第三章 交变电流 微专题 变压器的应用-【状元桥·优质课堂】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第二册（人教版）

第三章交变电流 微专题变压器的应用 学习目烁 核心素养 1.理解电流互感器和电压互感器的工作原理. 科学思维 知道自耦变压器的构造及工作原理. 物理观念 3.掌握具有多个副线圈的变压器问题的处理方法 科学思维 课堂·深度探究 考点一互感器的应用 1.电流、电压互感器原、副线圈的匝数关系 (1)电压互感器是降压变压器,据=n,知n>m A.A为电流互感器,且n<n2,a是电流表 (2)电流互感器是升压变压器,据 ,知 B.A为电压互感器,且n1>n,a是电压表 2.区分电压互感器与电流互感器的三个标志 C.B为电流互感器,且n<n1,b是电流表 (1)测量仪器不同,前者后者①; D.B为电压互感器,且n3>n4,b是电压表 (2)原、副线圈匝数关系不同 (3)原线圈接线方式不同,前者接在火线和零线间,后者接在 考点二自耦变压器的应用 火线上 自耦变压器的处理方法 接在根寻线 (1)自耦变压器是变压器的一种,因此一般变压器所适用的规 律对自耦变压器也是适用的 接在两权守线上[儿与感器 (2)分析自耦变压器问题时首先要分清哪个是原线圈、哪个是 【例题1】普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测副线圈. 量电流,通常要通过电流互感器来连接,图中电流互感器:【例题2】自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈,原、副线圈都只 ab一侧线圈的匝数较少,工作时电流为I,cd一侧线圈的 取该线圈的某部分.一升压式自耦调压变压器的电路如图 匝数较多,工作时电流为,为了使电流表能正常工作,则 所示,其副线圈匝数可调.已知变压器线圈总匝数为1900 匝;原线圈为1100匝,接在有效值为220V的交流电源上 当变压器输出电压调至最大时,负载R上的功率为 2.0kW.设此时原线圈中电流有效值为l1,负载两端电压 的有效值为U2,且变压器是理想的,则U2和I分别约为 接PQ,L B.b接MN、cd接PQ,b>Ia ab接PQ、cd接MN,Im 思维导引:(1)电流互感器应串联接入电路;(2)电流互感器 A.380V和5.3A B.380V和9.1A 是用来测量大电流的,因此副线圈的匝数多、原线圈的匝 C.240V和5.3A 240V和9.1A 思维导引:(1)理想变压器原、副线圈的功率相同;(2)与电 【变式1】(多选)电流互感器和电压互感器如图所示,其中n1、 源相连的是原线圈,与负载相连的是副线圈,原、副线圈的 2、n3、n分别为四组线圈的匝数,a、b为两只交流电表,则 端电压满足=2 39 物理选择性必修第二册课堂学案 【变式2】(多选)如图甲所示的理想自耦变压器的原线圈接有 A n,: n 如图乙所示的正弦式交变电压,副线圈接有可调电阻R,触 C n2: n3 D n3: n2 头P与线圈始终接触良好,下列判断正确的是() 思维导引:(1)由变压器电压关系列式,找出副线圈与输入 电压的关系;(2)负载时,变压器两端的功率相等,列出关系 式;(3)联立方程,解出两次电流表读数的比值 【变式3】如图所示,理想变压器的交流输入电压U1=220V, 有两组副线圈,其中m=36匝,标有“6V9W” 12V12W”的灯泡分别接在两副线圈上,均正常发 A.交流电源的电压u随时间t变化的规律是a (1)原线圈的匝数n1和另一副线圈的匝数n2; Uo cos (100t )v B.若仅将触头P向A端滑动,则电阻R消耗的电功率 (2)原线圈中的电流l 增大 C.若仅使电阻R增大,则原线圈的输入电功率增大 n,12 V W D.若使电阻R增大的同时,将触头P向B端滑动,则通过 A处的电流一定增大 考点三含有多个副线圈的变压器问题 1.处理含有多个副线圈的变压器问题时,首选PA=P出,从输 出端的P出打开突破口 2.当原线圈中有用电器时,不要把电源电压与原线圈电压搞 混,错误利用电源电压去寻找比例关系;而要把原线圈所在 电路当作一回路处理,原线圈相当于一非纯电阻用电器,其 两端电压与副线圈电压的比值等于匝数比 【例题3】如图所示,变压器的输入电压U一定,两个副线圈的 匝数是n2和n.当把电热器接a、b,让c、d空载时,电流表 读数是l2;当把同一电热器接c、d,让a、b空载时,电流表 读数是I3,则I2:I3等于 课末随堂演练 1.(多个副线图的变压器问题)如图所示,某理想变压器的原 D.负载电阻R的阻值减小 副线圈的匝数均可调节,原线圈两端电压为一最大值不变的2.(多个副线图的变压器问题)如图所示,理想变压器原线圈的 正弦交流电,在其他条件不变的情况下,为了使变压器输入匝数为100,两个副线圈的匝数分别为n2=50和n3=100, 功率增大,可使 L1是“6V2W”的小灯泡,L2是“12V4W”的小灯泡. 当原线圈接上交变电压时,L1、L2都正常发光,那么原线圈 中的电流为