3.3 变压器（学案）-【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）

物理选择性必修第二册课堂学案 第3节变压器 学习目标 T(核心素养 1.知道变压器的工作原理和理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系,会用能量的观点理 物理观念 解变压器的工作原理 2.经历探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系的过程,以提高科学探究的能力. 科学探究 3.掌握变压器的原理,会解答具有多个副线圈的变压器问题 科学思维 4.在实验中养成避免触电和安全使用电表的习惯,养成尊重实验数据的严谨科学态度 科学态度与责任 课前·教材预案 教材梳理 知识点二电压与匝数的关系 知识点一变压器的原理 1.原、副线圈的电压关系 1.构造:如图所示,变压器是由 铁芯和绕在铁芯上的 (1)理想变压器,原、副线圈的电压之比,等于原、副线圈的匝 两个组成 数之比 示线圈「 77线阁交器的符 (2)当有多组线圈时,则有= 2.两类变压器 (1)降压变压器:副线圈的电压比原线圈电压 的变 压器 (1)原线圈:与 连接的线圈,也叫初级线圈 (2)升压变压器:副线圈的电压比原线圈电压 的变 (2)副线圈:与 连接的线圈,也叫次级线圈 压器 2.原理 是变压器工作的基础.原线圈中电流的大小 自主检测‖ 方向不断变化,在铁芯中激发的磁场也不断变化,变化的磁 判断下列说法的正误 中产生感应电动势 (1)变压器能改变交变电流的电压,也能改变直流电的电压 3.作用 交变电流的电压, 交变电流的周期 和频率 (2)理想变压器不仅可以改变交变电流的电压和电流,还可 4.注意 (1)变压器不改变交变电流的 和频率 以改变交变电流的功率和频率. (2)变压器只对 的电流起作用,对 电流不 (3)输入交变电流的频率越高,输出交变电流的电压就越高. 起作用. 5.理想变压器 (4)我们在使用质量好的变压器工作时没有能量损失 (1)定义: 能量损失的变压器. (2)特点 2.(多选)理想变压器工作时,原线圈输入与副线圈输出的物理 ①变压器铁芯内 漏磁 量一定相同的是 ②原、副线圈 内阻,即不产生焦耳热 A.电压有效值 B.电流有效值 ③铁芯中 产生涡流 C.交流电频率 D.电功率 课堂·深度探究 考点一变压器的工作原理 【例题1】如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为 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A1的示数是12mA,则电流表A2的 示数为 第三章交变电流 A3 mA B.0 【变式2】一台理想变压器原、副线圈匝数比为22:1,当原线 C 48 mA D.与负载R的值有关 圈两端输入u1=220√2sin314t(V)的交变电压时,下列说 思维导引:(1)导体棒向左匀速切割磁感线时,在线圈n1中 法正确的是 通过的是恒定电流;(2)穿过原线圈的磁通量不变化,则在 A.副线圈两端电压为10√2V 副线圈中的磁通量也不变化,因此无感应电动势产生 B.副线圈接一个109电阻时,原线圈中的电流为1A 规律总结 C.副线圈接一个10g电阻时,原线圈中输入功率为10W 1.变压器工作的基础是互感现象,它是改变交流电压的 D.变压器铁芯中磁通量变化率的最大值是220√2V 2.变压器只改变交流电压,不改变交流电的周期和频率 考点三含变压器电路的动态问题 【例题3】(多选)如图所示,一理想变压器原线圈接人一交流电 【变式I】(多选)如图所示,为变压器的示意图,它被用来升高 源,副线圈电路中R1、R2、R3和R1均为固定电阻,开关S 发电机的输出电压,下列说法正确的是 是闭合的.V1和V2为理想交流电压表,读数分别为U1和 U2;A1、A2和A为理想交流电流表,读数分别为1、Ⅰ2和 I3.现断开S,U1数值不变,下列推断正确的是 A.图中M是闭合的铁芯 B.发电机应与线圈Ⅰ相连,升高后的电压由c、d两端输出 C.电流以铁芯为通路从一个线圈流到另一个线圈 A.U2变小、13变小 B.U2不变、I3变大 D.变压器是根据电磁感应原理工作的 C.I1变小、2变小 D.I1变大、I2变大 考点二理想变压器几个制约关系的理解 方法应用L 例题2】如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为20:1, 含变压器电路的动态问题的分析方法 原线圈接正弦交流电源,副线圈接入“220V60W”灯泡1.分清变量与不变量,弄清理想变压器中各量间的联系和 只,且灯泡正常发光,则 制约关系 (1)电压制约 输入电压U1决定输出电压U2.当变压器原、副线圈的匝数比 一定时,输出电压U2由输入电压U1决定,即U2 (2)电流制约 A.电流表的示数为。A 输出电流Ⅰ2决定輸入电流Ⅰ1,当变压器原、副线圈的匝 B.电流表的示数为 教比川一定,且输入电压U1确定时,原线圈中的电流I1 C.电源输出功率为1200W 由副线圈中的输出电流Ⅰ决定,即l= 而变压器副线 D.原线圈的端电压为1