(教参)第三章 3 变压器-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册课程探究与巩固教师用书word+课件PPT（人教版，浙江专用）

3　变压器 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江选考 掌握变压器原、副线圈电压与匝数的关系 科学思维：培养归纳总结、分析推理能力 1．理解变压器的工作原理 2．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 (见学生用书P56) 知识点一　变压器的原理 1．构造：变压器由闭合铁芯和绕在铁芯上的原线圈、副线圈组成，与交流电源连接的线圈叫作原线圈，也叫初级线圈；与负载连接的线圈叫作副线圈，也叫次级线圈。其构造示意图与在电路中的符号分别如图甲、乙所示。 　　 2．原理：互感现象是变压器工作的基础。电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的大小、方向在不断变化，所以铁芯中的磁场也在不断变化。变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，所以副线圈能够输出电流。其原理如图所示。 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)变压器能改变恒定电流的电压。(　　) (2)变压器能改变恒定电流的电流。(　　) (3)变压器能改变恒定电流的功率。(　　) (4)变压器线圈套在铁芯上，如果没有铁芯，变压器不能工作。(　√　) (5)变压器线圈中的电流越大，所用的导线应当越粗。(　√　) (6)变压器能改变交变电流的频率。(　　) 2．思考题：某小区的降压变压器如图所示，假设它只有一个原线圈和一个副线圈，则哪个线圈应该使用较粗的导线？ 答案：副线圈应该使用较粗的导线。 知识点二　电压与匝数的关系 1．理想变压器：没有能量损耗的变压器叫作理想变压器。 (1)降压变压器：副线圈的电压比原线圈的电压低的变压器叫作降压变压器。 (2)升压变压器：副线圈的电压比原线圈的电压高的变压器叫作升压变压器。 2．理想变压器电压与匝数的关系 (1)只有一个副线圈：＝。 (2)有多个副线圈：＝＝＝… 3．功率关系 从能量守恒看，理想变压器的输入功率等于输出功率，即P入＝P出。 4．电流关系 (1)当只有一个副线圈时，U1I1＝U2I2或＝。 (2)当有多个副线圈时，I1U1＝I2U2＋I3U3＋…或n1I1＝n2I2＋n3I3＋… 5．理想变压器的制约关系 (1)电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比一定时，输入电压U1决定输出电压U2，即U2＝。 (2)功率制约：变压器的输出功率P出决定输入功率P入。 (3)电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比一定，且输入电压U1确定时，副线圈中的输出电流I2决定原线圈中的电流I1，即I1＝(只有一个副线圈时)。 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)理想变压器是一个理想化模型。(　√　) (2)理想变压器原线圈中电场的能量转变成磁场的能量。(　√　) (3)理想变压器副线圈中产生感应电流，磁场的能量转化成了电场的能量。(　√　) (4)若理想变压器的输出功率P出增大，则输入功率P入增大；若输出功率P出减小，则输入功率P入减小；若输出功率P出为0，则输入功率P入为0。(　√　) 2．思考题：穿过理想变压器原、副线圈的磁通量是否相同？ 答案：相同。 (见学生用书P57) 　　类型一　变压器的原理和结构 图甲所示为某款家用变频空调，其内部的交流变频器可以在一定范围内调节供电频率，从而改变交流电动机的转速。变频空调开始工作时，当室内温度降至设定温度后，交流电动机处于低速持续运转状态，维持室温基本不变，从而达到节能减排的效果。图乙所示为变频空调的内部结构简图，其理想变压器的原、副线圈的匝数分别为n1＝200、n2＝100，电压表为理想交流电表。若因交流变频器的作用使得输出电压的频率增大为原来的2倍，下列说法正确的是(交流变频器可视为交流发电机)(　A　) 　　 A．理想变压器副线圈的输出电压变为原来的2倍 B．理想变压器副线圈的输出电压不变 C．穿过原、副线圈的磁通量之比为1∶2 D．穿过原、副线圈的磁通量之比为2∶1 解析：交流变频器输出电压的频率增大为原来的2倍，由Em＝NBSω＝NBS·2πf可知，原线圈的输入电压变为原来的2倍，由＝可知，副线圈的输出电压变为原来的2倍，故A正确，B错误；根据变压器的原理可知，穿过原、副线圈的磁通量是相同的，所以穿过原、副线圈的磁通量之比为1∶1，故C、D错误。 (多选)一个接在交流电路中的理想变压器，它的初级线圈中的交变电流和次级线圈中的交变电流一定具有相同数值的物理量是(　CD　) A．电流 B．电压 C．频率 D．功率 解析：理想变压器输入功率等于输出功率，频率相等，电流和电压的数值不一定相同，故A、B错误，C、D正确。 类型二变压器原、副线圈的电压比、电流比等 如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数之比为n1∶n2＝10∶1，原线圈两端接交流电源，已知电阻R＝5 Ω，理想交流电压表V的示数为100 V，则下列说法正确的是