1、第5章 第四節(jié)變壓器,課標(biāo)定位 學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道變壓器的構(gòu)造 2理解變壓器的工作原理 3理解變壓器的原、副線圈中電壓與匝數(shù)的關(guān)系，能用它來(lái)分析解決基本問(wèn)題 4知道互感器的原理及用處 重點(diǎn)難點(diǎn)：1.變壓器的工作原理 2推導(dǎo)變壓器原、副線圈電流與匝數(shù)的關(guān)系,核心要點(diǎn)突破,課堂互動(dòng)講練,知能優(yōu)化訓(xùn)練,課前自主學(xué)案,第四節(jié)變壓器,課前自主學(xué)案,一、變壓器的原理 1構(gòu)造：由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成 (1)原線圈：與_相連的線圈 (2)副線圈：與_相連的線圈 2原理：變壓器工作的基礎(chǔ)是_現(xiàn)象 3作用：改變_電流的電壓,交流電源,負(fù)載,電磁感應(yīng),交流,二、電壓與匝數(shù)的關(guān)系 1理想變壓器：沒(méi)有_損

2、失的變壓器 2變壓規(guī)律：_. 3變流規(guī)律：_(只適用于一個(gè)副線圈),能量,三、常用的變壓器互感器 1分類(lèi)：電壓互感器(如圖541甲)和電流互感器(如圖乙) 圖541,2電壓互感器：如圖541甲所示,原線圈_在高壓電路中，副線圈接電壓表互感器將_變?yōu)開(kāi)，通過(guò)電壓表測(cè)低電壓，結(jié)合匝數(shù)比可計(jì)算出高壓電路的電壓 3電流互感器：如圖541乙所示,原線圈_在待測(cè)高電流電路中，副線圈接電流表互感器將_變成_，通過(guò)電流表測(cè)出小電流，結(jié)合匝數(shù)比可計(jì)算出大電流電路的電流,并聯(lián),高壓,低壓,串聯(lián),大電流,小電流,核心要點(diǎn)突破,圖542,4功率關(guān)系 理想變壓器不計(jì)銅損、鐵損及漏磁，所以輸入功率等于輸出功率當(dāng)副線圈為斷

3、路時(shí)，原線圈輸入功率為零對(duì)有多個(gè)副線圈輸出時(shí)，輸入功率等于副線圈上輸出功率之和 5頻率關(guān)系 變壓器不能改變交變電流的頻率 在原線圈中接上周期性變化的電流在副線圈中激發(fā)出同頻率的交流電,特別提醒：(1)變壓器只能改變交流電壓，若初級(jí)線圈加直流電壓，則次級(jí)線圈輸出電壓為零 (2)變壓器的電動(dòng)勢(shì)關(guān)系、電壓關(guān)系和電流關(guān)系是有效值間的關(guān)系，對(duì)最大值也適用，但對(duì)某時(shí)刻的瞬時(shí)值其關(guān)系并不成立,即時(shí)應(yīng)用 (即時(shí)突破，小試牛刀) 1理想變壓器的原、副線圈中一定相同的物理量有() A交流電的頻率B磁通量的變化率 C功率 D交流電的峰值 解析：選ABC.理想變壓器沒(méi)有漏磁，沒(méi)有能量損失，所以原、副線圈中磁通量變化率

4、相同，原、副線圈中功率相同，B、C項(xiàng)正確，變壓器的原理是互感現(xiàn)象，其作用改變電壓不改變頻率，A項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤,二、變壓器工作時(shí)的制約關(guān)系 1電壓制約 當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比(n1/n2)一定時(shí)，輸出電壓U2由輸入電壓U1決定，即U2n2U1/n1. 2電流制約 當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比(n1/n2)一定，且輸入電壓U1確定時(shí)，原線圈中的電流I1由副線圈中的輸出電流I2決定，即I1n2I2/n1.,3負(fù)載制約 (1)變壓器副線圈中的功率P2由用戶負(fù)載決定，P2P負(fù)1P負(fù)2； (2)變壓器副線圈中的電流I2由用戶負(fù)載及電壓U2確定，I2P2/U2； (3)理想變壓器將電能由原線圈傳給副線圈

