2019版高中物理 第二章 交变电流 2.6 变压器学案 教科版选修3-2.doc

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1、16 6 变压器变压器学习目标 1.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.2.掌握理想变压器的电压与匝数的关系，并能用它解决相关问题.3.掌握理想变压器的功率关系，并能推导出原、副线圈的电流关系.一、变压器的结构与原理1.变压器的结构：变压器包括三个基本组成部分，一个铁芯及两组线圈.两组线圈中的一组与电源相连，称为原线圈，也叫初级线圈；另一组接负载，称为副线圈，也叫次级线圈.2.变压器工作原理：当变压器的原线圈加上交变电压时，原线圈中的交变电流在铁芯中激发交变的磁通量，交变的磁通量穿过原线圈也穿过副线圈，在原、副线圈中都产生感应电动势.二、理想变压器的电压与匝数的关系1.理

2、想变压器：理想变压器中，原、副线圈电流产生磁场的磁感线都集中在铁芯内，且没有能量损耗.2.理想变压器原、副线圈两端的电压跟它们的匝数成正比，即.U1 U2n1 n2三、理想变压器的电流与匝数的关系1.理想变压器的输入功率(选填“” 、 “n2，n3n4C.甲图中的电表是电压表，输出端不可短路D.乙图中的电表是电流表，输出端不可断路答案 CD7解析 题图甲中的原线圈并联在电路中，为电压互感器，是降压变压器，n1n2，其中的电表为电压表；题图乙中的原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器，n3n4，其中的电表为电流表，故选项 C、D 正确.1.电压互感器应并联接入电路，电流互感器应串联接入电

3、路.2.电压互感器是把高电压变成低电压，故原线圈匝数n1大于副线圈匝数n2.3.电流互感器是把大电流变成小电流，故原线圈匝数n1小于副线圈匝数n2.例 5 如图 9 所示为物理实验室某风扇的风速挡位变换器电路图，它是一个可调压的理想变压器，其中接入交流电的电压有效值U0220 V，n02 200 匝，挡位 1、2、3、4 对应的线圈匝数分别为 220 匝、500 匝、1 100 匝、2 200 匝.电动机 M 的内阻r4 ，额定电压为U220 V，额定功率P110 W.下列判断正确的是( )图 9A.当选择挡位 3 时，电动机两端电压为 110 VB.当挡位由 3 变换到 2 时，电动机的功率

4、增大C.当选择挡位 2 时，电动机的热功率为 1 WD.当选择挡位 4 时，电动机的输出功率为 110 W答案 A解析 由电压与匝数的关系U0U3n0n3，解得U3110 V，A 正确；当挡位由 3 变换到 2时，输出电压减小，电动机的功率减小，B 错误；在额定功率的情况下，电动机的额定电流为I 0.5 A，热功率PrI2r1 W，输出功率为PPr(1101) W109 W，D 错误；P U当没有达到额定功率时，热功率小于 1 W，C 错误.1.(变压器的工作原理)(多选)理想变压器正常工作时，原、副线圈中一定相同的物理量是( )A.每匝线圈中磁通量的变化率B.交变电流的频率C.原线圈的输入功

5、率和副线圈的输出功率8D.原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势答案 ABC2.(理想变压器基本关系的应用)(多选)如图 10 所示，将额定电压为 60 V 的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上.闭合开关 S 后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为 220 V 和 2.2 A.以下判断正确的是( )图 10A.变压器输入功率为 484 WB.通过原线圈的电流的有效值为 0.6 AC.通过副线圈的电流的最大值为 2.2 AD.变压器原、副线圈匝数比n1n2113答案 BD解析 变压器的输入功率等于输出功率P1P2I2U22.260 W132 W，选项 A

6、错误；，选项 D 正确；由得I1I22.2 A0.6 A，选项 B 正确；n1 n2U1 U2220 6011 3I1 I2n2 n1n2 n13 11根据I得通过副线圈的电流的最大值I2mI2 A，选项 C 错误.Im2211 5 2 3.(理想变压器的动态分析)如图 11 所示，理想变压器原线圈输入电压uUmsin t，副线圈电路中R0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U1和U2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示.下列说法正确的是( )图 11A.I1和I2表示电流的平均值B.U1和U2表示电压的最大值C.滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大D.

7、滑片P向下滑动过程中，U2变小、I2变大答案 C解析 电路中的电压表和电流表表示的都是有效值，选项 A、B 错误.根据得U1 U2n1 n29U2U1，U1不变，则U2不变，滑片P向下滑动过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，n2 n1由闭合电路欧姆定律知I2变大，根据得I1I2，I1变大，故 C 正确，D 错误.I1 I2n2 n1n2 n14.(互感器)(多选)如图 12 所示，L1、L2是高压输电线，图中两电表示数分别是 220 V 和 10 A，已知甲图中原、副线圈匝数比为 1001，乙图中原、副线圈匝数比为 110，则( )图 12A.甲图中的电表是电压表，输电电压为 22 000 VB.甲图是电流互感器，输电电流是 100 AC.乙图中的电表是电压表，输电电压为 22 000 VD.乙图是电流互感器，输电电流是 100 A答案 AD解析 根据，有 U1U2220 V22 000 V，故 A 正确；题图甲是电压互感U1U2n1n2n1n21001器，故 B 错误；题图乙是电流互感器，电表是电流表，故 C 错误；只有一个副线圈的变压器，电流比等于匝数的反比，有 I1I210 A100 A，故 D 正确.I1I2n4n3n4n3101