝数为30匝，原线圈的匝数不变，则副线圈应增加的匝数为( )

A．150匝 B．144匝 C．130匝 D．120匝

导析三:探究理想变压器模型

例4.关于只有一只副线圈的理想变压器，下列说法中正确的是 ( )

A．输出功率由输入功率的大小而决定

B．输入功率的大小由输出功率的大小而决定

C．输出端负载越大原线圈中的电流越小

D．输出端负载电阻的阻值越大输入功率越大

例5.一理想变压器，原线圈匝数n1=1100，接在电压220V的交流电源上，当它对11只并联的“36V，60W”的灯泡供电时，灯泡正常发光.由此可知副线圈的匝数n2=

，通过原线圈的电流 I1 = 。

【当堂检测】

1. 正常工作的理想变压器的原、副线圈中，数值上一定相等的是( )

A．电流的频率

B．端电压的峰值

C．电流的有效值

D．电功率

2．将输入电压为220 V、输出电压为6 V的变压器，改装成输出电压为30 V的变压器，副线圈原来的匝数为30匝，原线圈的匝数不变，则副线圈应增加的匝数为( )

A．150匝 B．144匝 C．130匝 D．120匝

3．如图所示，理想变压器的原线圈匝数为n1=1000匝，副线圈匝数为n2=200匝，交变电源的电动势e=311sin314tV，电阻R=88Ω，电流表和电压表对电路的影响忽略不计．下列结论正确的是 （ ）

A.电流表A1的示数为0.10A

B.电压表V1的示数为311V

C.电流表A1的示数为0.75A

D.电压表V2的示数为62.2V

4．如图所示，理想变压器的输入端电压 u=311sin100πt(V) ，原副线圈的匝数之比为n1 :n2=10:1 ；若图中电流表读数为 2 A ，则 ( )

A．电压表读数为 220 V

B．电压表读数为 22 V

C．变压器输出功率为 44 W

D．变压器输入功率为 440 W

5．如图所示，左右两个电路中，当a、b两端和e、f两端分别接220V的交变电压时，测得c、d两端和g、h两端的电压均为110V．若分别在c、d两端和g、h两端加上110V交变电压，则a、b两端和e、f两端测得的电压将分别是 （ ）

A.220V，220V B.220V，110V

C.110V，110V D.220V， 0V A1

V1

V2

A2

n1 n2

a

b c

d e

f g

h 高考理综物理模拟试卷

注意事项：

1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题

1．2018年8月30日，雅加达亚运会蹦床女子个人决赛中，中国选手刘灵玲夺冠。如图所示，若刘灵玲比赛中上升的最高点距地面高为H，刘灵玲质量为m，蹦床平面距地面高为h。刘灵玲下落过程，弹性网最大拉伸量为x，空气阻力恒为f，下落过程中的总时间为t(从最高点落到弹性网的最低点)，则刘灵玲(看作质点)从最高点下落至最低点的过程，下列说法不正确的是

A．弹性网的弹力对刘灵玲的冲量大小为(mg－f)t

B．刘灵玲从与蹦床接触到落至最低点过程中所受合外力的冲量大小为

C．弹性网弹性势能的增量为(mg－f)(H+x－h)

D．刘灵玲的机械能减少f(H+x－h)

2．有一理想的降压变压器，四个标称均为“6V、6W”的小灯泡a、b、c、d以及理想电压表接在变压器上，电路如图所示。在1、2两端接交流电源(电压有效值为U)时，四个小灯泡均能正常发光。则下列说法正确的是

A．电压表的示数为24 V

B．电源电压U=24 V

C．变压器原、副线圈的匝数比为4∶1

D．变压器原线圈的输入功率为24 W

3．小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短．将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示，将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点( )