5、時(shí)總是“量出為入”，即用戶消耗多少，原線圈就提供多少，因而輸出功率決定輸入功率，P1P2； 即變壓器的輸入功率是由輸出功率決定的,4對(duì)理想變壓器進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的兩種常見(jiàn)情況 (1)原、副線圈匝數(shù)比不變，分析各物理量隨負(fù)載電阻變化而變化的情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的順序是RI2P2P1I1. (2)負(fù)載電阻不變，分析各物理量隨匝數(shù)比的變化而變化的情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的順序是n1、n2U2I2P2P1I1.,特別提醒：理想變壓器的副線圈可看做給用戶供電的無(wú)阻電源，對(duì)負(fù)載電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析時(shí)，可以參照直流電路動(dòng)態(tài)分析的方法,即時(shí)應(yīng)用 (即時(shí)突破，小試牛刀) 2對(duì)理想變壓器，下列說(shuō)法中正確的是() A原線圈的輸入功

6、率，隨著副線圈的輸出功率增大而增大 B原線圈的輸入電流，隨副線圈的輸出電流增大而增大 C原線圈的電流，不隨副線圈的輸出電流變化而變化 D當(dāng)副線圈的電流為零時(shí)，原線圈的電壓也為零,解析：選AB.理想變壓器的原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，且隨副線圈的輸出功率的變化而變化，原線圈的輸入電流取決于副線圈的輸出電流，當(dāng)副線圈的電流為零時(shí)，原線圈的電流也為零，但原線圈電壓并不一定為零，故A、B正確，C、D錯(cuò)誤,課堂互動(dòng)講練,圖543,【答案】BC,變式訓(xùn)練1(2011年高考浙江理綜卷)如圖544所示，在鐵芯上、下分別繞有匝數(shù)n1800和n2200的兩個(gè)線圈，上線圈兩端與u51sin 314t V的

7、交流電源相連，將下線圈兩端接交流電壓表，則交流電壓表的讀數(shù)可能是() 圖544,A2.0 VB9.0 V C12.7 V D144.0 V,如圖545所示，一臺(tái)有兩個(gè)副線圈的變壓器，原線圈匝數(shù)n11100 匝接入電壓U1220 V的電路中 (1)要求在兩個(gè)副線圈上分別得到電壓U26 V，U3110 V，它們的匝數(shù)n2，n3分別為多少？ (2)若在兩副線圈上分別接上“6 V 20 W”“110 V 60 W”的兩個(gè)用電器，原線圈的輸入電流為多少？,圖545,【思路點(diǎn)撥】解題時(shí)應(yīng)特別把握以下兩點(diǎn)： (1)原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系 (2)根據(jù)原、副線圈的功率關(guān)系確定電流關(guān)系,【答案】(1)30

8、匝550匝(2)0.36 A,【規(guī)律總結(jié)】對(duì)于理想變壓器來(lái)說(shuō)，變壓公式和輸入功率等于輸出功率是普通適用的規(guī)律，對(duì)于有幾個(gè)副線圈的理想變壓器，電流公式就不能使用了,圖546,(2010年高考天津卷)為探究理想變壓器原、副線圈電壓、電流的關(guān)系，將原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上，副線圈連接相同的燈泡L1、L2，電路中分別接了理想交流電壓表V1、V2和理想交流電流表A1、A2，導(dǎo)線電阻不計(jì)，如圖547所示當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后(),圖547,AA1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值不變 BA1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值變大 CV2示數(shù)變小，V1與V2示數(shù)的比值變大 DV2示數(shù)不變，V1與V2示數(shù)的比

9、值不變 【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)注意了解電路的結(jié)構(gòu),并正確理解原、副線圈的功率、電壓、電流之間的關(guān)系,【精講精析】電源電壓有效值不變，所以V1示數(shù)不變，原、副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比，匝數(shù)之比不變，故V2示數(shù)不變，V1與V2示數(shù)的比值也不變，所以C錯(cuò)誤，D正確；當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，副線圈電路中的電阻減小，因?yàn)殡妷翰蛔?，所以副線圈電路中的電流增大，A2的示數(shù)增大，原、副線圈的電流之比等于匝數(shù)反比，匝數(shù)之比不變，A1與A2示數(shù)的比值不變，A1的示數(shù)也增大，所以A正確，B錯(cuò)誤 【答案】AD,【規(guī)律總結(jié)】處理這類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵是要分清變量與不變量，弄清理想變壓器中各量間的聯(lián)系和制約關(guān)系，在理想變壓器中，U2由U1和匝數(shù)比決定；I2由U2和負(fù)載電阻決定I1由I2和匝數(shù)比決定,變式訓(xùn)練3(2011年嘉興高二檢測(cè))