2019-2020学年高中物理54变压器学案(含解析)新人教版选修3-2.docxVIP

2019-2020学年高中物理54变压器学案(含解析)新人教版选修3-2.docx

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4变压器

学习目标

1.知道变压器的构造及几种常见的变压器.

2.用实验探究变压比关系,认识变压器的原理基础.

3.理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系.

自主探究

1.变压器是由和组成的.一个与交流电源连接,叫做,也叫初级线圈;另一个线圈与负载连接,叫做,也叫次级线圈.

2.是变压器工作的基础.没有能量损失的变压器叫做.

3.理想变压器的原、副线圈两端的电压之比,等于.

合作探究

一、变压器的原理

生活中常用电器的额定工作电压:

用电器

额定工作电压

用电器

额定工作电压

随身听

3V

机床上的照明灯

36V

扫描仪

12V

防身器

3000V

手机充电器

4.2V

黑白电视机显像管

几万伏

录音机

6V

彩色电视机显像管

十几万伏

思考讨论:生活中的用电器一般都可以使用220V的交流电源,与它们的额定工作电压都不相同,用电器是如何正常工作的呢?

思路点拨:变压器可以降低电压也可以升高电压,通过变压器得到用电器所需的合适电压.

实物观察:观察变压器的构造.对应可拆式变压器实物和课本中的图片介绍变压器的构造及标示符号,说明闭合铁芯是由极薄且彼此绝缘的硅钢片叠压而成的.

自主学习:阅读课本P41“变压器的原理”的内容,总结出相关的知识.

1.变压器的工作原理是.电流通过原线圈时在铁芯中激发,由于电流的大小、方向在不断变化,铁芯中的也在不断变化.在副线圈中产生感应电动势,所以尽管两个线圈之间没有导线相连,副线圈也能够输出.

2.从能量角度看,显然变压器不能产生电能,它只是利用闭合铁芯通过将电能从原线圈转移到副线圈,实现电能到再到电能的转化.

二、电压与匝数的关系

实验探究:探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系.

猜想假设:变压器线圈两端的电压可能与原、副线圈匝数有关.

设计实验:小组讨论设计实验方案:

(1)实验电路:

(2)操作方法:控制变量法.

(3)实验表格:

原线圈匝数

n1

副线圈匝数

n2

原线圈两端

电压U1(V)

副线圈两端

电压U2(V)

n1n2

U1U2

100

10

6

10

100

20

6

5

200

20

6

10

(4)实验步骤:

A.按实验电路连接实验器材;

B.保持原线圈的匝数不变,增加或减少副线圈的匝数,测量副线圈两端的电压

C.保持副线圈的匝数不变,增加或减少原线圈的匝数,测量副线圈两端的电压;

D.分析实验数据,得出实验结论.

注意事项:

(1)输入电压不超过12V.

(2)手不能接触裸露的导线、接线柱.

(3)电压表先用最大量程试测,然后再选用适当挡位进行测量.

进行实验:分组实验连接好电路,记录的数据填入表格.

数据分析:分析处理实验数据并得出实验结论.

实验结论:在实验误差范围内,原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比,即U1U2=n1n2.

自主学习:阅读课本P42~P43“电压与匝数的关系”的内容,学习相关的知识.

1.理想变压器的特点

(1).

(2).

(3).

2.理想变压器的基本规律

(1)电压关系:.

(2)功率关系:.

(3)电流关系:.

课堂检测

1.理想变压器的原、副线圈中一定相同的物理量有()

A.交变电流的频率 B.磁通量的变化率

C.功率 D.交变电流的峰值

2.关于理想变压器的说法正确的是()

A.理想变压器不考虑铁芯漏磁与发热

B.U1U2=n1n2只适用于一个原线圈和一个副线圈组成的变压器

C.在理想变压器中,无论有几个线圈,一定有输入功率等于输出功率,即P入=P出

D.在理想变压器中,即使有多个(大于等于3个)线圈同时工作,I1I2=n2n1也同样适用

3.如图所示,匝数为100的矩形线圈abcd处于磁感应强度B=6225πT的水平匀强磁场中,线圈面积S=0.5m2,内阻不计.线圈绕垂直于磁场的轴以角速度ω=10πrad/s匀速转动,线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连,变压器的副线圈接入一只“12V12W”的灯泡,灯泡正常发光,下列说法中正确的是()

A.通过灯泡的交变电流的频率是50Hz

B.变压器原、副线圈匝数之比为10∶1

C.矩形线圈中产生的电动势的最大值为120V

D.若将灯泡更换为“12V24W”且保证其正常发光,需要增大矩形线圈的转速

4.如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5,原线圈两端的交变电压为u=202sin100πt(V),氖泡在两端电压达到100V时开始发光,下列说法中正确的有()

A

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