3.3变压器（课时一：变压器构造原理、理想变压器基本规律、实验探究、一原多副变压器）导学案 -2023-2024学年高二下学期物理 人教版（2019）选择性必修第二册

3.3 变压器（课时一） 一、变压器的原理 1．构造：由 和绕在铁芯上的两个线圈组成，与交流电源连接的线圈叫作原线圈，与负载连接的线圈叫作 ． 2．原理： 是变压器工作的基础．原线圈中电流的大小、 在不断变化，铁芯中激发的磁场也不断变化，变化的磁场在 中产生感应电动势． 二、电压与匝数的关系 1．理想变压器：没有能量损失的变压器叫作 ，它是一个理想化模型． 特点： ①变压器铁芯内 。 ②原、副线圈上不产生 。 ③铁芯中不产生 。 2．电压与匝数的关系 理想变压器原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，即＝. 推导依据： 推导过程： 3．电流与匝数的关系 推导依据： 推导过程： 3．两类变压器 副线圈的电压比 的电压低的变压器叫作 ；副线圈的电压比原线圈的电压高的变压器叫作 ． 三、变压器中的能量转化 原线圈中 的能量转变成磁场的能量，变化的磁场几乎全部穿过了副线圈，在副线圈中产生了 ，磁场的能量转化成了 的能量． 四、实验：探究变压器的原、副线圈电压与匝数的关系 1．实验目的：探究变压器电压与线圈匝数的定量关系。 2．实验器材： 、 、 、带夹的导线。 3．实验步骤 (1)要先估计被测电压的大致范围，再选择恰当的量程，若不知道被测电压的大致范围，则应选择交流电压档的最大量程进行测量。 (2)把两个线圈穿在铁芯上，闭合铁芯。 (3)用交流电压表测量输入、输出电压。 (4)改变输入端电压，重新测量输入、输出端电压，记录在设计好的表格内。 (5)改变线圈匝数，重新测量输入、输出端电压，记录在上面设计好的表格内。 4．实验思想： 5．实验注意事项： (1)为了保证人身安全，只能使用 ，所以电压不要超过 。 (2)通电时不要用手接触裸露的导线和接线柱。 (3)为了保证多用电表的安全，使用交流电压档测电压时，应 。 6．实验误差： 由于实验用的变压器不是理想变压器，存在能量损失，所以原副线圈的电压之比 匝数之比。 五、“一原多副”的变压器 (1)输入功率与输出功率的关系： (2)电压与匝数的关系： (3)电流与匝数的关系： 考点解析 考点一：变压器原理与结构 【例1】关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是(　　) A．通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变 B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等 C．穿过副线圈磁通量的变化使副线圈产生感应电动势 D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈 【例2】如图所示，甲图中两导轨不平行，而乙图中两导轨平行，其余条件都相同，金属棒MN正在导轨上向右匀速运动，在金属棒运动过程中，将观察到(　 　) A．L1、L2都发光，只是亮度不同 B．L1、L2都不发光 C．L2发光，L1不发光 D．L1发光，L2不发光 【例3】如图所示，为某种燃气灶点火装置原理图。转换器把直流电压转换为最大值为的正弦交流电压，加在一理想变压器的原线圈上，变压器原副线圈的匝数分别为、，当钢针与金属板间的电压大于时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。对此，下列说法正确的是（　　） A．图中电压表的示数为 B．图中的变压器为降压变压器 C．该理想变压器的匝数比应小于 D．要使点火装置正常工作，转换器输出的一定为正弦交流电 考点二：理想变压器基本规律的应用 【例4】如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为，和为完全相同的定值电阻，电压表为理想电表，原线圈两端加电压，则电压表的示数为（　　） A．300V B．100V C． D．50V 【例5】某同学的电动自行车充电器是一输入电压为220 V，输出电压为60 V的变压器。由于副线圈烧坏了需要维修，该同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上绕了5匝线圈，如图所示。将原线圈接到220 V交流电源上，测得新绕线圈两端电压为1 V。则(　　) A．该充电器原线圈有2 200匝 B．该充电器原线圈有5 500匝 C．被烧坏的副线圈有300匝 D．被烧坏的副线圈有250匝