资源描述
《变压器》学案
一、预习提示:
1.了解变压器的结构和工作原理
2. 了解理想变压器的理想化模型
3. 理解理想变压器的变压和变流及功率传输规律
二、重点展示:
1、变压器的原理
__________ 是变压器的工作基础。由于互感现象,使得穿过原副线圈的_________ 相同。根据E=_________得 ,原、副线圈产生感应电动势E与匝数n成 _________
2、理想变压器的变压、变流规律和功率关系:
⑴、变压规律:
⑵、变流规律:
⑶、功率关系:
3、变压器有二个副线圈的情况
⑴、电压与匝数间关系:
⑵、电流与匝数间关系:
⑶、功率关系:
疑难突破:理解要点,易错点、难点突破
4、简述理想变压器各种物理量的决定关系。
(1)电压思路:变压器原、副线圈的电压之比为当变压器有多个副绕组时,只要绕在同一闭合铁芯上,任意两线圈之间总有
(2)功率思路:理想变压器的输入、输出功率为即P1= P2.当变压器有多个副绕组时.
(3)电流思路:对只有一个副绕组的变压器确
当变压器有多个副绕组时
所以说:变压器上的电压是由原线圈决定的,而电流和功率是由副线圈上的负载来决定的.)
(4)原理思路:变压器原线圈中磁通量发生变化,铁芯中相等.
5.变压器动态问题的分析方法
(1)变压器动态问题的两种情况:
①负载电阻不变,原、副线圈的电压U1、U2,电流Il、I2,输入功率,输出功率随匝数比变化而变化的情况;
②匝数比不变,上述各量随负载电阻变化而变化的情况.
(2)根据题意分清变量与不变量;
(3)要明确变量之间的相互制约关系
①在理想变压器中,原线圈(相当于交流电源的用电器)的端电压是不变的,其值由电源决定,与原、副线圈的匝数、无关;副线圈的端电压由和匝数比共同决定,与负载电阻无关;
②在原、副线圈匝数比和输入电压确定的情况下,原线圈中的输入电流是由副线圈中的输出电流决定的;是由所接负载的多少而定的;
③变压器的输入功率随输出功率而变化,由
得知变压器的功率与、、、都有关系;
(4)动态分析的思路是:
三、典例探析:
【例1】一个正常工作的理想变压器的原副线圈中,下列的哪个物理量不一定相等 ( )
A.交流的频率 B.电流的有效值
C.电功率 D.磁通量变化率
【例2】一理想变压器,其原线圈2200匝,副线圈440匝,并接一个100Ω的负载电阻,则
(1)当原线圈接在44V直流电源电源上时,电压表示数为________V,电流表示数为______A.
(2)当原线圈接在220V交变电源上时,电压表示数为________V,电流表示数为_______A,此时输入功率为_______W.
练习1. 一理想变压器,原线圈匝数n1=1100,接在电压220V的交流电源上,当它对11只并联的“36V,60w”的灯泡供电时,灯泡正常发光。由此可知副线圈的匝数n2=_____,通过原线圈的电流 I1 =______。
练习2: 如图2 -2 -2所示,理想变压器初级线圈的匝数为,次级线圈的匝数为,初级线圈的两端、接正弦交流电源,电压表V的示数为220 V,负载电阻R=44,电流表的示数是0. 20 A.下列判断中正确的是
A.初级线圈和次级线圈的匝数比为2:1
B.初级线圈和次级线圈的匝数比为5:1
C.电流表的示数为1.0 A
D.电流表的示数为0.4 A
【例3】如图所示电路中要使电流表读数变大,可采用的方法有( )
A、将上的滑片向上移动
B、将上的滑片向下移
C、将电键由1掷向2
D、将电键由1掷向3
变式:如图所示为一理想变压器,K为单刀双掷开关,P为滑动变阻器的滑动触头,U1为加在原线圈两端的电压,I1为原线圈中的电流,则 ( )
A.保持U1及P的位置不变,K由a合到b时,I1将增大
B.保持U1及P的位置不变,K由b合到a时,R消耗功率减小
C.保持U1不变,K合在a处,使P上滑,I1将增大
D.保持P的位置不变,K合在a处,若U1增大,I1将增大
课后提升:
1.理想变压器正常工作时,下列说法中正确的是( )
A.原线圈中的电流,随着副线圈中输出电流的增大而增大
B.原线圈输入的电压,随着副线圈中的输出电压的增大而增大
C.当副线圈空载(断路)时,原线圈中无电流
D.当副线圈空载时,原线圈上电压为零
2.(2010年高考天津卷)为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系,将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上,副线圈连接相同的灯泡L1、L2,电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2,导线电阻不计,如图所示.当开关S闭合后( )
A.A1示数变大,A1与A2示数的比值不变 B.A1示数变大,A1与A2示数的比值变大
C.V2示数变小,V1与V2示数的比值变大 D.V2示数不变,V1与V2示数的比值不变
3.将输入电压为220V,输出电压为6V的理想变压器改绕成输出电压为30V的变压器,副线圈原来是30匝,原线圈匝数不变,则副线圈新增匝数为( )
A.120匝 B.150匝 C.180匝 D.220匝
4.一理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=1∶2,电源电压u=220sinωt V,原线圈电路中接入一熔断电流I0=1 A的保险丝,副线圈中接入一可变电阻R,如图5-4-15所示,为了使保险丝不致熔断,调节R时,其阻值最低不能小于( )
A.440 Ω B.440 Ω
C.880 Ω D.880 Ω
5.理想变压器的原线圈连接电流表,副线圈接入电路的匝数可以通过触头Q调节,在副线圈输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R,在原线圈上加一电压为U的交流电,如图所示.若( )
A.Q位置不变,将P向上滑动,U′变大
B.Q位置不变,将P向上滑动,电流表的读数变大
C.P位置不变,将Q向上滑动,电流表的读数变大
D.P位置不变,将Q向上滑动,变压器的输入功率不变
6.(2009年高考四川卷)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,R1=20 Ω,R2=30 Ω,C为电容器.已知通过R1的正弦式交流电如图乙所示,则( )
A.交流电的频率为0.02 Hz B.原线圈输入电压的最大值为200 V
C.电阻R2的电功率约为6.67 W D.通过R3的电流始终为零
L2
L3
L1
n2
L4
7如图所示,一理想变压器原、副线圈的匝数比为n1:n2=3:1,有四只相同的灯泡连入电路中,若灯泡L2、L3、L4均能正常发光,则灯泡L1( )
A、也能正常发光
B、较另三个灯暗些
C、将会烧坏
D、不能确定
8.如图所示,变压器初次级线圈匝数分别为n1=1000 匝,n2=500 匝,n3=200 匝,次级线圈n2、n3分别接一个电阻R=55 Ω,初级线圈上接入U=220 V交流电,求:
(1)两次级线圈输出电功率之比;
(2)初级线圈中的电流.
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