A．P球的速度一定大于Q球的速度

B．P球的动能一定小于Q球的动能

C．P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力

D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度

4．有一个竖直固定放置的四分之一光滑圆弧轨道，轨道圆心O到地面的高度为h，小球从轨道最高点A由静止开始沿着圆弧轨道滑下，从轨道最低点B离开轨道，然后做平抛运动落到水平地面上的C点，C点与A点的水平距离也等于h，则下列说法正确的是（ ）

A．当小球运动到轨道最低点B时，轨道对它的支持力等于重力的4倍

B．小球在圆弧轨道上运动的过程中，重力对小球的冲量在数值上大于圆弧的支持力对小球的冲量

C．根据已知条件可以求出该四分之一圆弧轨道的轨道半径为0.2h

D．小球做平抛运动落到地面时的速度与水平方向夹角θ的正切值tanθ=0.5

5．如图所示，AB为光滑竖直杆，ACB为构成直角的光滑L形直轨道，C处由一小圆弧连接可使小球顺利转弯（即通过转弯处不损失机械能）。套在杆上的两个小球自A点静止释放，分别沿AB轨道和ACB轨道运动，如果沿ACB轨道运动的时间是沿AB轨道运动时间的1．5倍，则BA与CA的夹角为

A．60° B．53° C．45° D．30°

6．细绳拴一个质量为m的小球，小球用固定在墙上的水平弹簧支撑，小球与弹簧不粘连，平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°，如图所示，以下说法正确的是(已知，)( )

A．小球静止时弹簧的弹力大小为

B．小球静止时细绳的拉力大小为

C．细绳烧断瞬间小球的加速度立即变为g

D．细绳烧断瞬间小球的加速度立即变为

二、多项选择题

7．一小球从地面竖直上抛，后又落回地面，小球运动过程中所受空气阻力与速度成正比，取竖直向上为正方向。下列关于小球运动的速度v、加速度a、位移s、机械能E随时间t变化的图象中可能正确的有 A． B．

C． D．

8．如图所示，两个质量相同的小球A、B，用长度之比为：：2的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的

A．角速度之比为 B．线速度之比为

C．向心力之比为

D．悬线的拉力之比为 9．如图所示，质量为m的滑块以一定初速度滑上倾角为的固定斜面，同时施加一沿斜面向上的恒力；已知滑块与斜面间的动摩擦因数，取出发点为参考点，能正确描述滑块运动到最高点过程中产生的热量，滑块动能、势能、机械能随时间、位移关系的是（ ）

A． B． C． D．

10．两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线的中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示。一个电荷量为2×l0-6C、质量为lg的小物块从该水平面内的C点静止释放，其运动的v-t图象如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）。则下列说法正确的是：（ ）

A．B为中垂线上电场强度最大的点，其电场强度E=l×l03V／m

B．由C到A的过程中，物块的电势能先减小后变大

C．由C到A的过程中，电势逐渐升高

D．AB两点电势差UAB=-5×103V

三、实验题

11．如图所示，光滑斜面倾角θ=30°，另一边与地面垂直，斜面顶点有一光滑定滑轮，物块A和B通过不可伸长的轻绳连接并跨过定滑轮，轻绳与斜面平行，A的质量为m，开始时两物块均静止于距地面高度为H处，B与定滑轮之间的距离足够大，现将A、B位置互换并静止释放，重力加速度为g,求：

（1）B物块的质量；

（2）交换位置释放后，B着地的速度大小。

12．某同学在探究合外力一定，物体的加速度与质量的关系时，采用图甲所示的装置及数字化信息系统获得了小车的加速度a与小车质量M（包括所放砝码及传感器的质量）的对应关系图象，如图乙所示。实验中所挂钩码的质量用m表示，且质量为30g，实验中选用的是不可伸长的轻绳和光滑的轻质定滑轮。

（1）下列说法中正确的是_______________。

A．本实验需要平衡摩擦力，且平衡摩擦力时把靠近滑轮的一侧垫高

B．平衡摩擦力时不挂钩码

C．平衡摩擦力后小车的合力为绳子上的拉力